연주기(年週期) Fourier 함수(函數)와 기상요소(氣象要素)에 의(依)한 지온예측(地溫豫測) 통계(統計) 모형(模型)

정영상,이변우,김병찬,이양수,엄기태,Jung, Yeong-Sang,Lee, Byun-Woo,Kim, Byung-Chang,Lee, Yang-Soo,Um, Ki-Tae 한국토양비료학회 1990 한국토양비료학회지 Vol.23 No.2

토양(土壤)의 깊이별 지온(地溫)을 예측(豫測)하기 위한 통계모형(統計模型)을 설정(設定)하기 위하여 1979년(年)부더 1988년(年)까지 중앙기상태(中央氣象台) 수원측후소(水原測候所)에서 관측(觀測)된 지온자료(地溫資料)와 평균최고(平均最高), 최저(最低), 기온(氣溫), 강수량(降水量), 풍속(風速) 및 최심적설량등(最深積雪量等) 기상자료(氣象資料)에 대(對)한 통계분석(統計分析)을 하였다. 통계분석(統計分析)은 지온(地溫)을 Fourier 급수(級數)에 의한 년주기함수(年週期函數)와 년주기함수(年週期函數)에서의 잔차(殘差)는 대기(大氣)의 기상조건(氣象條件)의 변화(變化)에서 오는 노이지(nuise)로 보고 이에 대한 상관분석(相關分析)을 stepwise backward elimination법(法)에 의하여 각(各) 계수(係數)를 찾는 방법(方法)으로 하였다. 깊이별(別) 지온(地溫)의 년주기함수(年週期函水)로 Fourier급수(級數)의 8항(項)을 사용(使用)하였을 때 지면온도(地面溫度)의 평균평방오차(平均平方誤差)가 2.30, 토심(土深) 50 cm에서 1.13, 500 cm에서 0.42로 토심(土深)이 깊을수록 작아졌고, $r^2$는 0.913~0.988이었다. 주기함수분석(週期函數分析)에서 잔차(殘差)에 대한 독립변수(獨立變數)로서 평균(平均), 최고(最高), 최저기온(最低氣溫), 강수량(降水量), 최심적설(最深積雪) 및 풍속등(風速等) 기상요소(氣象要素)와의 상관분석(相關分析)을 위한 지연일수검출(遲延日數檢出)에 따르면, 기온(氣溫)은 토탐(土深) 0 cm와 5 cm에 대하여 0일(日), 30 cm까지는 -1일(日), 50 cm에서는 -2일(日)이었다. 강수량(降水量)의 지연일수(遲延日數)는 30 cm까지 -1일(日), 50 cm에서 -2일(日), 최심적설(最深積雪)과 풍속(風速)은 10 cm까지가 -1일(日), 30 cm까지 -2일(日), 50 cm에서는 -3일(日)이었다. 지연일수(遲延日數)를 고려(考慮)한 잔차분석(殘差分析)에 의한 지온예측(地溫豫測) 통계모형(統計模型)의 평균평방오차(平均平方誤差)는 토심(土深) 0 cm에서 1.64, 50 cm에서 0.97로 주기함수(週期函數)의 평균평방오차(平均平方誤差)보다 작아졌으며, $r^2$값은 높아져 통계모형(統計模型)의 정도(精度)가 높아졌다. 계수(係數)의 크기로 보아 년주기함수(年週期函數)에 독립적(獨立的)인 대기(大氣) 기상요소(氣象要素)가 지온(地溫)의 결정(決定)에 크게 영향(影響)을 주는 깊이는 30 cm이며, 기온(氣溫)은 50 cm깊이까지도 영향(影響)을 주는 것으로 나타났다. 이 통계모형(統計模型)의 검정결과(檢定結果) $r^2$값이 0.976~0.996으로 예측치(豫測値)와 실측치간(實測値間)에 고도(高度)의 유의성(有意性)이 있어 실용성(實用性)이 있었다. 한편, 토양표면(土壤表面)의 최고지온(最高地溫)과 최고기온(最高氣溫)의 차(差)(${\Delta}T_{ms}$)를 옥수수포장(圃場)에서 조사(調査)한 결과(結果), ${\Delta}T_{ms}$와 일사량(日射量)($R_s;J_m{^{-2}}$)과 직선적(直線的)인 관계(關係)로 엽면적지수(葉面積指數)가 그 이하(以下) 일 때에는 $${\Delta}T_{ms}=0.902+1.924{\times}10^{-3}R_s $$엽면적지수(葉面積指數)가 그 이상(以上)일 때에는 $${\Delta}T_{ms}=0.274+8.881{\times}10^{-4}R_s$$ 의 관계(關係)가 있었다. A statistical model to predict soil temperature from the ambient meteorological factors including mean, maximum and minimum air temperatures, precipitation, wind speed and snow depth combined with Fourier time series expansion was developed with the data measured at the Suwon Meteorolical Service from 1979 to 1988. The stepwise elimination technique was used for statistical analysis. For the yearly oscillation model for soil temperature with 8 terms of Fourier expansion, the mean square error was decreased with soil depth showing 2.30 for the surface temperature, and 1.34-0.42 for 5 to 500-cm soil temperatures. The $r^2$ ranged from 0.913 to 0.988. The number of lag days of air temperature by remainder analysis was 0 day for the soil surface temperature, -1 day for 5 to 30-cm soil temperature, and -2 days for 50-cm soil temperature. The number of lag days for precipitaion, snow depth and wind speed was -1 day for the 0 to 10-cm soil temperatures, and -2 to -3 days for the 30 to 50-cm soil teperatures. For the statistical soil temperature prediction model combined with the yearly oscillation terms and meteorological factors as remainder terms considering the lag days obtained above, the mean square error was 1.64 for the soil surfac temperature, and ranged 1.34-0.42 for 5 to 500cm soil temperatures. The model test with 1978 data independent to model development resulted in good agreement with $r^2$ ranged 0.976 to 0.996. The magnitudes of coeffcicients implied that the soil depth where daily meteorological variables night affect soil temperature was 30 to 50 cm. In the models, solar radiation was not included as a independent variable ; however, in a seperated analysis on relationship between the difference(${\Delta}Tmxs$) of the maximum soil temperature and the maximum air temperature and solar radiation(Rs ; $J\;m^{-2}$) under a corn canopy showed linear relationship as $${\Delta}Tmxs=0.902+1.924{\times}10^{-3}$$ Rs for leaf area index lower than 2 $${\Delta}Tmxs=0.274+8.881{\times}10^{-4}$$ Rs for leaf area index higher than 2.

