• Title/Summary/Keyword: Solar irradiance

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에어러솔 대기에서 단파 영역에서의 복사전달모델들의 상호비교 (Intercomparison of Shortwave Radiative Transfer Models for Aerosol-laden Atmospheres)

  • 유정문;정명재;이규태;김준;이주은;허영민;김보미;이윤곤;이재화;윤종민;이원학
    • 한국지구과학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.128-139
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    • 2008
  • 본 연구에서는 에어러솔 대기 상태에서 국내 COMS 연구자들이 사용하는 세 개의 단파 복사전달모델에서 산출된 복사속 성분을 비교분석하였으며, 대기 복사 수지에서 에어러솔 역할도 분석하였다. 국내 모델들의 평가를 위하여, 15개 모델값을 평균한 Halthore et al.(2005) 결과를 기준값으로 사용하였다. 두 종류 에어러솔 농도(AOT=0.08, 0.24)에서 조사된 열대 또는 한대 대기의 에어러솔 강제력은 지표에서의 하향 일사 및 상향 산란, 대기 상부의 상향 산란, 그리고 대기 흡수도의 복사 성분들에 있어서 국외 연구에 비하여 국내 결과들에서 체계적으로 약하게 나타났다. 에어러솔 강제력은 지표에서의 하향 일사에 대하여 $-10{\sim}-40Wm^{-2}$ 이었으며, 지표 및 대기 상부의 상향 산란의 경우에 상대적으로 큰 태양천정각과 고농도 에어러솔 상태에서 컸다. 두 종류 에어러솔 조건에서 지표에서의 하향 및 상향 산란값들은 대기 종류보다는 태양천정각에 더 민감하였다. 하향 산란은 상대적으로 작은 태양천정각과 고농도 에어러솔 조건에서 컸다. 에어러솔 농도 증가는 하향 산란 증가에도 불구하고 하향 직달 일사의 감소가 이를 초과함으로써 지표 냉각을 유도하는 것으로 조사되었다. 동일한 에어러솔 농도 및 태양천정각 조건에서 직달일사 소산은 열대 대기에서는 주로 수증기, 그리고 한대 대기에서는 수증기뿐만 아니라 오존에도 기인하는 것으로 조사되었다. 특히 열대 대기에서는 수증기의 역할이 오존에 비하여 $3{\sim}4$배 컸다. 저농도 및 고농도 에어러솔 대기에서 대기 흡수도는 국내외 연구간에 ${\pm}10%$ 내에서 일치하였다.

레일리 대기에서 단파 영역에서의 복사전달모델 결과들의 상호 비교 (Intercomparison of Shortwave Radiative Transfer Models for a Rayleigh Atmosphere)

  • 유정문;정명재;이규태;김준;허창회;안명환;허영민;이주은;유혜림;정주용;신인철;최용상;김영미
    • 한국지구과학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.298-310
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    • 2007
  • 본 연구에서는 레일리(순수 기체) 대기 조건 하에서 국내 COMS 연구자들이 사용하는 여덟 개 단파 복사전달모델에서 산출된 네 종류 복사속(flux) 성분을 상호비교함으로써 상대 오차를 조사하였다. 이들 복사속 성분은 지표에서의 직달 일사, 하향 산란, 상향 산란, 그리고 대기 상부에서의 상향 산란이다. 또한 국내 모델의 평가를 위하여, 15개모델을 평균한 Halthore et al.(2005) 결과(예, H15)를 기준값으로 사용하였다. 동일한 태양천정각에서 모델 간의 불일치는 열대 대기에서 수증기에 기인하였고, 한대 대기에서는 오존에 기인하였다. STREAMER를 제외한 국내 7개 모델의 지상에서의 하향 직달일사값은 H15에 대하여 ${\pm}4%$내에서 일치하였다. 이러한 상대 오차는 태양천정각이 커질 때 증가하였으며, Halthore et al.(2005)에서의 ${\pm}3%$와 근접하였다. 네 종류 복사속 분석에서 SBDART 모델이 6S 모델에 비하여 전반적으로 우수하였으나, 근적외 파장역에서는 서로 비교할만하였다. 네개 기관의 연구자들이 같은 SBDART 모델에서 산출한 지표에서의 하향 직달일사값 간에도 $12.1Wm^{-2}(1.4%)$의 불일치가 존재하였다. 불일치의 원인은 부분적으로 복사속 적분에 있어서 서로 다르게 설정된 파장 분해능에도 있었다. 본 연구는 단파 영역에서 최적 모델을 선정하는 데 도움을 줄 수 있다.

