FK Koflux 관측지에서의 지역 규모 열 플럭스의 추정: 타워 관측에서 MM5 중규모 모형까지

홍진규 ( Hong Jin Gyu ),이희춘 ( Lee Hui Chun ),김준 ( Kim Jun ),김백조 ( Kim Baeg Jo ),조천호 ( Cho Chun Ho ),이성주 ( Lee Seong Ju ) 한국농림기상학회 2003 한국농림기상학회지 Vol.5 No.2

KoFlux는 생태계와 대기 사이에 교환되는 이산화탄소, 수증기 및 에너지에 대한 우리의 이해를 높이고, FLUXNET과 CEOP 등의 지역, 대륙 및 전구 규모의 관측망에 기여하기 위해서 시작되었다. 그러나 한반도의 지형적 특성 때문에 KoFlux의 대부분의 플럭스 타워는 관측에 이상적이지 못한 장소에 위치하고 있다. 탄소 및 에너지 교환의 정량화를 위해서 뿐만 아니라 군락 규모에서 지역 규모로 확장하기 위해서는 관측과 모델링을 병용한 다양한 접근 방법의 적용이 필요하다. 본 연구에서는 지역 규모의 현열 플럭스를 추정하기 위해 타워 플럭스 관측, 대류 경계층(CBL) 수지 방법, MM5 중규모 모형, 그리고 NCAR/NCEP 재분석 자료의 네 가지의 방법을 사용하여 다양한 면적을 대표하는 현열 플럭스를 산출하여 비교하였다. 비록 제한된 짧은 기간의 자료를 사용하였으나, 예비 분석을 통하여 (1) 해남 농경지 플럭스 타워에서 관측된 현열 플럭스가 지표의 불균질성을 보였고, (2) CBL 수지 방법으로 얻어진 지역 규모의 현열 플럭스는 수평 이류 효과의 계산 방법에 따라 다른 결과를 보였으며, (3) MM5 중규모 모형은 타워 플럭스 관측 값과 아주 유사한 한열 값을 수치 모사하였다. 그러나 관측지의 불균질성과 두 방법이 대표하는 면적의 근본적인 차이를 고려할 때, 플럭스 발자국 분석, 지리정보 시스템 및 관측지의 위성 영상 분석에 근거한 타워 플럭스의 공간 대표성을 정량화하는 것이 시급한 것으로 나타났다. Korean regional network of tower flux sites, KoFlux, has been initiated to better understand CO,, water and energy exchange between ecosystems and the atmosphere, and to contribute to regional, continental, and global observation networks such as FLUXNET and CEOP. Due to heterogeneous surface characteristics, most of KoFlux towers are located in non-ideal sites. In order to quantify carbon and energy exchange and to scale them up from plot scales to a region scale, applications of various methods combining measurement and modeling are needed. In an attempt to infer regional-scale flux, four methods (i.e., tower flux, convective boundary layer (CBL) budget method, MM5 mesoscale model, and NCAR/ NCEP reanalysis data) were employed to estimate sensible heat flux representing different surface areas. Our preliminary results showed that (1) sensible heat flux from the tower in Haenam farmland revealed heterogeneous surface characteristics of the site; (2) sensible heat flux from CBL method was sensitive to the estimation of advection; and (3) MM5 mesoscale model produced regional fluxes that were comparable to tower fluxes. In view of the spatial heterogeneity of the site and inherent differences in spatial scale between the methods, however, the spatial representativeness of tower flux need to be quantified based on footprint climatology, geographic information system, and the patch scale analysis of satellite images of the study site.

캘리브레이션 된 2 시점 영상으로부터의 3 차원 휴먼 복원

홍진규(Jin Gyu Hong),노승영(Seungyoung Noh),이희경(HeeKyung Lee),추현곤(Hyon-Gon Choo),장주용(Ju Yong Chang) 한국방송·미디어공학회 2023 한국방송공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2023 No.11

