• 제목/요약/키워드: Weather Index

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HSPF 및 QUAL-MEV를 이용한 가뭄이 수질에 미치는 영향 분석 (Analysis of effects of drought on water quality using HSPF and QUAL-MEV)

  • 이상웅;조부건;김영도;이주헌
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제56권6호
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    • pp.393-402
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    • 2023
  • 최근 이상기후 현상으로 발생빈도 및 규모가 증가한 가뭄은 다양한 분야에서 극심한 문제를 유발하여 가뭄에 의한 물부족 발생 시 수생태 건강성 확보를 위한 합리적인 대응 방안을 마련하기 위해 가뭄 감시, 전망 및 대응기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 유역모델 HSPF와 수질모델 QUAL-MEV를 연계하여 가뭄 기간 물 부족 상태가 수문 순환을 통해 변동되는 수질을 예측하였다. SPI, RCP 4.5 시나리오를 검토하고 HSPF 및 QUAL-MEV를 활용하여 유량변동에 따른 수질변화를 모의하여 유량변동에 따른 수질 변화를 분석하였다. 갈수기 유량과 수질의 관계는 높으나 강수량과 수질의 관계는 미비한 것으로 나타났다. 유량 및 SPI6는 상이한 경향이 나타나 가뭄의 영향으로 변화되는 수질 예측시 중장기 가뭄지수와 관계는 미비한 것으로 나타났다. 가뭄에 의한 수질 영향을 평가하기 위해 단기간의 가뭄지수 활용 및 유량 변동에 따른 평가방안 마련이 필요한 것으로 사료된다.

분포형 유역 일유출 모형의 개발 및 적용성 검토 (Development of a Grid-based Daily Watershed Runoff Model and the Evaluation of Its Applicability)

  • 홍우용;박근애;정인균;김성준
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권5B호
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    • pp.459-469
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    • 2010
  • 본 연구에서는 GIS 공간자료(수치표고모델, 토지이용도, 토양도)와 Terra MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 위성영상에 의한 식생활력도를 이용하여 유역의 일단위 유출량을 모의하는 격자기반의 분포형 일유출 모형을 개발하고 그 적용성을 평가하였다. 모형은 격자단위로 지표유출, 중간유출 및 기저유출, 증발산량 그리고 토양수분의 시간적 변화와 공간적 분포를 모의할 수 있다. 모형은 크게 유출, 증발산, 토양수분의 3개 주요모듈로 구성하였다. 유출은 강우전의 토양수분을 추적하여 지표하 저류능을 계산하므로서, 총 유출체적에서 각 유출량을 배분하는 감수곡선을 도입하여 모의하도록 하였으며, 증발산은 MODIS 엽면적지수(Leaf Area Index; LAI)를 고려한 Penman-Monteith 증발산량을 산정하도록 하였다. 매일의 토양수분은 전일의 토양수분에서 당일의 유출량과 증발산량을 계산하는 물수지 방정식을 이용하여 추적하도록 하였다. 이 모형에 대한 적용성 평가는 유역면적 930 $km^2$의 용담댐 유역을 대상으로 수행하였다. 공간해상도를 1 km로 맞춘 GIS 입력자료(토지피복도, 토양도, 경계자료 등)와 RS 입력자료(LAI)를 구축하였으며, 2000년부터 2008년까지의 기상자료를 수집하여 IDW 방법으로 공간분포화 하여 모형에 적용하였다. 검보정은 유역 출구 지점의 유출량 자료를 모의치와 비교하여 수행되었고, 보정결과에 따른 모형의 적합성과 상관성을 판단하기 위한 목적함수로는 결정계수($R^2$)와 평균제곱근오차 (RMSE : Root Mean Square Error)를 사용하였으며, 모형의 효율성 검증을 위해 Nash와 Sutcliffe(1970)가 제안한 모형 효율성 계수를 사용하였다. 유출량에 대한 Nash-Sutcliffe 모형효율은 0.78~0.93로 모의치가 실측치의 경향을 잘 표현하는 것으로 나타났다. 유출량 분포도는 강우와 토양에 매우 민감하게 모의 되었다.

