• 대한원격탐사학회지
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• 제30권6호
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• pp.743-754
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• 2014

본 연구에서는 2005년부터 2008년 사이 한반도에서 고농도 $SO_2$가 관측된 날에 대하여 Ozone Monitoring Instrument (OMI) 이산화황자료 및 역궤적 계산을 통해서 중국으로부터 한반도로 장거리 수송되는 이산화황 flux의 계산 방법을 처음으로 소개하였다. 지표공기에서 측정된 이산화황 농도값과 OMI 센서에서 측정된 이산화황 층적분농도값을 이용하여 장거리 수송된 지표공기에서의 이산화황 flux와 지표부터 특정고도 사이 공기층 내에서의 평균 이산화황 flux를 각각 계산하였다. 위성관측을 이용하여 산출된 평균 flux값은 0.81 이고 최대 $2.11g{\cdot}m^{-2}{\cdot}h^{-1}$ 까지 산출되었고, 지점관측을 통한 지표공기로 유입되는 이산화황의 flux값은 평균 0.50 이고 최대 $1.18g{\cdot}m^{-2}{\cdot}h^{-1}$ 까지 산출 되었다. OMI센서와 지점관측 자료를 바탕으로 산출된 각각의 flux를 상호 비교하였으며 대부분의 경우 수용지역의 지표공기로 유입되는 이산화황 flux 값들이 지표부터 최대 1.5 km 사이의 장거리 수송되어 유입된 공기층 내의 평균 이산화황 flux 값들보다 높은 것으로 계산되었다. 발생원 지역에서 강한 저기압이 발견되는 경우를 포함하여 중국 발생원 지역으로부터 장거기 수송된 공기덩어리가 수용지역의 1.0에서 1.5 km 고도로 빠르게 유입되는 경우 지표부터 최대 1.5 km 사이 공기층 내의 평균 이산화황 flux 는 지표공기에서 산출된 flux 보다 높게 산출되는 경향을 보였다. 추가적으로 산출된 $SO_2$ flux값의 오차를 계산하고 오차값에 영향을 주는 인자들에 대해서 논의 하였다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 1998년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
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• pp.355-360
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• 1998

A small package of plasma instruments, Space Physics Sensor, will monitor the space environment and its effects on microelectronics in the low altitude region as it operates on board the KOMPSAT-1 from 1999 over the maximum of the solar cycle 23. The Space Physics Sensor (SPS) consists of two parts: the Ionospheric Measurement Sensor (IMS) and the High Energy Particle Detector (HEPD). IMS will make in situ Measurements of the thermal electron density and temperature, and is expected to provide a global map of the thermal electron characteristics and the variability according to the solar and geomagnetic activity in the high altitude ionosphere of the KOMPSAT-t orbit. HEPD will measure the fluxes of high energy protons and electrons, monitor the single event upsets caused by these energetic charged particles, and give the information of the total radiation dose received by the spacecraft. The continuous operation of these sensors, along with the ground measurements such as incoherent scatter radars, digital ionosondes and other spacecraft measurements, will enhance our understanding of this important region of practical use for the low earth orbit satellites.

• 한국농림기상학회지
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• 제7권1호
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• pp.4-14
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• 2005

CarboKorea and HydroKorea are the domestic projects aiming to improve our understanding of carbon and water cycles in a typical Korean forest located in a complex terrain with a watershed connected to large rivers. The ultimate goal is to provide a nowcasting of these cycles for the whole Peninsula. The basic strategy to achieve such goal is through the inter- and multi-disciplinary studies that synthesize the in-situ field observation, modeling and remote sensing technology. The challenge is the fact that natural ecosystems are nonlinear and heterogeneous with a wide range of spatio-temporal scales causing the variations of mass and energy exchanges from a leaf to landscape scales. Our paradigm now shifts from temporal variation at a point to spatial patterns and from spatial homogeneity to complexity of water and carbon at multiple scales. Yet, a large portion of our knowledge about land-atmosphere interactions has been established based on tower observations, indicating that the development of scaling logics holds the key to the success of CarboKorea and HydroKorea. Here, we review the pioneering work of FIFE (First ISLSCP Field Experiment) on scaling issues in a temperate grassland and discuss the lessons from it for the application to Gwangneung forest site.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2004년도 Proceedings of ISRS 2004
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• pp.152-153
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• 2004