본 논문에서는 단일 시점 영상으로부터의 3D 휴먼 메쉬 추정을 위해 일반적으로 사용되어온 내재 함수 기반방법을 2 시점으로 확장한다. 단일 시점 모델은 단일 영상만을 사용하여 가리워져 보이지 않는 부분까지 추정해야하므로, 추정된 메쉬와 실제 참값 사이의 큰 오차를 피하기 어렵다. 캘리브레이션 된 2 시점 영상을 입력으로 활용할 경우 이러한 문제를 단순하지만 매우 쉽게 해결할 수 있다. 구체적으로 제안하는 방법은 최근 제안된 깊이 맵기반의 단일 시점 휴먼 복원 방법을 기반으로 한다. 제안하는 방법은 픽셀 정렬 특징을 적극적으로 활용하여 앞/뒤 입력 영상 및 깊이 맵의 각 픽셀을 2D 특징 맵의 픽셀과 직접 연관시킨다. 또한 앞/뒤 깊이 맵을 융합하여 생성된 3D 볼륨으로부터 복셀 정렬 특징을 얻고, 이를 메쉬 복원을 위한 사전 정보로 활용한다. 실험을 통해 제안하는 방법이 기존 단일 시점 모델들에 비해 정량적, 정성적으로 우수한 메쉬 추정 성능을 달성함을 보인다.

한국 해남 농경지와 대기간의 에너지와 이산화탄소의 지표 교환

이희춘 ( Lee Hui Chun ),홍진규 ( Hong Jin Gyu ),조천호 ( Cho Chun Ho ),최병철 ( Choi Byoung Cheol ),오성남 ( Oh Sung Nam ),김준 ( Kim Jun ) 한국농림기상학회 2003 한국농림기상학회지 Vol.5 No.2

육상생태계와 하층 대기와의 상호작용 및 환경변화에 대한 생태계의 반응을 정량적을 이해하기 위하여 2002년 7월부터 논가 밭이 혼합되어 있는 해남(FK) 관측지에서 이산화탄소 관측이 이루어지고 있다. 관측 초기에는 안정된 자료 확보르 위하여 에디 공분산 시스템의 유지 관리를 중점적으로 추진하였다. 30분 평균된 이산화탄소 평균 농도와 순 생태 교환량(Net Eco-system Exchange)은 뚜렷한 일변화와 함께 계절적인 차이를 나타내었다. 낮 시간의 이산화탄소 플럭스는 8월에 최대 1.0mg CO₂m^(-2)s^(-1)의 흡수률이 관측되었고, 야간에는 최대 0.3mg CO₂m^(-2)s^(-1)정도의 이산화탄소가 대기중으로 방출되었다. 이산화탄소 흡수량과 방출량 모두 점차적으로 감소하여 겨울철에는 거의 0에 가까운 값이거나 0.05mg CO₂m^(-2)s^(-1)보다 작은 방출율을 나타내었다. 해남 플럭스 관측지역은 7월부터 9월까지 이산화탄소의 상대적으로 강한 흡원으로 작용하여 일 최대 22g CO₂m^(-2)정도의 이산화탄소를 흡수하였다. 이후 10월부터 12월까지는 약한 발원으로 작용하였는데, 일 평균 2g CO₂m^(-2) 정도의 이산화탄소를 방출하였다. 해남 관측지에서의 환경 변화에 대한 생태계의 반응 및 격년 변동 등에 대한 정량적 연구를 위하여 장기 관측은 지속적으로 이루어질 것이며, 심도 있는 분석과 교환 메커니즘의 이해를 위해 토양 및 식물과 관련된 집중 관측과 단기 실험들이 뒤따라야 하겠다. Surface energy and CO₂ fluxes have been measured over a farmland in Haenam, Korea since July 2002. Eddy covariance technique, which is the only direct flux measurement method, was employed to quantitatively understand the interaction between the farmland ecosystem and the atmospheric boundary layer. Maintenance of eddy covariance system was the main concern during the early stage of measurement to minimize gaps and uncertainties in the dataset. Half-hourly averaged CO₂ concentration showed distinct diurnal and seasonal variations, which were closely related to changes in net ecosystem exchange (NEE) of CO₂. Daytime maximum CO₂ uptake was about -1.0 mg CO₂m^(-2)s^(-1) in August whereas nighttime CO₂ release was up to 0.3 mg CO₂m ^(-2)s^(-1) during the summer. Both daytime CO₂ uptake and nighttime release decreased gradually with season. During the winter season, NEE was from near zero to 0.05 mg CO₂m^(-2)s^-(-1). FK site was a moderate sink of atmospheric CO₂ until September with daily NEE of 22 g CO₂m^(-2)d^(-1). In October, it became a weak source of CO₂ with an emission rate of 22 g CO₂m^(-2)d^(-1). Long-term flux measurements will continue at FK site to further investigate inter-annual variability in NEE. To better understand these exchange mechanism and in-depth analysis, process-level field experiments and intensive short-term intercomparisons are also expected to be followed.