태양열 유동층 흡열기의 기체 열흡수 특성 (Characteristics of Heat Absorption by Gas in a Directly-irradiated Fluidized Bed Particle Receiver)

  • 박새한;김성원
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제59권2호
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    • pp.239-246
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    • 2021
  • 태양열 SiC 입자 유동층 흡열기(내경 50 mm, 높이 150 mm)에서 수력학적 특성 및 기체 열흡수 특성이 연구되었다. 측정 구간 내에서, 기체 속도가 증가할수록 유동층 내 고체체류량은 일정하였으나, 유사한 기체속도 구간(Ug = 0.03-0.05 m/s)에서 미세한 SiC 입자(SiC II; dp=52 ㎛, ρs=2992 kg/㎥)는 굵은 SiC 입자(SiC I; dp=123 ㎛, ρs=3015 kg/㎥) 대비 유동층 내 압력요동의 상대 표준편차는 낮았으며, 프리보드 내 고체체류량은 상대적으로 높은 값을 나타내었다. 미세한 SiC II 입자는 굵은 SiC I 입자 대비 일사량의 변화에 관계없이 상대적으로 높은 일사량 당 흡열기 입출구 온도차를 보였고, 이는 상대적으로 균일한 유동층 내 입자 거동에 의한 층 표면 수용 열의 효율적인 열확산 효과에 더하여, 프리보드 영역에서 비산된 입자에 의한 추가적인 태양열 흡수 및 기체로의 열전달 효과에 기인한다. 본 시스템에서 기체속도 및 유동화 수가 증가할수록 열 흡수 속도 및 열효율은 증가하였다. SiC II 입자는 최대 17.8 W의 열 흡수 속도와 14.8%의 열효율을 보였고, 이는 SiC I 입자 대비 약 33% 높은 값을 나타내었다.

딸기 생육단계별 일사비례제어 급액 방법에 따른 딸기 생육 비교 (Comparison of Growth Characteristics of Strawberry according to Integrated Solar Radiation Control by Growth Stages)

  • 김소희;노미영;최경이;임미영
    • 생물환경조절학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.279-285
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    • 2022
  • 딸기 수경재배 시 일사비례제어를 이용하여 생육단계별 적정 누적일사량 기준을 설정하고자 수행하였다. 급액 방법은 외부 일사량을 기준으로 일정 누적 일사량에 도달하면 급액하였고 누적 일사량 기준은 150, 200J·cm-2과 생육단계에 따라 200J·cm-2에서 150J·cm-2로 변경하는 처리를 두었다. 타이머 제어는 대조구로 설정하였다. 월별 평균 급액 횟수는 누적 일사량이 많은 3월에 150 J·cm-2과 생육단계별(150J·cm-2) 처리구가 5.6회, 누적일사량이 적은 12월에 200J·cm-2과 생육단계별(200J·cm-2) 처리구가 2.7회, 타이머는 3.6-3.8회였다. 수분이용효율은 주당 총 급액량이 적었던 타이머 처리구가 19.8g·L-1로 일사제어 처리구에 비해 낮았다. 일사제어에 따른 생육 및 과실 특성은 차이가 없었다. 생육단계별 처리구가 총 상품과 수량은 주당 328g, 상품과율 85.3%로 가장 높았다. 딸기 수경재배 시 일사비례 급액제어 방식은 재배기간 동안 동일한 누적일사량 기준보다 생육단계별로 누적일사량을 조절하는 것이 과실의 수량 향상에 도움이 되었다.

서울의 최근 자외선 복사의 변화 2004~2010 (Recent Variations of UV Irradiance at Seoul 2004~2010)