식·약용식물 참나물 자생지의 환경특성 및 식생구조 (Physical Environment Characteristics and Vegetation Structure of Natural Habitats of Pimpinella brachycarpa, Edible and Medicinal Plants)

  • 정대희;손용환;권해연;김영기
    • 한국자원식물학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.137-148
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    • 2024
  • 본 연구는 참나물[Pimpinella brachycarpa (Kom.) Nakai] 자생지에 대한 기상 및 토양 특성과 입지환경을 조사하여 자생지 보존에 필요한 정보를 얻고자 수행되었다. 참나물은 경기도, 강원도, 전라북도, 경상북도 등 국내 전역에 분포하며, 주로 해발고도 500 ~ 1,200 m의 그늘지고 습한 지역에서 생육하는 것으로 확인하였다. 자생지 기상특성 중 연평균 기온은 두타산이 13.1℃, 연평균 강수량은 중원산이 1,509 mm로 다른 지역에 비해 높았다. 토양 특성 중 pH는 4.42 ~ 4.97의 약산성, 질소전량(Total N)은 0.18 ~ 0.68%, 유효인산(available P)은 13.43 ~ 531.56 mg/kg까지 지역별 차이가 크게 나타났다. 자생지 내 종다양성지수(H')는 일월산에서 1.713으로 가장 높은 것으로 확인되었으며, 균등도(J')는 0.983 ~ 0.993, 우점도(D')는 0.007 ~ 0.017로 분석되었다. 유사도 지수는 평균 24.86%로 매우 낮았으며, 크게느릅나무 군락과 당단풍나무 군락으로 구분되었다. 상기 연구의 결과는 최근 이상기후에 의한 여름철 이상고온, 폭우 및 가뭄 등과 같은 환경적 재해에 의한 자생지 파괴 및 생육 감소와 같은 문제 해결에 기초자료를 제공하는 연구라고 판단된다. 또한 지속적인 식물자원의 보전 및 활용 방안에 관한 연구가 지속되기를 기대한다.

COMS 위성의 가시 및 적외 영상 채널로부터 복원된 대류운의 강우강도 향상과 검증 (Improvement and Validation of Convective Rainfall Rate Retrieved from Visible and Infrared Image Bands of the COMS Satellite)

  • 문윤섭;이강열
    • 한국지구과학회지
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    • 제37권7호
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    • pp.420-433
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    • 2016
  • 본 연구의 목적은 2011년 4월 22일부터 10월 22일까지 우리나라에서 강수가 있는 총 75일 동안 COMS 위성의 적외 채널 $10.8{\mu}m$ 휘도 온도(IR), 적외 채널 $10.8{\mu}m$와 수증기 채널 $6.7{\mu}m$의 휘도 온도차(IR-WV), 정규화 된 가시반사도(VIS)와 기상 레이더의 강우강도를 이용하여 2-D와 3-D 대류운의 강우강도 (CRR) 조견표를 향상시키는 것이다. 특별히 한국형 2-D와 3-D CRR 조견표를 검증하기 위해 2011년 강수가 있는 24일 동안의 기상 레이더 강우강도 자료가 사용된다. 2-D와 3-D CRR 조견표는 각 채널의 등급 범주별 강우 총수와 비강우 총수의 행렬을 이용하여 구한 강우 확률에 평균 누적강우강도와 최대 강우강도를 각각 곱함으로써 2-D (IR, IR-WV)와 3-D (IR, IR-WV, VIS) 조견표의 기본과 최대 행렬을 얻을 수 있다. 최종적으로 새로운 2-D와 3-D의 CRR 조견표는 경험적으로 기본과 최대 강우강도 행렬의 회귀 분석으로 얻어진다. 그 결과 새로운 CRR 조견표는 기존보다 낮은 IR 휘도 온도, 낮은 IR-WV 휘도 온도차일 때에도 비교적 많은 강우 현상을 나타내며, $10mm\;h^{-1}$ 이상의 강우강도 영역이 확대되어 나타난다. 정확도와 범주별 통계가 주어진 기간 동안 발생했던 CRR 자료에 대해 계산된다. 새로운 2-D와 3-D CRR 조견표의 평균 오차, 평균절대 오차, 제곱근평균 오차가 기존 조견표보다 작게 나타나며, 예측 거짓경고비율은 감소하고, 탐지확률은 증가하며, 임계성공지수는 개선된다. 태풍과 뇌우와 같은 기상 이변에서의 강한 호우를 고려하기 위해서 습윤 보정 계수를 교정한다. 이 인자는 수치모델이나 COMS에서 복원한 지면에서 500 hPa까지 평균한 총가강수량과 상대습도의 곱 (PW RH)으로 정의된다. 이 연구에서는 PW RH에 근거하여 IR 운정 휘도 온도가 210 K 이하일 때, 상대습도가 40% 이상일 때 1에서 2사이를 경험적으로 정한다. 새로운 2-D와 3-D CRR 조견표를 적용한 결과 평균 오차, 평균 절대 오차, 제곱근 평균 오차가 줄어든다.