대표 시험 유역에서의 수문 계측 및 품질 관리 고도화

이효상,맹승진,노재경,이현석,홍진규,Lee, Hyo-Sang,Maeng, Seung-Jin,No, Jae-Gyeong,Lee, Hyeon-Seok,Hong, Jin-Gyu 한국수자원학회 2018 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.51 No.5

용담시험유역에서의 수문계측 및 품질관리 고도화

이효상,맹승진,노재경,이현석,홍진규,Lee, Hyo-Sang,Maeng, Seung-Jin,No, Jae-Gyeong,Lee, Hyeon-Seok,Hong, Jin-Gyu 한국수자원학회 2016 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.49 No.4

한국 하리 논에서의 2002년 생장기간의 CO2와 에너지의 교환

문병관 ( Moon Byung Kwan ),홍진규 ( Hong Jin Gyu ),이병렬 ( Lee Byeong Lyeol ),윤진일 ( Yun Jin Il ),박은우 ( Park Eun Woo ),김준 ( Kim Joon ) 한국농림기상학회 2003 한국농림기상학회지 Vol.5 No.2

한국 내 농경지의 약 60%를 차지하고 있는 논은 아시아의 주요 농업 생태계의 하나이다. 논은 대기로부터 CO₂를 흡수함과 동시에 CH₄형태로 탄소를 대기 중으로 방출하는데, 관개 상태에 따라 흡수와 방출의 상대적 크기가 달라져서 온실 기체의 전구 수지에 중요한 변수로 작용할 수 있다. 온실 효과와 관련하여 논의 현재 및 미래의 역할을 보다 잘 이해하기 위하여, 주요 농업 생태계에서의 CO₂와 에너지 교환을 정량화하는 것은 매우 중요하다. 이 연구의 목적은, 벼의 전체 생장 기간동안 한국의 전형적인 논에서의 에너지와 CO₂ 교환과정을 관측, 분석하고 이해하는 것이다. 2002년 4월부터 한국 타워 플럭스 관측 지역망(KoFlux)에 속한 강화도 하리의 논에서 CO₂ 및 에너지 플럭스 관측을 지속적으로 해오고 있다. 다양한 보정 단계와 처리 과정을 거친 관측 자료를 통해, 논가 대기간의 CO₂ 교환량을 정량화하고, 이를 미기상학적, 생물리학적 관점에서 분석하였다. 날씨 변화와 더불어, 지표 피복 변화와 식물의 생장 단계에 따라 CO₂ 교환량이 민감하게 변화하였다. 국내 논에서의 전 생장 기간에 걸친 에너지와 CO₂ 교환에 관한 최초의 직접 관측 보고인 본 연구는, 아시아 플럭스망(AsiaFlux)내에서 중요한 참고 자료로서의 가치를 지니며, 지면 모형의 보정과 개선, 전구 생지화학적 순환에 대한 논의 역할, 그리고 생물-대기 상호 작용에 대한 근본적인 이해를 향상시키는 데 기여할 것이다. Rice, which occupies about 60% of the farmland in Korea, is a staple crop in Asia. It not only absorbs CO₂ from the atmosphere, but also emits carbon in a form of CH₄. It has a potential role in the global budget of greenhouse gases because of its relative contributions of carbon absorption and emission associated with changing hydrologic cycle. To better understand its current and future role, seasonal variations of energy and CO₂ exchange in this critical ecosystem need to be quantified. The purpose of this study was to measure, document and understand the exchange of energy and CO₂ in a typical rice paddy in Korea throughout the whole growing season. Since late April of 2002, we have conducted measurements of energy and CO₂ exchange in a rural rice paddy at Hari site, one of the Korea regional network of tower flux measurement (KoFlux). After the quality control and gap-filling, the observed fluxes were analyzed in the context of micrometeorology and biophysics. CO₂ and energy exchanges varied significantly with land cover changes (e.g., plant growth stages), in addition to changes in weather and climate conditions. This study, reporting first direct measurement of energy and CO₂ exchange over a rice paddy in Korea, would serve as a useful database as one of the reference sites in AsiaFlux and FLUXNET.