• 대기
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• 제26권1호
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• pp.111-126
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• 2016

In the numerical weather model, surface properties can be defined by various parameters such as terrain height, landuse, surface albedo, soil moisture, surface emissivity, roughness length and so on. And these parameters need to be improved in the Seoul metropolitan area that established high-rise and complex buildings by urbanization at a recent time. The surface roughness length map is developed from digital elevation model (DEM) and it is implemented to the high-resolution numerical weather (WISE-WRF) model. Simulated results from WISE-WRF model are analyzed the relationship between meteorological variables to changes in the surface roughness length. Friction speed and wind speed are improved with various surface roughness in urban, these variables affected to temperature and relative humidity and hence the surface roughness length will affect to the precipitation and Planetary Boundary Layer (PBL) height. When surface variables by the WISE-WRF model are validated with Automatic Weather System (AWS) observations, NEW experiment is able to simulate more accurate than ORG experiment in temperature and wind speed. Especially, wind speed is overestimated over $2.5m\;s^{-1}$ on some AWS stations in Seoul and surrounding area but it improved with positive correlation and Root Mean Square Error (RMSE) below $2.5m\;s^{-1}$ in whole area. There are close relationship between surface roughness length and wind speed, and the change of surface variables lead to the change of location and duration of precipitation. As a result, the accuracy of WISE-WRF model is improved with the new surface roughness length retrieved from DEM, and its surface roughness length is important role in the high-resolution WISE-WRF model. By the way, the result in this study need various validation from retrieved the surface roughness length to numerical weather model simulations with observation data.

• 한국지구과학회지
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• 제26권8호
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• pp.790-799
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• 2005

본 연구에서는 충청남도 공주시에 위치한 공주대학교 자연과학대학 옥상에 설치된 분광복사측정기의 일종인 스카이라디오미터(Sky-radiometer)로 측정된 직달 및 산란 일사량을 이용하여 간접적으로 공주지역의 에어로솔의 광학적 특성을 분석하였다. 분석기간은 2004년 1월부터 12월까지이며 에어로솔의 광학적 특성의 분석에 활용된 알고리즘은 Skyrad.pack.3(Nakajima et al., 1996)이다. 주요 분석요소는 에어로슬의 광학두께(AOT), 단일 산란알베도(SSA), 옹스트롬 지수${\alpha}$ 및 에어로솔의 크기별 분포이며 분석결과의 질을 높이기 위하여 초기 관측 자료의 품질검사를 수행하였다. 공주지역의 연평균 AOT, ${\alpha}$ 및 SSA는 각각 0.46, 1.14, 그리고 0.91이며 계절 및 기상현상에 따라 큰 시간변동을 보이고 있다. 크기별 입자분포에서는 미세입자와 조대입자에서 최대치가 나타나는 쌍봉(bi-modal) 형태를 보이고 있으며 황사(Asian dust) 기간인 봄에는 조대입자의 총 부피가 크게 증가하고 여름에는 반대로 미세입자의 부피가 증가하는 계절변동을 보이고 있다. 이러한 현상은 봄철동안에 AOT와 SSA가 각각 크게 증가하고 감소하는 점에서도 확인되고 있다. 또한 공주지역의 에어로솔의 광학적 특성은 계절에 따라서 변화가 크게 나타나고 있으나 풍향의 영향은 거의 받지 않는 것으로 나타나고 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권3호
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• pp.301-311
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• 2017

에어로솔의 광학특성과 연직고도는 태양 복사의 반사와 흡수과정을 통하여 지구복사수지에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 복사전달모델과 위성관측자료를 이용하여 동북아시아 지역에서 구름의 존재 시 에어로솔 층에 의한 복사특성을 분석하였다. 복사전달 모의 결과는 구름이 하부에 존재하는 경우에 에어로솔 층의 고도가 높아짐에 따라 대기 온난화 효과가 증가하였다. 이러한 관계는 에어로솔의 광 흡수성이 커질수록, 지표 반사도가 증가할수록 비례하는 경향을 나타내었다. 그리고 연구대상지역 ($20-50^{\circ}N$, $110-140^{\circ}E$)에서 주요 에어로솔 이벤트 사례에 대하여, UV Absorbing Aerosol Index (AAI) derived from Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS), cloud parameters derived from the Moderate Resolution Imaging Spectro-radiometer (MODIS), with Upward Shortwave Flux (USF) Clouds and the Earth's Radiant Energy System (CERES) 위성관측자료를 이용하여 광 흡수성 에어로솔에 의한 영향을 정량적으로 분석하였다. 각 사례에 대한 평균적인 복사효과는 약 6 - 26 %에 해당하는 상향 단파 복사량의 감쇄효과가 나타났다. 이러한 결과는 에어로솔에 의한 직접효과와 간접효과를 정량화 하기 위한 중요성을 설명해 준다.