북극해에서 입자추적 방법을 이용한 유빙 추적 연구 (Tracing the Drift Ice Using the Particle Tracking Method in the Arctic Ocean)

  • 박광섭;김현철;이태희;손영백
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제34권6_2호
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    • pp.1299-1310
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    • 2018
  • 본 연구는 북극해에 분포하는 유빙의 움직임을 이해하기 위해 현장관측 자료와 입자 추적 방법을 사용하여 분포 및 이동경향을 분석하였다. 북극해에서 유빙의 움직임은 NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)에서 제공하는 ITP(Ice-Tethered Profiler)의 자료 중에서 2009년부터 2018년 자료를 이용했다. 유빙의 유동은 각 연도별로 분류하고 각각의 ITP 자료를 이용하여 위치 및 속도를 분석하였다. 입자 추적은 HYCOM(Hybrid Coordinate Ocean Model)과 ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)에서 제공하는 일별 해류 및 바람 자료를 사용하여 2009년부터 2018년까지의 유빙의 움직임을 모의하였다. 북극해 전역에서 유빙의 이동경향을 분석하기 위해서 현장관측 자료인 ITP자료를 입력 자료로 이용하여 북극해에서 해류와 바람과의 관계식을 계산하여 라그랑지안 입자 추적을 수행하였다. 입자 추적 시뮬레이션은 해류에 의한, 그리고 해류와 바람에 의한 영향을 고려한 두 종류의 실험을 수행하였고, 대부분의 입자는 해류와 바람의 영향을 고려한 경우에 현장관측 자료와 동일하게 재현되었다. 북극해에서 유빙의 움직임은 바람의 영향을 고려한 관계식을 이용하여 재현되었고, 이를 이용하여 특정 연도의 유빙의 이동경향을 분석하였다. 2010년의 경우 Arctic Oscillation Index(AOI)는 음의 해로 입자들은 보퍼트 환류(Beaufort Gyre)를 따라 명확하게 움직임을 보이고, 극점 인근에서는 상대적으로 더 빠른 속도를 나타낸다. 반면에 2017년의 경우 AOI는 양의 해로 대부분의 입자들은 Gyre에 크게 영향을 받지 않는 움직임을 보이며 보퍼트 해 (Beaufort Sea) 인근에서 나타나는 이동속도 또한 상대적으로 감소하였고, 극점에서의 이동속도도 감소했다. 2010년과 2017년의 계절적 특징은 2010년도의 유빙의 이동속도는 동계(0.22 m/s)에 증가되고 춘계(0.16 m/s)에 감소되며, 2017년의 경우 하계(0.22 m/s)에 증가되고 춘계(0.13 m/s)에 감소되었다. 결과적으로 입자추적 방법은 제한된 현장관측 자료를 대신하여 북극해에서 유빙의 분포 및 이동경향을 이해할 수 있는 방법으로 위성자료와 연계하여 장기적인 유빙의 탐지 및 이동경향을 이해하는 유용한 방법이 될 것이다.

