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- 저자 : 강신규(Sinkyu Kang) (검색결과 8 건)
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BIOME-BGC 모형을 이용한 국내 소나무 고사의 기후 및 토심 영향 분석
강신규 ( Sinkyu Kang ),임종환 ( Jong-hwan Lim ),김은숙 ( Eun-sook Kim ),조낭현 ( Nanghyun Cho ) 한국농림기상학회 2016 한국농림기상학회지 Vol.18 No.4
생태계 과정 모형인 BIOME-BGC를 이용해 국내 상록침엽수림의 탄소-물 순환 과정의 계절 및 연간 변화를 모의하여 국내의 소나무 고사 현상의 기후-토심 영향을 분석하였다. 연구지로 2009년과 2014년 각각 소나무 대량 고사가 발생한 밀양과 울진을 선정하였다. 두 지역의 표준강수지수를 산정한 결과 약 5년 내외의 주기의 가뭄현상을 판별하였다. 2000년 중반 이후 가뭄은 고온건조 기후 특성을 보였다. 모형의 여러 변수를 조사한 결과, 임시탄소저장소인 Cpool 변수가 탄소기아에 의한 소나무고사 현상과 개연성이 큰 변수로 나타났다. Cpool의 감소는 총일차생산성(GPP) 감소 혹은 유지호흡(Rm) 증가의 결과로 발생하였고, 연구기간 중 Cpool이 최저값을 보인 해는 각 연구지역에서 소나무 대량 고사가 발생한 해와 잘 일치하였다. 두 지역 모두 가뭄에 의한 GPP 감소와 고온에 의한 Rm 증가가 Cpool의 감소를 초래하였는데, GPP와 Rm의 상대적 기여도는 지역별로 상이 하였다. 특히 저온다습한 울진의 경우 Rm 증가 영향이 중요한 요인이었다. 한편 낮은 토심에서 생산성, 생체량, 증산량, Cpool 등 제반 탄소-물 관련 변수가 감소하였고 연간 변동폭이 증가하였다. 그러나 0.5 m 이하 토심에서는 Cpool에 큰 차이가 없는 것으로 보아 일정 수준 이하의 토심에서 생체량-생산성-유지호흡 간의 균형에 따라 Cpool이 유지되는 적응 메커니즘이 나타난 것으로 보인다. 이 연구의 결과 소나무 고사와 관련한 고온건조-탄소기아 가설을 제안하였고, 보다 현실적 분석을 위한 향후 모형 개선 방향을 제안하였다. A process-based ecosystem model, BIOME-BGC, was applied to simulate seasonal and inter-annual dynamics of carbon and water processes for potential evergreen needleleaf forest (ENF) biome in Korea. Two simulation sites, Milyang and Unljin, were selected to reflect warm-and-dry and cool-and-wet climate regimes, where massive diebacks of pines including Pinus densiflora, P. koraiensis and P thunbergii, were observed in 2009 and 2014, respectively. Standard Precipitation Index (SPI) showed periodic drought occurrence at every 5 years or so for both sites. Since mid-2000s, droughts occurred with hotter climate condition. Among many model variables, Cpool (i.e., a temporary carbon pool reserving photosynthetic compounds before allocations for new tissue production) was identified as a useful proxy variable of tree carbon starvation caused by reduction of gross primary production (GPP) and/or increase of maintenance respiration (Rm). Temporal Cpool variation agreed well with timings of pine tree diebacks for both sites. Though water stress was important, winter- and spring-time warmer temperature also played critical roles in reduction of Cpool, especially for the cool-and-wet Uljin. Shallow soil depth intensified the drought effect, which was, however, marginal for soil depth shallower than 0.5 m. Our modeling analysis implicates seasonal drought and warmer climate can intensify vulnerability of ENF dieback in Korea, especially for shallower soils, in which multi-year continued stress is of concern more than short-term episodic stress.
