소규모 행정구역의 일단위 농업가뭄 평가를 위한 농업용수 수급 가뭄지수 개발

이상권(Lee, Sangkwon),오국열(Oh, Kukryul),정상만(Jeong, Sangman),정태성(Cheong, Tae Sung) 한국방재학회 2021 한국방재학회논문집 Vol.21 No.2

가뭄은 장기간의 강수량 부족과 수자원 부족으로 인해 발생하는 것으로써 인간과 동물 모두의 생명과 생태계에 큰 영향을 미친다. 특히 농업분야는 식량안보와도 밀접한 연관성이 있어 그 중요성이 크다고 할 수 있다. 전 지구적으로 지구온난화, 도시화 및 산업화로 인해 농업용수 수요는 꾸준히 증가하고 있으며, 한국 또한 기후변화로 인해 증가추세에 있는 농업분야 피해경감을 위해 농업용수 공급원을 꾸준히 개발해오고 있다. 가뭄은 기상학적, 농업, 수문학적, 사회경제학적 가뭄지수를 이용하여 그 심각정도를 평가하는데, 농업가뭄지수는 토양수분과 농작물 마름 정도를 이용하여 가뭄을 평가하고 수문학적 가뭄지수는 저수지, 댐, 하천, 지하수 등 공급 가능한 수자원과 수요를 비교하여 용수 부족량으로 가뭄을 평가하는 방법이다. 그러나 이들 방법들은 생활, 공업, 농업 전체용수의 부족량을 평가함에 따라 상대적으로 민감도가 낮은 농업용수를 과대 혹은 과소평가하는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 농업용저수지, 관개 및 배수, 지하수 시스템과 같은 용수 공급 시스템과 농업용수 수요량을 분석하여 농업가뭄을 평가하는 농업용수 수급 가뭄지수(Agricultural Water Demand and Supply Drought Index, AWDSDI)를 개발하였다. 개발된 가뭄지수의 적용성을 검토하기 위하여 과거 기록을 토대로 가뭄피해가 컸던 2017년 6~8월에 대해 진천군, 창녕군, 장성군 등 3개 군의 32개 읍⋅면에 AWDSDI를 적용하고 농업가뭄을 평가하였다. 적용성 검토결과 AWDSDI는 읍⋅면과 같은 소규모 행정구역의 일단위 농업가뭄을 잘 재현하는 것으로 나타났다. 더불어 개발된 가뭄지수를 검증하기 위하여 AWDSDI와 기존에 개발된 농업가뭄지수 그리고 수문학적 가뭄지수의 평가결과를 함께 비교하였다. 비교 결과 AWDSDI는 기존에 개발된 가뭄지수들보다 3개군 32개 읍⋅면의 가뭄기간 및 가뭄심도를 잘 재현하는 것으로 나타났다. Drought is caused by a long period of lack of rainfall and water resources, and has a great impact on the life and ecosystem of both humans and animals. It is particularly important for the agricultural sector, which is closely related to food security. Global warming, urbanization, and industrialization have led to a gradually increasing demand for agricultural water. In response, Korea has steadily developed its agricultural water sources to reduce rising damage to the agricultural sector due to climate change. The severity of drought is evaluated by using meteorological, agricultural, hydrological, and socioeconomic drought indexes. The agricultural drought index is evaluated using soil moisture and crop dryness, and the hydrological drought index is evaluated based on water shortage by comparing demands with water resources available for supply, such as rivers and groundwater, reservoirs and dams. However, these methods were found to over- or under-estimate the relatively low sensitivity of agricultural water as they assess the shortage of water for life, industry, and agriculture. Therefore, in this study, we developed the Agricultural Water Demand and Supply Drought Index (AWDSDI), which evaluates agricultural drought by analyzing water supply systems such as agricultural reservoirs, pumping stations and drainage, groundwater systems, and demands for agricultural water. In order to review the applicability of the developed drought index, AWDSDI was applied to 32 Eps and Myuns in three cities, including Jincheongun, Changnyeonggun, and Jangseonggun in the period June-August 2017, when drought damage was significant. It was found that AWDSDI reproduced the daily agricultural drought well in small administrative districts such as Eps and Myuns. In addition, in order to verify the developed drought index, the evaluation results of AWDSDI, the previously developed agricultural drought index and the hydrological drought index were compared together. The comparison found that the AWDSDI reproduced the drought period and drought depth in 32 Eps and Myuns in three cities better than previously developed drought indices.