국내 노지 봄배추 생산량에 대한 엘니뇨 영향 (Influence of El Niño on the Production of Spring Kimchi Cabbage in South Korea)

  • 심교문;김용석;정명표;김지원;강기경
    • 한국농림기상학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.330-336
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    • 2018
  • 본 논문에서는 1981년 이후 중간 강도 이상의 엘니뇨가 발생한 해의 노지 봄배추의 단위면적당 생산량의 변화를 분석하였다. 엘니뇨가 발생한 해(n=16)의 전국 평균 노지 봄배추의 생산량은 $4,016{\pm}342kg\;10a^{-1}$으로 미발생한 해(n=20)의 전국 평균 노지 봄배추의 생산량($3,800{\pm}370kg\;10a^{-1}$)보다 단위면적당 216kg 적었지만, 통계적으로는 유의하지 않았다(t=1,812, p=0.078). 또한, 엘니뇨가 종료한 해의 전국 평균 노지 봄배추의 생산량이 엘니뇨가 시작한 해와 엘니뇨가 미발생한 해보다 낮은 경향을 보였지만, 이 또한 통계적으로 유의하지 않은 것으로 분석되었다(df=2, f=2.195, p=0.127). 하지만, 강원도와 경상북도에서는 엘니뇨가 종료한 해의 노지 봄배추의 단위면적당 생산량은 통계적으로 유의하게 엘니뇨가 시작한 해와 엘니뇨가 미발생한 해보다 줄어드는 것으로 분석되었다. 이러한 원인으로 노지 봄배추 재배기간의 일조부족 현상이 1차적으로 조사되었으나, 앞으로 작물기상환경 측면에서 엘니뇨 발생이 작물생산성에 미치는 영향에 대한 추가 연구가 필요할 것이다.

여학생의 초경에 관한 조사 연구 (서울시내 여자중학생을 대상으로) (A study on the menarche of middle school girls in Seoul)

  • 김미화
    • 보건교육건강증진학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.21-36
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    • 1983
  • It is assumed that menarche is affected not only by the biological factors such as nutrition and genetic heritage, but also it is affected by other socio-cultural environmental factors including weather, geographic location, education and level of modernization. Also recent trend of menarche in Korea indicates that a lot of discussion are being generated to the need of sex education as a part of formal school education. The purpose of this study is to develop the school health education program by determine the age of menarche, the factors relavant to time of menarche and psycho-mental state of students at the time in menarche and investigate the present state of school health education relate to menarche of adolescents. The total number of 732 girls was drown from first, second and third grades of 4 middle schools in Seoul. For the data collection the survey was conducted during the period from May 1 to May 20, 1982 by using prepared questionair. The major results are summarized as follow; 1. Mean age at menarche and the percent distribution of menarche experienced. It was observed that about 68.7% of sampled students have been experienced menarche at the time interviewed. For the each group, age at menarche is revealed that among the students about 37.8% are experienced menarche for under 12 years old group, 62.1% for 13 year-old group, 80.6% for 14 year-old group and 95.5% for over 15 years old. In sum it was found that the mean age at menarche was 12.3 years old, ranged from age at 10 as earlist the age at 15 as latest. 2. Variables associated with age at menarche. 1) There was tendency those student who belong to upper class economic status have had menarche earlier than those student who belong to lower class. Therefore, economic status is closely related to age at menarche. 2) In time of mother's education level, it is also found that those students whose mother's education levels from high school and college are experienced menarche earlier than those students whose mother's education levels from primary school and no-education. 3) However, in connection with home discipline, there was no significant relationship between age at menarche and home disciplines which are being treated "Rigid", "Moderated ", "Indifferent". 4) Degree of communication between parents and daughter about sex matters was found to be associated each others in determination of age at menarche. 5) It was found that high association between mother's menarche age and their daughter's menarche age was observed. Mother's age at menarche earlier trend to be shown also as earlier of their daughters. 6) Those students belong to "D & E" of physical substantiality index are trend to be earlier in menarche than those students in the index "A & B". 3. Psycho-mental state at the time of menarche. Out of the total students 68.2% had at least one or more than one of subjective symptoms. Shyness was shown as most higher prevalent symptom and others are fear, emotional instability, unpleasant feeling, depression, radical behavior, inferior complex and satisfaction appeared. Very few cases are appeared be guilty and stealing feeling. 4. The present status of school health education program related to menarche. As to the source of information about menarche, teacher was a main source with average index 5.88 and the other informants were mother & family member, friends, books and magagines, movies, television, and radio. For the problem solving at menarche, mother & family members were subject to discussion with an average index 6.02 as high. The others for discuss and knowledge about menarche were books, magagine, friends, teachers, and self-learning based on own experienced. The time of learning about menarche, it was learned as highest percentage with 43.2% at a 6 grades of primary school, middle school with 34.4%, 5 grade of primary school with 18.2%, and 4 grade of primary school with 4.0% respectively.