• 한국조경학회지
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• 제47권3호
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• pp.12-21
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• 2019

다양한 운동장 포장재료(인조잔디, 천연잔디, 마사토)가 인간 열 환경에 미치는 영향을 알아보기 위해 초 가을철 미기후자료(기온, 습도, 풍속, 태양 및 지구복사에너지)를 측정하여 비교분석하여 보았다. 그 결과, 포장재료에 따른 기온, 습도, 풍속은 평균적으로 차이가 크지 않았으며, 평균복사온도에서 가장 큰 차이를 보여주었다. 태양복사에너지에서는 태양복사에너지 반사율(알베도)이 가장 높았던 천연잔디에서, 지구복사에너지에서는 지표면 온도가 가장 높았던 인조잔디에서 가장 높은 복사에너지를 인체에 보내는 것으로 나타났다. 인간 열환경지수 PET에서는 인조잔디>마사토>천연잔디 순으로 나타났으며, 천연잔디포장이 인조잔디포장보다 최대 2/3 단계 평균적으로 1/2 단계 낮은 열환경을, 마사토 포장은 인조잔디포장보다 최대 2/3 단계 평균적으로 1/3 단계 낮은 열환경을 조성할 수 있는 것으로 나타났다. 천연잔디포장은 마사토 포장에 비해 최대 1/3 단계 낮은 열환경을 조성할 수 있는 것으로 나타났다. UTCI에서는 PET보다 더 작은 차이를 보이는 것으로 나타났다. 그러므로, 운동장을 포함한 옥외공간 설계 시 계획단계에서부터 재료 선정에 신중을 기하여야 할 것이다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.79-89
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• 2019

본 연구는 기존의 콘크리트 투수블록이 아닌 재활용 합성수지를 활용하여 제작된 투수블록의 열섬현상 완화의 기능성 측면인 표면온도의 저감효과를 확인하고자 야외계측과 실내실험을 진행하였다. 야외계측은 건조한 상태와 습윤상태를 고려하여 3일 동안 계측하였고, 실내실험은 건조 조건, 강우 모사 조건, 표층 습윤 조건 등으로 구분하여 온도의 변화와 실험 후 함수율의 증발비율을 확인하였다. 야외계측 결과, 가뭄이 지속되거나 일정수준의 수분이 표층에 없는 건조한 상태에서는 수분의 증발에 의한 기화잠열로 냉각효과가 발휘되기 보다는 투수블록 표면의 알베도에 의한 차이로 표면의 온도가 감소하는 것을 확인하였다. 실내실험 결과, 재생 합성수지 투수블록(RS 투수블록)은 콘크리트 투수블록보다 건조한 상태일때는 더 높은 표면온도를 기록하였으나 강우 모사조건에서는 공극내 수분의 증발이 모세관력에 의해 지속적으로 유지되어 더 높은 온도 저감율 보이는 것으로 나타났다. 실내실험 후 증발율을 측정한 결과 수분의 증발율이 높을수록 온도의 저감효과는 증가하는 것을 확인하였다. 이 결과를 바탕으로 증발율과 온도의 저감율에 대한 상관관계식을 도출하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제28권3호
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• pp.341-356
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• 2019

In this study, the impacts of local meteorology caused by tidal changes in the West Sea on ozone distributions in the Seoul Metropolitan Area (SMA) were analyzed using a meteorological model (WRF) and an air quality (CMAQ) model. This study was carried out during the day (1200-1800 LST) between August 3 and 9, 2016. The total area of tidal flats along with the tidal changes was calculated to be approximately $912km^2$, based on data provided by the Environmental Geographic Information Service (EGIS) and the Ministry of Oceans and Fisheries (MOF). Modeling was carried out based on three experiments, and the land cover of the tidal flats for each experiment was designed using the coastal wetlands, water bodies (i.e., high tide), and the barren or sparsely vegetated areas (i.e., low tide). The land cover parameters of the coastal wetlands used in this study were improved in the herbaceous wetland of the WRF using updated albedo, roughness length, and soil heat capacity. The results showed that the land cover variation during high tide caused a decrease in temperature (maximum $4.5^{\circ}C$) and planetary boundary layer (PBL) height (maximum 1200 m), and an increase in humidity (maximum 25%) and wind speed (maximum $1.5ms^{-1}$). These meteorological changes increased the ozone concentration (about 5.0 ppb) in the coastal areas including the tidal flats. The increase in the ozone concentration during high tide may be caused by a weak diffusion to the upper layer due to a decrease in the PBL height. The changes in the meteorological variables and ozone concentration during low tide were lesser than those occurring during high tide. This study suggests that the meteorological variations caused by tidal changes have a meaningful effect on the ozone concentration in the SMA.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권11호
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• pp.721-728
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• 2023