A Mathematical Analysis of Water Flow Model Using Ohm's Analogy

정영상,Jung, Yeong-Sang 한국토양비료학회 1981 한국토양비료학회지 Vol.14 No.1

토양(土壤)-근계(根系)에 있어서 물 흡수이동(吸收移動)을 ohm의 법측(法測)을 이용(利用)하여 전기회로(電氣回路) 상사모형(相似模型)으로 표현(表現)하고 그 계(系)의 분석해(分析解)를 구(求)하였다. 그 결과(結果) 토양계(土壤系)의 "유효토양수(有效土壤水) Potential($\hat{\psi}_s$)"과 근계(根系)의 "유효근저항(有效根抵抗)($\hat{R}_{\tau}$)"을 정의(定義)하였다. $$\hat{\psi}_s-\hat{R}_{\tau}g_{\tau}={\psi}_0$$ 포장상태(圃場狀態)에서 얻어진 작물(作物)의 Crown water potential(${\psi}_0$)와 Radial resistance(Ra) 및 Axial resistance(Rx)를 근거(根據)로 이 모형(模型)을 검정(檢定)한 결과(結果) 그 타당성이 인정(認定)되었으며 앞으로 토양(土壤)-근계(根系)의 물 이동(移動) 측면(側面)에서 유효토양수분량(有效土壤水分量)과 뿌리의 역할(役割)을 구명(究明)하는데 중요(重要)한 의미(意味)를 갖고 있다고 판단(判斷)된다. A set of equations of a water transport model of the soil-plant system was described as an electrical circuit using the Ohm's analogy assuming that the transpirational pull be the main source of the driving force and the resistance be proportional to the inverse of the hydraulic conductivity of the catenary. The effective root resistance ($\hat{R}_{\tau}$) and the effective soil water potential ($\hat{\psi}_s$)were defined with the solution of the system; $$\hat{\psi}_s-\hat{R}_{\tau}g_{\tau}={\psi}_0$$ and the validity of the solution of the equation was demonstrated with the data obtained from a soybean field. ${\psi}_s$ and $R_{\tau}$ explained more reasonably than the average values taken so far. Therefore, the solution will describe the soil water status and the root resistance in terms of water transport in the soil-plant system.