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MODIS 전천후 기상자료 기반의 생물리학적 벼 수량 모형 개발
이지혜,서범석,강신규,Lee, Jihye,Seo, Bumsuk,Kang, Sinkyu 대한원격탐사학회 2017 大韓遠隔探査學會誌 Vol.33 No.5
벼 등 식량작물 작황 추정의 경제, 산업적 중요성이 증가함에 따라 생물리 모형과 원격탐사 기반의 위성자료를 활용한 작황 추정 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 연구에서는 위성 기반의 전천후 기상 입력자료(i.e. 기온, 대기 수증기압 포차, 일사량)와 빛 이용효율 모형을 이용한 생물리적 작물 성장 알고리즘을 벼에 적용하여 벼의 수확량을 수확 시기 보다 이르게(9월 중순 경) 추정하는 것을 목적으로 하였다. 2003년부터 2014년까지 12년간 경상권을 제외한 국내의 군 단위 행정구역별 벼 수확량을 추정하고, 이를 통계청에서 제공하는 현미 생산량 통계와 비교, 평가하였다. 벼 건중량, 수확지수 그리고 수확량 추정 결과는 각각 지도로 작성하여 공간적 분포 양상을 분석하였다. 연도별 전국 평균 추정 건중량은 평균오차(ME)가 0.56%, 평균절대오차(MAE)가 5.73%로 유의미한 결과를 보였다. 연도별 군 단위 건중량은 ME가 0.10%에서 2.00%, MAE가 2.10에서 11.62%의 범위를 보였다. 추정된 건중량은 강원지역에서 상대적으로 과대 모의하고, 충청 이남의 도심과 서해 인근지역에서 과소 모의하는 경향을 보였다. 건중량과 유관한 통계청 자료(i.e. 볏짚 생산량)와는 상반된 변동 양상을 보였는데, 이는 입력자료의 해상도(1 km)로 인한 픽셀 내 토지피복 이질성으로 인한 오차로 사료된다. 또한 생육기간 이후 수확시기의 생육상황을 고려하지 못하는 점을 향후 연구에서 개선할 필요가 있다. With the increasing socio-economic importance of rice as a global staple food, several models have been developed for rice yield estimation by combining remote sensing data with carbon cycle modelling. In this study, we aimed to estimate rice yield in Korea using such an integrative model using satellite remote sensing data in combination with a biophysical crop growth model. Specifically, daily meteorological inputs derived from MODIS (Moderate Resolution imaging Spectroradiometer) and radar satellite products were used to run a light use efficiency based crop growth model, which is based on the MODIS gross primary production (GPP) algorithm. The modelled biomass was converted to rice yield using a harvest index model. We estimated rice yield from 2003 to 2014 at the county level and evaluated the modelled yield using the official rice yield and rice straw biomass statistics of Statistics Korea (KOSTAT). The estimated rice biomass, yield, and harvest index and their spatial distributions were investigated. Annual mean rice yield at the national level showed a good agreement with the yield statistics with the yield statistics, a mean error (ME) of +0.56% and a mean absolute error (MAE) of 5.73%. The estimated county level yield resulted in small ME (+0.10~+2.00%) and MAE (2.10~11.62%),respectively. Compared to the county-level yield statistics, the rice yield was over estimated in the counties in Gangwon province and under estimated in the urban and coastal counties in the south of Chungcheong province. Compared to the rice straw statistics, the estimated rice biomass showed similar error patterns with the yield estimates. The subpixel heterogeneity of the 1 km MODIS FPAR(Fraction of absorbed Photosynthetically Active Radiation) may have attributed to these errors. In addition, the growth and harvest index models can be further developed to take account of annually varying growth conditions and growth timings.
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우리나라 산간 분지 지역에서 형성되는 기온역전층의 연중 변동성
최광용(Choi, Gwangyong),이보라(Lee, Bora),강신규(Kang, Sinkyu),존 텐후넨(Tenhunen, John) 한국지역지리학회 2018 한국지역지리학회지 Vol.24 No.3
본 연구에서는 양구 해안면 펀치볼을 대상으로 연중 우리나라 산악 분지에서 나타나는 기온역전현상의 발생 빈도, 강도, 지속 시간 등의 특징과 강한 기온역전현상 발생 시 대기 상하층 종관 기후 패턴의 특징을 밝히고자 하였다. 분석결과, 연구지역의 연중 기온역전현상은 가을철 새벽에 발생률이 최대 약 46%에 달하고, 그 강도는 한겨울에 최대 약 2.6℃/100m정도로 나타났다. 이 지역의 기온역전현상에 의해 형성되는 냉기호는 겨울철 눈으로 덮인 날에 일출시간 지연 효과 및 눈 반사도 효과로 최대 약 18시간정도 지속적으로 형성되기도 한다. 상하층 종관장 분석 결과 강하고 지속 시간이 긴 기온역전현상은 겨울철에 한반도 북부 지역(120~140°E, 40~50°N)에 고기압이 자리 잡아 야간 지표 복사냉각이 잘 이루어지는 종관 상태에서 발생함을 알 수 있다. The purpose of this study is to examine the intra-annual characteristics of frequency, intensity and duration of temperature inversion phenomena occurring the in Haean basin (also called as Punch Bowl), a mountainous basin of Korea. The upper and lower synoptic climatic patterns in the occurrence of strong temperature inversion phenomena are also investigated. The incidence probability of temperature inverse layers in the study region reaches up to 46% at dawn in autumn, while its intensity maximizes up to about 2.6℃/100m at dawn in mid-winter. In the study region, the cold air drainage (cold air lake) formed by the temperature inversion phenomenon can continuously last up to about 18 hours until late afternoon on a snow-covered winter days due to snow-albedo effects as well as to the delay effect of sunrise time. The analysis of the upper and lower synoptic weather observations shows that the intense, long-lasting temperature inversion phenomena occur in winter when a high pressure system centering on the northern region (120~140°E, 40~50°N) of the Korean Peninsula is stagnant.
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