• Wind and Structures
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• 제37권4호
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• pp.315-329
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• 2023

We investigated the wind characteristics in the near-surface layer during the landfall of Typhoon Mujigae (2015) based on observations from wind towers in the coastal areas of Guandong province. Typhoon Mujigae made landfall in this region from 01:00 UTC to 10:00 UTC on October 4, 2015. In the region influenced by the eyewall of the tropical cyclone, the horizontal wind speed was characterized by a double peak, the wind direction changed by >180°, the vertical wind speed increased by three to four times, and the angle of attack increased significantly to a maximum of 7°, exceeding the recommended values in current design criteria. The vertical wind profile may not conform to a power law distribution in the near-surface layer in the region impacted by the eyewall and spiral rainband. The gust factors were relatively dispersed when the horizontal wind speed was small and tended to a smaller value and became more stable with an increase in the horizontal wind speed. The variation in the gust factors was the combined result of the height, wind direction, and circulation systems of the tropical cyclone. The turbulence intensity and the downwind turbulence energy spectrum both increased notably in the eyewall and spiral rainband and no longer satisfied the assumption of isotropy in the inertial subrange and the -5/3 law. This result was more significant in the eyewall area than in the spiral rainband. These results provide a reference for forecasting tropical cyclones, wind-resistant design, and hazard prevention in coastal areas of China to reduce the damage caused by high winds induced by tropical cyclones.

• 한국지리정보학회지
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• 제12권2호
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• pp.69-81
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• 2009

본 연구에서는 전산유체역학 모델을 이용하여 도시 재정비에 따른 신축 건물이 주변 대기 흐름에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위하여 지리정보시스템 자료로부터 추출한 건물 자료를 전산유체역학 모델의 입력 자료로 사용하였고 4가지 풍향 (서풍, 남풍, 동풍, 북풍)에 대한 수치 시뮬레이션을 수행하였다. 도시 재정비가 이루어지기 전에는 저층 건물이 밀집되었기 때문에 건물에 의한 마찰 효과가 증가하면서 건물 사이 공간의 풍속이 현저하게 감소하였다. 도시 재정비 계획에 따라 고층 건축물이 신축되고 밀집된 건물이 정비되면서 보행자 고도에서는 건물에 의한 마찰 효과가 감소하였다. 그리고 질량연속방정식을 만족시키기 위한 channeling 효과가 부분적으로 나타나면서 도시 재정비 지역의 풍속이 증가하였다. 상층에서는 고층 건물이 신축되면서 건물 사이에서 일어나는 channeling 효과에 의해 부분적으로 풍속이 증가하였다. 그러나 도시 재정비 지역의 풍하지역에서는 건물에 의해 형성되는 재순환 영역 (recirculation region)과 마찰 효과에 의해 넓은 지역에서 풍속이 현저하게 감소하였다.

• 한국산업보건학회지
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• 제24권4호
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• pp.492-500
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• 2014

Objectives: The purpose of this study is to estimate the applicability of regional sample collection of environmental samples. The concentration of asbestos fibers were analyzed with two devices. One was an existing commercial air sampling pump that has been proved to be accurate and exact, and the other is a remodeled pump for sample collection which was made from an electric bubble generator originally designed for aquarium fish. Samples were collected with the two devices under the same environmental conditions and collection equipment. A comparative analysis of the concentration of ambient asbestos fiber was then performed. Methods: Based on previous research, six farmhouses with asbestos fiber slate roofs known to have high concentrations of asbestos fiber were selected. Using the existing commercial air sampling pump and the remodeled electric bubble generator, four to seven samples were collected each day one meter downwind from the edge of the slate roof at high volume (about 4 L/min) and low volume (about 1.4 L/min). The analyzer responsible for sample quality control of asbestos fibers counted the number of asbestos fibers with a phase microscope. Results: The rates of flow change of the existed sampler and the remodeled pump at high volume were 0.82% and 0.17%, respectively. The rates of flow change at low volume were 3.83% and 1.09%, but there was not significant difference. The rates of flow change are within the error range (${\pm}5%$) of OSHA analyzing methods. For the high volume sampler, the average asbestos fiber concentration in the air collected by the existed sampler is 6.270 fibers/L and for the remodeled one 5.527 fibers/L, not a significant difference. For the low volume sampler, the average asbestos fiber concentration in the air collected by the existed sampler is 7.755 fibers/L and for the remodeled one 7.706 fibers/L, not a significant difference. The total area of the slate roof of the targeted farmhouse has an effect on the concentration of asbestos fibers in the air from the existing pump and the remodeled one (p<0.01). Conclusions: The sampling function between the existing commercial pump and the remodeled one shows little difference. Therefore, the remodeled pump is considered a pump with a good availability for collecting ambient air asbestos samples.