농업적 가뭄이 발생하면 토양의 수분이 감소하여 식생의 광합성 및 성장을 저해한다. 광합성을 통해 대기 중의 이산화탄소가 흡수되며 산소 생산량이 증가하는데, 이러한 광합성에 부정적인 영향이 생긴다면 대기 중의 이산화탄소 농도가 증가한다. 본 연구에서는 다중분광광학센서인 MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 산출물을 이용하여 토양수분, 식생 활력 및 대기 중의 이산화탄소 농도 간의 관계를 분석하였다. 토양수분의 경우, 기존의 마이크로웨이브 센서는 낮은 공간 해상도로 제공되는 특징으로 인해 소규모 연구 지역 분석에 한계가 있어서 상대적으로 고해상도인 광학센서를 이용한 토양수분 산정 방법을 적용하였다. 또한, MODIS 총일차생산량(Gross Primary Productivity, GPP) 산출물을 이용하여 식생의 호흡과의 관계식을 이용하여 이산화탄소 플럭스를 계산하였다. 원격탐사 기반의 토양수분, 식생지수와 이산화탄소 플럭스를 국내의 극한 가뭄 발생시기인 2014년과 2015년도에 대하여 지점 관측 자료인 플럭스타워 값과 비교 분석하였다. 분석한 결과 토양수분과 식생지수 사이에는 한 달의 지체시간, 식생지수와 이산화탄소 플럭스 사이에는 2주 지체시간이 발생했을 때, 상관성이 높게 나타났다.

• 한국조경학회지
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• 제43권5호
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• pp.65-73
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• 2015

조경용 차양막의 명도가 하절기 옥외공간에서 인간이 느끼는 온열쾌적성에 어떤 영향을 미치는 지를 객관적으로 검증하기 위하여 흑색과 백색 차양막으로 2.5m의 피라미드형 시험구를 조성하여 그 하부 공간의 평균복사온도 변화 특성을 비교 분석하였다. 그리고 현실적인 적용가능성을 검토하기 위하여 95% 일사차단율의 농업용 통기성 흑색 차양망 하부와 비교 검토하였다. 지면으로부터 1.1m, 1.7m, 2.4m 지점에서 계측된 평균복사온도를 비교한 결과, 차양이 없는 대조구의 평균복사온도가 $41.8^{\circ}C$일 때, 막면과 인접한 지상 2.4m 지점의 평균복사온도는 흑색 및 백색막과 통기성 흑색망에서 각각 $49.1^{\circ}C$, $41.6^{\circ}C$, $36.8^{\circ}C$로 분석되어, 흑색막 아래의 값이 현저히 높은 것으로 나타났다. 그러나, 실제 사람이 체감하는 범위인 지상 1.7m 지점의 평균값은 $37^{\circ}C$, $38^{\circ}C$, $33^{\circ}C$로 분석되어 재료의 명도에 의한 차이는 크지 않은 것으로 나타났는데, 이 높이 이하의 위치에서는 흑색막보다 백색막 아래의 평균복사온도 값이 미세하게나마 높은 것으로 나타났다. 통기성 흑색망의 경우 모든 높이에서 가장 낮은 평균복사온도를 보여서 하절기 열환경 개선측면에서 가장 효과적인 것으로 나타났다. 시험에 사용된 차양막 소재의 일사 반사 및 흡수 특성을 분석한 결과, 동일 소재라도 색상의 밝기에 따라서 일사의 반사율과 흡수율, 투과율에서 차이가 발생됨이 확인되었다. 흑색막의 경우, 일사 반사율은 낮고, 흡수율은 높아 막 자체의 온도가 현저히 높아지는 것으로 나타난 반면, 일사 투과율은 상대적으로 낮은 것으로 평가되었다. 백색막의 경우, 일사반사율은 높은 반면, 일사 흡수율이 낮아 막면 자체의 온도는 상대적으로 낮았으나, 일사투과율은 상대적으로 높은 것으로 평가되었다. 결과적으로 막면의 장파복사량과 표면온도는 흑색이 높게 나타났으나, 실제 사람들의 체감 범위에서의 평균복사온도는 흑색막 아래가 미세하게나마 더 낮아지는 결과가 나타난 것은 백색막의 상대적으로 높은 일사투과율의 영향인 것으로 판단되었다.