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무인비행체 탑재 다중분광 센서별 반사율 및 식생지수 변화 비교 (Comparison of Reflectance and Vegetation Index Changes by Type of UAV-Mounted Multi-Spectral Sensors)

  • 이경도;안호용;류재현;소규호;나상일
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권5_1호
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    • pp.947-958
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    • 2021
  • 본 연구는 무인비행체에 탑재해서 활용되고 있는 다중분광 센서의 센서별 반사율 및 식생지수를 산정하여 시계열 작황분석을 위한 센서별, 센서간 활용 가능성을 평가하기 위해 수행하였다. RedEdge-MX, S110 NIR, Sequioa, P4M 등 4종의 무인비행체 탑재 다중분광센서에 대하여 2020년 9월 14일과 9월 15일에 걸쳐 오전, 오후 각 1회, 총 4회씩 항공영상을 촬영하고 반사율 및 NDVI를 산정하여 비교하였다. 반사율의 경우 모든 센서에서 시계열 변동계수가 평균 약 10% 이상의 값을 보여 활용에는 한계가 있는 것으로 나타났다. 작물 시험구에 대한 센서별 NDVI 변동계수는 식생이 우거져 활력도가 높은 시험구에서 평균 1.2~3.6%의 값을 보여 5% 이내의 변동성을 보였다. 그러나 이는 청천일의 변동계수에 비해서는 높은 값을 보인 것으로서 실험 기간 동안 오전, 오후에 구름 등 기상환경이 달랐기 때문으로 판단되며 시계열 작황 분석을 위한 정밀 NDVI 산정 시에는 일정한 광 환경을 유지할 수 있는 촬영 계획 수립과 이행이 필요할 것으로 판단된다. 무인비행체 다중분광센서 간 NDVI를 상호 비교한 결과 본 실험에서는 RedEdeg-MX 센서의 경우 안정적인 광 환경 내에서 동종의 센서를 여러 대 사용하더라도 NDVI 값의 특별한 보정 없이 함께 활용할 수 있을 것으로 판단된다. RedEdge-MX, P4M, Sequioa 센서는 상호 선형적인 관계를 보였으나 NDVI 간의 off-set 보정을 통한 공동 활용 가능성 평가를 위해서는 보완 실험이 필요할 것으로 생각된다.