한국토양비료학회 40년 활동 발전사

정영상 한국토양비료학회 2008 한국토양비료학회 세미나 Vol.2008 No.5

대관령 경사지 밭 토양의 풍식량과 이화학성 변화

정영상,허범량,조병옥,황석중 ( Y . S . Jung,B . R . Huh,B . O . Cho,S . C . Whang ) 한국토양비료학회 1989 한국토양비료학회 학술발표회 Vol.1989 No.42

연구논문 : 인공강우재에 의한 수종 밭토양의 침투 유출 및 침식성에 관하여

정영상,신제성,신용화 한국토양비료학회 1976 한국토양비료학회 학술발표회 Vol.1976 No.16

토양비료학 교육의 어제와 오늘, 그리고 미래의 과제

정영상,박우철,김복진 한국토양비료학회 1998 한국토양비료학회 세미나 Vol.1998 No.10

우리 나라의 순1차 생산력 및 벼 수량의 지역성과 변이성

정영상,방정호,林 陽生 한국농림기상학회 1999 한국농림기상학회지 Vol.1 No.1

Rice yield and primary productivity(NPP) are dependent upon the variability of climate and soil. The variability and regionality of the rice yield and net primary productivity were evaluated with the meteorological data collect ed from Korea Meteorology Administration and the actual rice yield data from the Ministration of Agriculture and Forestry , Korea. The estimated NPP using the three models, dependent upon temperature (NPP - T ), precipitation (NPP - P ) and net radiation (NPP - R), ranged from 10.87 to 17.52 Mg ha^-1 with average of 14.69 Mg ha^-1 in the South Korea and was ranged 6.47 to 15.58 Mg ha^-1 with average of 12.59 Mg ha^-1 in the North Korea. The primary limiting factor of NPP in Korea was net radiation, and the secondary limiting factor was temperature. Spectral analysis on the long term change in air temperature in July and August showed periodicity. The short periodicity was 3 to 7 years and the long periodicity was 15 to 43 years. The coefficient of variances, CV, of the rice yield from 1989 to 1998 ranged 3.23 percents to 12.37 percents which were lower than past decades. The CV's in Kangwon and Kyeongbuk were high while that in Chonbuk was the lowest. The prediction model based on the yield index and yield response to temperature obtained from the field crop situation showed reasonable results and thus the spatial distributions of rice yield and predicted yield could be expressed in the maps. The predicted yields was well fitted with the actual yield except Kyungbuk. For better prediction, modification should be made considering radiation factor in further development.

우리의 흙 흙은 생명의 근원

정영상 한국토양비료학회 2004 토양과비료 Vol.18 No.-

Practical Guide to NMR-based Metabolomics – III : NMR Spectrum Processing and Multivariate Analysis

정영상 한국자기공명학회 2018 Journal of the Korean Magnetic Resonance Society Vol.22 No.3

NMR-based metabolomics needs various knowledge to elucidate metabolic perturbation such as NMR experiments, NMR spectrum processing, raw data processing, metabolite identification, statistical analysis, and metabolic pathway analysis regarding technical aspects. Among them, some concepts of raw data processing and multivariate analysis are not easy to understand but are important to correctly interpret metabolic profile. This article introduces NMR spectrum processing, raw data processing, and multivariate analysis.

포화침출액법에 의한 시설채소 재배지 토양의 유효인산과 전기전도도 검정

정영상,조수현,양재의,김정제,임형식 한국토양비료학회 2000 한국토양비료학회 학술발표회 Vol.2000 No.-