• 한국지구과학회지
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• 제33권2호
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• pp.139-147
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• 2012

몽골의 태양-기상자원지도는 위성자료 및 재분석 자료를 이용하여 개발되었다. 태양복사량은 단층 태양복사모델을 이용하였으며 입력자료는 SRTM, MODIS, OMI, MTSAT-1R 등의 위성관측자료와 전구모델의 재분석자료를 이용하였다. 계산된 결과는 NCEP/NCAR 재분석 DSWRF 자료를 이용하여 계산된 일사량을 검증하였다. 몽골은 서부의 산악지역과 중남부의 사막 및 반사막지대로 이루어져 있으며 대륙 내부에 위치하여 강수량이 적고 맑은 날이 많아 동일 위도상의 다른 지역과 비교하여 높은 일사량이 나타난다. 서부 산악지역은 고도가 높아 태양에너지가 많이 도달되는 곳임에도 불구하고 일사량이 낮게 나타난다. 그 이유는 산악지역에 존재하는 연중 적설이 위성자료의 구름탐지 알고리즘에서 구름으로 오탐지 되기 때문이다. 따라서 청천지수뿐만 아니라 일사량 또한 낮게 계산된다. 남부지역은 상대적으로 높은 가강수량과 에어로솔 광학두께가 나타났으나 다른 지역에 비해 위도가 낮고 청천지수가 높아 일사량이 높게 나타나는 것으로 분석된다. 계산된 월 누적 일사량은 547.59 MJ로써 전 지점에서 약 2.89 MJ로 높게 계산되었으며 상관성은 0.99였고 평방근오차(Root Mean Square Error; RMSE)는 6.17 MJ 이었다. 월별 통계 값을 계산하였을 때 상관성이 가장 높은 월은 10월로 0.94였고 3월은 0.62로 가장 낮게 나타났다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권5호
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• pp.848-852
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• 2012

도시지역의 식물에 의한 도시열섬 현상 저감 효과를 구명하기 위하여 서울, 부산, 대구, 대전, 광주, 수원 등 6개 도시지역의 근래 30년간 (1979-2008) 폭염기의 최고온도, 식물에 의한 온도 하강, 작물 증발산량, 대기오염 방지 기능 등을 조사 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 서울, 수원 등 6개 도시의 30년간 (1979-2008) 년 중 폭염기인 7월 하순과 8월 상순의 순 평균최고기온의 평균값은 $35.03^{\circ}C$ 이었다. 2. 6개 도시의 폭염기 (7월하순 - 8월상순) 동안 벼와 콩의 최대 일평균증발산량은 각각 $6.86ton\;10a^{-1}day^{-1}$ 및 $6.00ton\;10a^{-1}day^{-1}$ 이었다. 3. 수원시 중심지에 위치한 도시 농경지의 도시열섬 저감 효과의 지표로 볼 수 있는, 벼 및 콩 군락의 온도와 기온과의 차이는 각각 $10.5^{\circ}C$ 및 $3.0^{\circ}C$ 이었다. 4. 안성시 외각에 위치한 도시농경지에서 폭염기간 동안벼 및 콩 군락과 대기의 온도 차이는 각각 평균 $2.6^{\circ}C$ 및 $2.2^{\circ}C$ 이었다. 5. 2012년 년 중 최고 폭염일 (8월 5일)의 수원시 중심지에 위치한 도시 정원 식물 체 잎 표면온도는 대기온도 대비 $2.0^{\circ}C$, 도시건물 외벽 대비 $14.5^{\circ}C$ 더 낮았다. 6. 수원시 중심지의 식물에 의한 도시열섬 저감효과를 전력량으로 비교하면 벼 5,250. 콩 2,200, 도시정원 식물 $1,000MW\;day^{-1}$ 이었다. 7. 수원시 중심지 폭염기의 작물 증발산량과 잠열에 의한 도시 열섬 현상 저감 효과를 원유의 양으로 비교하면, 벼 462.9, 콩 401.4 L원유 $10a^{-1}day^{-1}$ 이었다. 8. 수원시 중심지 폭염기의 작물에 의한 $CO_2$ 흡수량은, 벼 20.27, 콩 $15.54kg\;CO_2\;10a^{-1}day^{-1}$ 이었다. 9. 수원시 중심지 폭염기의 작물에 의한 $O_2$ 발생량은 벼 14.74, 콩 $11.30kg\;O_2\;10a^{-1}day^{-1}$ 이었다. 10. 수원시 중심지 폭염기의 작물에 의한 오존 농도 저감 효과는 벼 21.0, 콩 8.8 및 도시정원 식물 4.0 ppb 이었다.