Sentinel-1 레이더 식생지수와 AutoML을 이용한 Sentinel-2 NDVI 결측화소 복원 (Gap-Filling of Sentinel-2 NDVI Using Sentinel-1 Radar Vegetation Indices and AutoML)

  • 윤유정;강종구;김서연;정예민;최소연;임윤교;서영민;원명수;천정화;김경민;장근창;임중빈;이양원
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권6_1호
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    • pp.1341-1352
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    • 2023
  • 위성영상 기반의 정규식생지수(normalized difference vegetation index, NDVI)는 넓은 영역에서 주기적인 정보를 수집할 수 있어 산림 및 농업 모니터링에 주로 사용된다. 그러나 광학센서 기반 식생지수는 구름 등의 영향으로 일부 지역에서 결측을 가지기 때문에, 본 연구는 전천후 및 주야에 관계없이 관측 가능한 Sentinel-1의 합성 개구 레이더(synthetic aperture radar, SAR) 영상을 활용하여 Sentinel-2 NDVI 결측값을 복원하는 모델을 개발하였다. 이는 광학적으로 관측이 어려운 구름 조건이나 야간에도 NDVI를 추정할 수 있는 잠재력을 보여준다. Automated machine learning (AutoML)을 활용한 비선형 결측복원모델의 5폴드(fold) 교차검증 결과, 절대오차 7.214E-05, 상관계수 0.878의 NDVI 복원 성능을 보였다. 이를 통해 시공간 연속적인 NDVI 생산 방법론을 발전시켜, 전천후 식생 모니터링에 필요한 정보 생산에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

2000~2008년 봄철 황사와 산불발생의 관계 분석 (A Study on the Correlation between Forest Fire Occurrence and Asian Dust during the Spring Season from 2000 to 2008)

  • 원명수;윤석희;이우균
    • 한국농림기상학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.148-156
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    • 2011
  • 산불발생 위험성이 높은 봄철(2~5월)을 대상으로 2000년부터 2008년까지의 한반도 황사 관측 유무에 따른 산불발생과의 상관관계를 알아보고 황사로 인한 산불발생 패턴을 파악하기 위하여 9개의 황사 영향권역을 설정한 후 황사가 관측된 날과 황사가 관측되지 않았던 전 후 3일에 대한 지역별 자료를 ArcGIS 9.2에서 1km${\times}$1km 공간 해상도로 거리역산가중(IDW) 분석을 실시하였다. 그리고 산불발화지 인근 기상관측소의 기온, 상대습도, 풍속 자료는 황사가 있던 날과 없던 전 후 3일에 대한 산불발생패턴을 파악하고 황사와 산불발생위험의 상관분석을 실시하였다. 2000~2008년 황사 관측은 3월에 36회, 4월에 30회 순으로 발생하였고, 권역별로는 황사빈도가 경기와 충북 권역에서 가장 높게 나타났다. 황사관측 유무에 따른 지역별 산불발생빈도는 황사 3일 전이 가장 높게 나타났으며, 경기와 강원 영서 권역이 경계한 인접지역과 충청 및 경북 내륙에서 가장 높게 나타났다. 반대로 경남 권역은 2건 이하로 가장 낮은 산불발생빈도를 보였다. 황사관측 유무에 따른 산불발생과 위험지수의 상관관계는 황사 전 후 3일에만 상관계수($R^2$)가 0.50038과 0.53978로 1% 유의수준에서 상관하는 것으로 나타났다. 그러나 황사가 관측된 날에는 서로 상관하지 않는 것으로 나타났다. 산불발생빈도와 기상과의 관계를 분석한 결과는 황사관측 유무 모두에서 풍속이 산불발생과 1% 유의수준에 -0.58623 ~ -0.61245로 상관이 높은 것으로 나타났다. 또한 상대습도는 황사관측 일과 3일 후에 -0.2568, -0.35309(p${\leq}$0.01)로 유의한 것으로 나타났으며, 황사3일 전은 -0.23701(p${\leq}$0.05)의 상관을 보였다. 그러나 평균기온은 황사관측 유무에 따라 산불발생이 전혀 상관하지 않았다. 따라서 우리나라 산불의 대부분은 인위적으로 발생하기 때문에 지역별로 황사 관측 유무에 따라 야외활동의 증감이 산불발생에 영향을 주는 것으로 판단되며, 기상 요소 중에서 평균풍속은 황사 관측과 무관하게 산불발생에 가장 큰 영향을 주었다.