• 대한지리학회지
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• 제30권4호
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• pp.333-351
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• 1995

미국 남서부 지역의 5개 도시 즉 텍사스 주의 Houston, Dallas 및 San Antonio, 루이지애나주의 New Orleans 그리고 테네시주의 Memphis에서 강수의 자연적 경향과 강수에 미치는 도시의 영향을 파악하기 위하여 경향면 분석 (Trend surface analysis, TSA)을 시도하였다. 분석기간은 1961년부터 1990년까지 3O 년간이다. 사용한 자료는 월강수량, 계절강수량 그리고 연강수량이다. Houston을 제외한 4개 도시에서는 겨울철과 봄철에 비하여 여름철과 가을철에 보다 큰 경향값을 보였다. 월별 분 석에서는 11월부터 3월까지 기간에 4월부터 10월까지 기간에 보다 현저한 경향을 나타냈다. 자연적 강수의 변동을 제거한 후의 잔차도를 보면, Houston, Dallas, San Antonio등지에서 는 여름철에 도시와 풍하지역에서 양의 잔차값을 보이고 있는데 이러한 현상은 다른 계절에 비하여 여름철에 도시의 영향으로 인한 강수가 더 많아지고 있음을 의미하는 것이다. Memphis와 New Orleans의 여름철 잔차도에서는 도시의 영향에 기인하는 강수의 현저한 증가를 발견할 수 없었다. New Orleans의 6월과 Memphis의 7월 잔차도에서는 도시에서는 양의 값을 보였으나 다른 도시에 비해 그 규모가 크지 않았다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제30권6호
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• pp.731-742
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• 2014

본 연구에서는 건물 꼭지점의 위 경도 좌표를 제공하는 GIS로부터 수치 모델의 건물 정보를 구축할 수 있는 알고리즘을 개선하였다. 이 알고리즘은 인접한 건물 꼭지점 위 경도 좌표를 지나는 선분을 순차적으로 연결하여 건물 외곽선을 구성하고, 외곽선 내부의 지점을 건물로 인식하기 때문에, Lee et al. (2009)에서 개발한 알고리즘의 한계를 개선하였고, 복잡한 형태의 건물을 실제에 가깝게 재현할 수 있었다. 본 연구에서는 GIS로부터 수치 건물을 구축할 때, 알고리즘 한계에 의해 발생한 건물 형태의 변화가 건물 주변의 흐름과 오염물질 확산에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위해, 알고리즘에 의한 건물 변형이 나타날 수 있는 세 가지 형태의 건물을 대상으로 전산유체역학 모델을 이용한 수치 실험을 수행하였다. 알고리즘 한계에 의해 발생한 건물 변형은 풍하영역의 흐름 패턴에는 상대적으로 작은 영향을 미쳤으나, 건물 사이의 공간에 나타나는 소용돌이와 같은 건물 규모 대기 현상의 수치 모의에는 매우 중요한 영향을 미쳤다. 건물 변형에 따른 건물 사이 공간의 축소는 건물 주위에 나타날 수 있는 소용돌이를 전혀 모의하지 못하거나 소용돌이 규모를 과소 모의 하는 등의 결과를 초래하였다. 건물 변형에 따른 평균 바람장 변화는 건물 주변 지역에서 배출된 스칼라 오염물질의 확산 패턴에도 큰 영향을 미침을 확인할 수 있었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제30권4호
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• pp.417-430
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• 2014