The growth rate of atmospheric $CO_2$ undergoes significant interannual variability, largely due to temporal variability of partitioning of $CO_2$ between terrestrial biosphere and ocean. In the present paper, as a follow-up to the work by Lee et al. [1], we estimated the year-to-year variability in net global air-sea $CO_2$ fluxes between 1982 and 2003 from observed changes in wind speed and estimated changes in ${\Delta}pCO_2$ Changes in $pCO_{25W}$ were inferred from global records of sea surface temperature (SST) anomalies and seasonally varying SST dependence of $pCO_{25W}$. The modeled interannual variability of $\pm0.2\;Pg\;C\;yr^{-1}\;(1{\sigma})$ from the present work is significantly smaller than the values deduced from atmospheric observations of $^{1.3}CO_2/CO_2$ in conjunction with different atmospheric transport models, but it is closer to the recent estimates inferred from a 3-D ocean biogeochemical model and atmospheric transport models constrained with extensive observations of atmospheric $CO_2$.

• 한국농림기상학회:학술대회논문집
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• 한국농림기상학회 2019년도 하계 학술발표초록집
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• pp.290-291
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• 2019

• 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.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권3호
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• pp.519-533
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• 2018

2014년부터 2017년까지 4년의 기간 동안 COARE 3.5 벌크 알고리즘과 위성 기반의 대기-해양 변수 자료를 이용하여 한반도 주변 해양의 현열 플럭스(Sensible Heat Flux; SHF)와 잠열 플럭스(Latent Heat Flux; LHF)를 $40W/m^2$ 산출하였다. 열 플럭스 산출에 필요한 변수 중 10-m 풍속(U)과 해수면온도($T_s$) 자료는Advanced Microwave Scanning Radiometer 2(AMSR2)와 Global Precipitation Measurement Microwave Imager(GMI) 위성 센서로부터 관측되는 값을 일 평균하여 생성하였으며, 위성으로부터 직접 관측이 되지 않는 대기 온도($T_a$)와 대기 비습($Q_a$)은 위성 기반의 W 및 $T_s$와 갖는 상관성을 이용하여 경험적 통계식을 통해 추정하였다. 추정된 $T_a$와 $Q_a$는 해양 부이에서 관측된 값과 각각 0.96 이상의 높은 상관성을 보였다. 위성 기반으로 관측 및 추정된 대기-해양 변수 자료들을 이용해 한반도 주변 해양(서해, 동해, 남해)의 SHF와 LHF를 산출하였고 월평균 시공간분포의 특성을 확인하였다. SHF는 3월부터 8월까지 한반도 전 해역에 걸쳐 $20W/m^2$의 낮은 값을 보였으며, 특히 7월에는 일부 해양에서 $0W/m^2$ 이하의 낮은 값을 보였다. SHF는 9월부터 점차 증가하여 12월에 가장 높은 값이 나타났다. LHF는 4월부터 7월까지 $40W/m^2$ 정도의 낮은 값을 보이다가 가을철부터 급격히 증가하여 SHF과 마찬가지로 12월에 남해에서 최대 $380W/m^2$ 이상의 높은 값을 보였다. 두 열 플럭스는 모두 쿠로시오 난류가 지나가는 지역에서 연중 높은 값을 나타냈다. 해양 플럭스에 영향을 미치는 대기-해양 변수의 월평균 특성을 분석한 결과 SHF와 LHF는 각각 대기-해양 온도 차이(${\Delta}T$)와 비습 차이(${\Delta}Q$)의 변화에 밀접하게 연관되며, 겨울철에는 U에 대한 민감도가 증가하여 현열 및 잠열 플럭스가 겨울철에 가장 큰 값을 보이는 것에 기여한 것으로 분석된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제32권3호
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• pp.201-220
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• 2016