  • 김준;박상서;조나영;김우경;조희구
    • 대기
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    • 제21권4호
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    • pp.429-438
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    • 2011
  • The climatology of surface UV radiation for Seoul, presented in Cho et al. (1998; 2001), has been updated using measurement of surface erythemal ultraviolet (EUV) and total ultraviolet (TUV) irradiance (wavelength 286.5~363.0 nm) by a Brewer Spectrophotometer (MK-IV) for the period 2004~2010. The analysis was also carried out together with the broadband total (global) solar irradiance (TR ; 305~2800 nm) and cloud amount to compare with the UV variations, measured by Seoul meteorological station of Korean Meteorological Agency located near the present study site. Under all-sky conditions, the day-to-day variability of EUV exhibits annual mean of 98% in increase and 31% in decrease. It has been also shown that the EUV variability is 17 times as high as the total ozone in positive change, whereas this is 6 times higher in negative change. Thus, the day to day variability is dominantly caused rather by the daily synoptic situations than by the ozone variability. Annual mean value of daily EUV and TUV shows $1.62kJm^{-2}$ and $0.63MJm^{-2}$ respectively, whereas mean value of TR is $12.4MJm^{-2}$ ($143.1Wm^{-2}$). The yearly maximum in noon-time UV Index (UVI) varies between 9 and 11 depending on time of year. The highest UVI shows 11 on 20 July, 2008 during the period 2004~2010, but for the period 1994~2000, the index of 12 was recorded on 13 July, 1994 (Cho et al., 2001). A 40% of daily maximum UVI belongs to "low (UVI < 2)", whereas the UVI less than 5% of the maximum show "very high (8 < UVI < 10)". On average, the maximum UVI exceeded 8 on 9 days per year. The values of Tropospheric Emission Monitoring Internet Service (TEMIS) EUV and UVI under cloud-free conditions are 1.8 times and 1.5 times, respectively, higher than the all-sky measurements by the Brewer. The trend analysis in fractional deviation of monthly UV from the reference value shows a decrease of -0.83% and -0.90% $decade^{-1}$ in the EUV and TUV, respectively, whereas the TR trend is near zero (+0.11% $decade^{-1}$). The trend is statistically significant except for TR trend (p = 0.279). It is possible that the recent UV decrease is mainly associated with increase in total ozone, but the trend in TR can be attributed to the other parameters such as clouds except the ozone. Certainly, the cloud effects suggest that the reason for the differences between UV and TR trends can be explained. In order to estimate cloud effects, the EUV, TUV and TR irradiances have been also evaluated for clear skies (cloud cover < 25%) and cloudy skies (cloud cover ${\geq}$ 75%). Annual mean values show that EUV, TUV and TR are $2.15kJm^{-2}$, $0.83MJm^{-2}$, and $17.9MJm^{-2}$ for clear skies, and $1.24kJm^{-2}$, $0.46MJm^{-2}$, and $7.2MJm^{-2}$ for cloudy skies, respectively. As results, the transmission of radiation through clouds under cloudy-sky conditions is observed to be 58%, 55% and 40% for EUV, TUV and TR, respectively. Consequently, it is clear that the cloud effects on EUV and TUV are 18% and 15%, respectively lower than the effects on TR under cloudy-sky conditions. Clouds under all-sky conditions (average of cloud cover is 5 tenths) reduced the EUV and TUV to about 25% of the clear-sky (cloud cover < 25%) values, whereas for TR, this was 31%. As a result, it is noted that the UV radiation is attenuated less than TR by clouds under all weather conditions.

브이용 전력시스템 설계 및 분석 (Design and Analysis of Power System for Buoy)

  • 조관준;유희한;국승기;오진석
    • 한국항해항만학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.229-233
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    • 2007
  • 본 논문은 브이용 PV 시스템 성능과 최대전력점추적기의 알고리즘에 대하여 기술하고자 한다 현재 운영되고 있는 브이는 대부분 태양광을 활용한 독립형 전력 시스템을 이용하고 있다. 이러한 태양광 전력 시스템은 직류 출력 특성을 가지고 있으며 직류 버스와 연결된다. 태양광 전지판의 I-V 출력 특성은 일사량, 전지판의 온도에 따라 변화하며 태양광 전지 마다 그 특성이 각기 다르게 나타나기 때문에 태양광 전지는 최대전력추적방식의 알고리즘에 의해 운영되어야 한다. 이에 본 논문은 태양광 전지의 특성, 최대전력추적방식, 태양광 전지판의 최적경사각을 논의하고자 한다.

What factors reduce the yield potentiality in high-yielding rice?

  • Kobata, Tohru;Yoshida, Haruka;Masiko, Uukina;Honda, Tohru;Ishi, Hibiki;Iwasaki, Hiroyuki
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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    • pp.19-19
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    • 2017
  • The indica ${\times}$ japonica rice (Oryza sativa L.) cultivars released in Japan since 1980 are high-yielding. However, occasionally in these cultivars their high yield potentials cannot be realized, particularly depending on climate conditions. The objectives of this study were to identify the reason for yield instability and the critical yield component factor causing lower grain yield in these high-yielding cultivars. Standard-yield japonica, high-yielding japonica-dominant, and indica-dominant cultivars were grown in western Japan. Rough grain yield (RY) in these high-yielding cultivars ranged from 450 to $980g\;m^{-2}$, and was positively correlated with potential grain yield (PRY). By fluctuations of solar radiation, RY changed with spikelet number (SNO), and SNO was correlated with cumulative radiation during the panicle formation period of 30 days before heading. Even if higher SNO was achieved under higher radiant conditions, RY was lower than PRY. The lower grain-filling in plants bearing higher SNO resulted from a lower filling percentage of spikelets (%F, RY/PRY), and %F was strongly correlated with spikelet fertility (%S) across all cultivars. %S was highly influenced by cumulative radiation per PRY during pollen development and establishment around heading. Inhibition of assimilation by leaf removal lowered %S. Conversely, stem thinning and removal of upper panicles around heading increased %S in spikelets of the lower part of the panicle in which sterility was higher. These results suggest that limitation of assimilate-supply due to low irradiance at the spikelet-formation and flowering stages restrains the potential of the high-yielding cultivars, depending on reduction of SNO and %S, respectively.