본 연구는 현재 NASA에서 제공되는 operational OMI HCHO 관측 값에서 에러를 발견하여, 월평균 HCHO 자료의 시계열에 4 차 다항식을 피팅함으로써 구한 배경 모수화(parameterization)값을 이용하여 OMI HCHO 자료의 보정을 수행하였다. 보정후의 OMI HCHO는 동태평양과 서태평양 지역에서 -1.48%, 0.65%/year 경향성을 보였으며 이 수치는 GOME(-0.99%, 1.1%/year)과 SCAIMACHY(-0.92%, 0.03%/year)의 경향성과 유사한 결과이며 적절하게 비정상적인 배경 HCHO 농도의 증가가 제거되었음을 나타낸다. 이 자료의 검증과 분석은 EOF와 SVD 통계적 분석 방법을 사용하여 아프리카 지역에서 다양한 위성 관측 값과의 (HCHO, CO, $NO_2$ 그리고 firecount) 시공간 변동성의 일치성을 비교 분석함으로써 수행되었다. 아프리카에서 MOPITT CO, OMI $NO_2$, SCIAMAHCY 그리고 OMI HCHO의 EOF와 SVD 분석 결과는 생태계화재(biomass burning)의 시공간 변동성 분포와 매우 높은 일치성을 보여준다. 그러나 OMI HCHO 관측 값은 화재가 가장 강하게 발생하는 지역의 풍하측에서 최대 값이 보이며, 화재 발생이 가장 높은 1월에 다소 낮은 HCHO 값이 보이는 등 시공간적으로 생태계 화제 분포와 차이를 보인다. 이것의 원인으로 우리는 이 지역의 열대우림의 식물활동(biogenic activity)영향으로는 설명할 수 없고, biomass burning 에어로졸에 의한 잘못된 AMF 계산이 OMI HCHO 산출에 사용됨으로써 발생한 오차라는 것을 밝혔다. AMF와 관련된 오차가 적절하게 보정된다면, 아프리카 지역의 HCHO 시공간 변동성은 생태계 화제의 변동성을 따를 것이라 예상된다. 따라서 본 연구는 통계적 기법이 위성 자료를 평가하는데 매우 효율적인 방법임을 제안한다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권5호
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• pp.269-278
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• 2016

수도권지역의 대기오염을 개선하기 위해 수도권 대기환경 개선에 관한 특별법이 제정되었고 2005년부터 시행되었다. 그 결과 수도권의 대기질은 개선되었으나 각 대책의 평가에 대한 연구는 부족하다. 이에, 본 연구는 도로이동오염원의 배출량 저감정책이 질소산화물의 농도저감에 미치는 영향을 정량적으로 분석하고자 하였다. 이를 위해 MM5-SMOKE-CMAQ 모델 시스템을 이용하여 수치모사를 수행하였다. 2007년 수도권 $NO_x$ 저감 배출량은 16,561톤으로서 4.7%의 저감률을 보였다. 여러 대책 중 제작차 배출허용기준강화 대책이 가장 효과적이었다. 지역별 삭감실적은 차이가 커서 서울의 삭감률은 인천과 경기의 약 2배에 달하였다. 결과적으로 $NO_x$ 저감의 효과는 서울 도심에 집중적으로 나타났다. 이동오염원 저감대책에 의하여 서울의 $NO_2$ 농도는 연평균 0.60 ppb (2.0%)저감되었고 인천과 경기는 각각 0.18 ppb (1.5%), 0.22 ppb (1.7%)가 저감되었다. 봄과 겨울의 저감농도는 여름과 가을에 비해 1.5~2.0배 정도 높았다. 도심과 풍하지역으로의 $NO_2$ 저감효과 분산때문에 도심지역의 $NO_x$ 배출량 저감이 직접적인 $NO_2$ 농도 저감에 효과적이지 않았다.

• 한국지구과학회지
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• 제28권1호
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• pp.123-135
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• 2007

동아시아에서 광역적인 대기오염 이동과 한반도 유입을 인공위성과 지상 관측을 통해 5개의 사례를 분석하였다. 이 사례들은 주로 중국 대륙의 도시와 산업지대에서 배출된 오염물질들이 황해를 지나 한반도에 상륙 및 통과하는 광역적인 대기오염 이동이다. NOAA인공위성 관측 자료의 분석은 가시영역과 적외선 영역의 3개 채널을 합성하여 영상을 만들고, 황해 위에서 대기오염의 분포와 이동을 구별해 낼 수 있었다. 또한 청원의 배경관측지점에서 대기오염의 지상 관측 자료는 인공위성 관측 자료와 비교하여 검증하는데 매우 가치가 있었다. 특히, 광역적 대기오염의 이동 사례에서는 $PM_{10}$과 $PM_{2.5}$ 농도의 차이가 적으면서, $PM_{2.5}$값이 높게 증가한다. 그러나 황사의 경우는 $PM_{10}$ 농도가 훨씬 높게 관측되어 $PM_{2.5}$와의 차이가 매우 큼이 특징적이다. 2006년 1월 27일의 사례에서는 중국 발원의 광역적 대기오염이 한반도의 중부 및 남서지역으로의 유입을 인공위성뿐 아니라 여러 지상관측소들에서 순차적으로 관측할 수 있었다. 북북서 기류가 제주도 한라산을 넘어서 풍하측 멀리까지 구름을 소산시키고 대기오염을 감소시키며, 카르만 소용돌이를 만들고 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제22권6호
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• pp.512-527
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• 2001