본 연구에서는 대기 상단에서 반사된 복사와 지표면에서 흡수된 복사에너지가 서로 선형 관계임을 보인 기존의 알고리즘을 MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 관측 자료에 적용시킬 수 있도록 개선하여 하향 및 순 태양 복사에너지를 산출하였다. 비교 검증을 수행하기 위해 Clouds and the Earth's Radiant Energy System (CERES) 센서와 강릉원주대학교(GWNU), 미국의 Atmospheric Radiation Measurement (ARM) 관측소의 지상 일사계 자료를 사용하였다. 지구 에너지 수지와 관련하여 지표면에서의 복사에너지를 비교하기에 앞서 알고리즘을 통한 산출 결과와 CERES 자료의 대기 상단 복사에너지를 비교한 결과, 결정계수가 0.9이상을 보여 상당히 유사함을 보였지만 Root-Mean-Square-Deviation (RMSD) 값이 다소 차이가 있는 것으로 나타났고 하향과 순 태양 복사에너지도 비슷한 결과를 얻었다. 강릉원주대학교 자료와 비교한 결과, 본 연구의 알고리즘을 통해 산출된 결과가 CERES 자료보다 작은 RMSD를 보임으로서 더 높은 정확도를 보였다. 한편, ARM 관측소의 경우 하향 태양 복사에너지의 평균적인 RMSD가 CERES 자료에 비해 다소 크게 산출되었지만 순 태양 복사에너지의 경우 비슷한 결과가 나타났으며 시 공간 해상도를 고려하였을 때 상당히 유사한 경향을 보이고 있음을 확인하였다. 본 연구에서 파악된 문제점에 대한 개선을 통해 향후 지상 관측을 대신하여 위성 관측으로부터 지표면에서의 하향 및 순 태양 복사에너지 자료를 고해상도로 제공하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제47권4호
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• pp.228-240
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• 2023

Growing complexity in ecosystem structure and functions, under impacts of climate and land-use changes, requires interdisciplinary understandings of processes and the whole-system, and accurate estimates of the changing functions. In the last three decades, observation networks for biodiversity, ecosystems, and ecosystem functions under climate change, have been developed by interested scientists, research institutions and universities. In this paper we will review (1) the development and on-going activities of those observation networks, (2) some outcomes from forest carbon cycle studies at our super-site "Takayama site" in Japan, and (3) a few ideas how we connect in-situ and satellite observations as well as fill observation gaps in the Asia-Oceania region. There have been many intensive research and networking efforts to promote investigations for ecosystem change and functions (e.g., Long-Term Ecological Research Network), measurements of greenhouse gas, heat, and water fluxes (flux network), and biodiversity from genetic to ecosystem level (Biodiversity Observation Network). Combining those in-situ field research data with modeling analysis and satellite remote sensing allows the research communities to up-scale spatially from local to global, and temporally from the past to future. These observation networks oftern use different methodologies and target different scientific disciplines. However growing needs for comprehensive observations to understand the response of biodiversity and ecosystem functions to climate and societal changes at local, national, regional, and global scales are providing opportunities and expectations to network these networks. Among the challenges to produce and share integrated knowledge on climate, ecosystem functions and biodiversity, filling scale-gaps in space and time among the phenomena is crucial. To showcase such efforts, interdisciplinary research at 'Takayama super-site' was reviewed by focusing on studies on forest carbon cycle and phenology. A key approach to respond to multidisciplinary questions is to integrate in-situ field research, ecosystem modeling, and satellite remote sensing by developing cross-scale methodologies at long-term observation field sites called "super-sites". The research approach at 'Takayama site' in Japan showcases this response to the needs of multidisciplinary questions and further development of terrestrial ecosystem research to address environmental change issues from local to national, regional and global scales.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2008년도 International Symposium on Remote Sensing
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• pp.289-292
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• 2008

Recently, several satellite data analyses projects and numerical weather prediction (NWP) reanalysis projects have produced the ocean surface Latent Heat Flux (LHF) data sets in the global coverage. Comparisons of these LHF data sets showed substantial discrepancies in the LHF values. Recently, the increase of LHF in during 1970s-1990s over the global ocean is shown by the LHF data that have been developed at the Objective Analyzed Air-Sea Fluxes (OAFlux) project. It is interesting to investigate the existence of the increase of LHF over a global ocean in the other LHF products. It is interesting to investigate the existence of the increase of LHF over a global ocean in the other LHF products. In this study, we assessed the consistencies and discrepancies of the inter-annual variability and decadal trend for the period 1988-2005 among six LHF products ((J-OFURO2, HOAPS3, IFREMER, NCEP1,2 and OAFlux) over the global ocean. As results, all LHF products showed a positive trend. In particular, the positive trend in satellite-based data analyses (J-OFURO2, HOAPS3, IFREMER) is larger than that in reanalysis products (NCEP1/2). Also, the consistencies and discrepancies are shown on the spatial patterns of the LHF trends across the six data sets. The positive trend of LHF is remarkable in the regions of western boundary currents such as the Kuroshio and the Gulf Stream in all LHF data sets. But, the discrepancies are shown on the spatial patterns of the LHF trends in tropics and subtropics. These discrepancies are primarily caused by the differences of the input meteorological state variables, particularly for the air specific humidity, used to calculate LHF.