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비균일 대기상태를 고려한 함정의 적외선 신호 특성 분석 (ANALYSIS OF IRSIGNAL CHARACTERISTICS OF A SHIP FOR NON-UNIFORM ATMOSPHERIC CONDITIONS)

  • 최준혁;김도휘;한국일;하남구;장현성;이승하;김동건;김태국
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.88-94
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    • 2017
  • The IR signal entering into a sensor is composed of the following components: the self-emitted component directly from the object surface, the reflected components of the solar and sky irradiance at the object surface, and the scattered component by the atmosphere without reference to any object surfaces. The self-emitted and reflected components from the object can be lowered by the atmospheric layer between the object and the IR sensor. The principle factors influencing the atmospheric transmittance are the air temperature, the relative humidity and the observation distance. Previous studies on IR signal transmission through the atmosphere are focused on uniform atmospheric conditions and the non-uniform nature of the atmosphere was not properly treated in modeling. In this study, we use the local atmospheric transmittance to simulate the non-uniform atmosphere in analyzing the IR signal from the object surface. The results show that the nonuniform analysis of the atmosphere becomes more important as the wavelength of IR signal increases.

디지털 농업기후도 해설 (Agroclimatic Maps Augmented by a GIS Technology)

  • 윤진일
    • 한국농림기상학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.63-73
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    • 2010
  • A comprehensive mapping project for agroclimatic zoning in South Korea will end by April 2010, which has required 4 years, a billion won (ca. 0.9 million US dollars) and 22 experts from 7 institutions to complete it. The map database from this project may be categorized into primary, secondary and analytical products. The primary products are called "high definition" digital climate maps (HD-DCMs) and available through the state of the art techniques in geospatial climatology. For example, daily minimum temperature surfaces were prepared by combining the climatic normals (1971-2000 and 1981-2008) of synoptic observations with the simulated thermodynamic nature of cold air by using the raster GIS and microwave temperature profiling which can quantify effects of cold air drainage on local temperature. The spatial resolution of the gridded climate data is 30m for temperature and solar irradiance, and 270m for precipitation. The secondary products are climatic indices produced by statistical analysis of the primary products and includes extremes, sums, and probabilities of climatic events relevant to farming activities at a given grid cell. The analytical products were prepared by driving agronomic models with the HD-DCMs and dates of full bloom, the risk of freezing damage, and the fruit quality are among the examples. Because the spatial resolution of local climate information for agronomic practices exceeds the current weather service scale, HD-DCMs and the value-added products are expected to supplement the insufficient spatial resolution of official climatology. In this lecture, state of the art techniques embedded in the products, how to combine the techniques with the existing geospatial information, and agroclimatic zoning for major crops and fruits in South Korea will be provided.

건물일체형 투명 모듈의 온도 변화에 따른 발전 특성 (Generation characteristics of transparent BIPV module according to temperature change)

  • 박경은;강기환;김현일;유권종;장대호;이문희;김준태
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.210-211
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    • 2007
  • Amid booming PV(photovoltaic) industry, BIPV(Building Integrated PV) is one of the best fascinating PV application technologies. To apply PV in building, variable factors should be reflected such as installation position, shading, temperature effect and so on. Especially a temperature should be considered, for it affects both electrical efficiency of PV module and heating and cooling load in building. Transparent PV modules were designed as finished material for spandrels are presented in this paper. The temperature variation of the modules with and without air gap and insulation were compared and analyzed. The results showed that the module with air gap and insulation has a much larger temperature variation than another transparent module. The temperature of the module reached by 55degree C under vertical irradiance of lower 500$W/m^2$. And the temperature difference between these modules was about 15degree C. To analyze the output performance of module according to temperature variation, separate module was manufactured and measured by sun-simulator. The results showed that 1 degree temperature rise reduced about 0.45% of output power.

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