복합지형을 지나는 박리흐름(separated flows)들이 와도 이론에 의해 모델링 되었다. 흐름은 비회전성 및 비점성으로 가정하였으며, 선형 시어흐름에 대한 유선함수를 결정하기 위해 새로운 기법이 기술되었다. 지형지물의 형태로는 snow cornice과 backward-facing step을 정의하였으며, 이러한 지형지물의 후미에는 유체의 박리현상과 역류현상(reattachment)이 생긴다. 유체의 박리현상이 지형지물의 가장자리에 발생되게 하기 위해 점 와도를 흐름에 발생시켰고, 지형지물의 가장자리에 있는 뾰족한 부분을 완화하고 최대곡률 부근에서의 섭동운동에 중요한 박리흐름 발생지점의 구속조건을 없애기 위해 conformal mapping을 수정하였다. 와도 발생지점에서 와도를 평형으로부터 이동시키거나, 또는 임의의 섭동을 초기흐름에 가하는 방식으로 섭동을 가하여 비정상흐름을 발생시켰다. 박리지점의 풍상측에서 연속적으로 방출되고, 또한 bubble의 이차순환에 의해 변형된 물질의 궤적들이 수치적으로 적분되었으며, 시간에 대한 농도누적이 역류지점의 풍하측 고정된 지점에서 계산되었다. 본 연구에 사용된 모델은 방출물질의 확산형태와 간헐성을 제대로 다룰 수 있음을 알 수 있으며, 이산적인 방법에 의한 다중-와도모델 및 수치모델의 결과들과도 일치한다. 본 연구에 의하면, 박리 및 역류현상이 있는 유체의 흐름 속에 순환하는 bubble들의 비정상상태(unsteadiness)는 풍하측에서 대규모의 고농도 누적을 일으키는 주요 원인이다.

• 한국지구과학회지
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• 제27권6호
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• pp.643-652
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• 2006

동아시아에서 일산화탄소의 지역적 배경 농도 수준을 분석하기 위해, 1991년부터 2004년까지 장기간 중국 Waliguan(WLG), 몽골이아의 Ulaan Uul(UUM), 한국의 태안반도(TAP), 일본의 Ryori(RYO)에서 관측한 일산화탄소 농도를 분석하였다. 연평균 일산화탄소 농도는 $WLG(135{\pm}22ppb),\;UUM(155{\pm}26ppb),\;RYO(171{\pm}36ppb),\;TAP(233{\pm}41ppb)$ 순서로 높은 농도를 보이고 있었다. WLG를 제외하고 전체적으로 봄철에 높고 여름철에 낮은 계절 변동의 특징은 동아시아 다른 지점들에서도 공통적으로 나타나고 있다. TAP는 WLG, UUM, RYO와 비교하여 전체 계절에 높은 일산화탄소 농도를 보이고 있으며 히스토그램에서 넓은 농도 분포를 보이는데 동아시아 대륙, 특히 중국의 가까운 풍하측에 위치하고 있어 광역적 대기 오염의 영향이 크기 때문이다. TAP는 중국 동부 지역을 경유하는 RPC가 봄, 가을, 겨울에서 높은 농도를 나타내었고, 여름철에는 저위도 북태평양으로부터의 OBG에 의해 낮은 일산화탄소 농도를 갖고 있는 해양성 기단의 영향을 받고 있다. NOAA 위성 영상과 GEOS-CHEM 모델 시뮬레이션은 중국 남동부 연안으로부터 황해를 거쳐 한반도와 동해로 확산하고 있는 광역적 대기오염 이동 사례를 확인하고 있다.