한국의 이상기온 출현 빈도의 변화와 그 요인에 관한 연구

허인혜(Inhye Heo),이승호(Seungho Lee) 대한지리학회 2006 대한지리학회지 Vol.41 No.1

본 연구에서는 우리나라의 여름과 겨울철의 이상기온 출현 빈도의 변화와 그에 영향을 미치는 요인과의 관계를 파악하고자 하였다. 우리나라의 대부분 관측 지점에서는 여름철 이상고온 출현 빈도의 증가와 겨울철 이상저온 출현 빈도의 감소 경향이 뚜렷하다. 이러한 이상기온 출현 빈도의 변화는 대기 순환 지수 중 겨울철 이상기온 출현에 영향을 미치는 겨울 몬순 지수와 시베리아 고기압 강도 지수 및 북극 진동 지수, 그리고 여름철 이상저온 출현에 영향을 미치는 오호츠크해 고기압 강도 지수와 북태평양 지수 등의 변화 경향과 유사하다. 이 지수들은 이상기온의 변화에 영향을 미치는 요인 중 최근의 지구 온난화 경향을 반영하며 우리나라 전 지역의 이상기온 출현 빈도와 관계가 뚜렷하다. This paper aims to analyze changes of unusual temperature events on summer and winter and their controlling factors. There has been obviously an increased frequencies of summer unusual high temperature occurrence and decreased frequencies of winter unusual low temperature at most of stations. WMI, winter SHI and AOI might be essential for prediction of unusual temperature during winter and summer OHI and spring NPI for summer unusual low temperature. These factors are crucial because they reflect the recent global warming trend as well as have apparent associations with unusual temperature occurrence frequency in Korea.

1981-2020년 기간 동아시아 지역 산불 발생 위험도의 변동성 및 변화 특성

이준이,이두영 한국지구과학회 2022 한국지구과학회지 Vol.43 No.1

Wildfires, which occur sporadically and irregularly worldwide, are distinct natural disturbances in combustible vegetation areas, important parts of the global carbon cycle, and natural disasters that cause severe public emergencies. While many previous studies have investigated the variability and changes in wildfires globally based on fire emissions, burned areas, and fire weather indices, studies on East Asia are still limited. Here, we explore the characteristics of variability and changes in wildfire danger over East Asia by analyzing the fire weather index for the 40 years—1981- 2020. The first empirical orthogonal function (EOF) mode of fire weather index variability represents an increasing trend in wildfire danger over most parts of East Asia over the last 40 years, accounting for 29% of the total variance. The major contributor is an increase in the surface temperature in East Asia associated with global warming and multidecadal ocean variations. The effect of temperature was slightly offset by the increase in soil moisture. The second EOF mode exhibits considerable interannual variability associated with the El Niño-Southern Oscillation, accounting for 17% of the total variance. The increase (decrease) in precipitation in East Asia during El Niño (La Niña) increases (decreases) soil moisture, which in turn reduces (increases) wildfire danger. This dominant soil moisture effect was slightly offset by the temperature increase (decrease) during El Niño (La Niña). Improving the understanding of variability and changes in wildfire danger will have important implications for reducing social, economic, and ecological losses associated with wildfire occurrences. 전 세계 곳곳에서 산발적이고 불규칙적으로 발생하는 산불은 가연성 식생 지역에서 주요한 자연 변동성의 일환이면서 전 지구 탄소 순환에 중요한 역할을 하고, 공공 비상사태를 야기하는 심각한 자연재해이다. 산불 배출량, 연소면적 및 산불기상지수를 활용한 산불 발생 위험도의 변동성 및 변화에 대한 연구가 전 세계 많은 지역에서 활발히 진행되고 있지만 동아시아 지역에 대한 연구는 아직 제한적이다. 본 연구는 1981년부터 2020년까지 지난 40년 기간 동안산불기상지수 자료를 분석해 동아시아 지역 산불 위험도의 변동성 및 장기 변화 특성을 조사하였다. 동아시아 지역 산불 위험도의 첫 번째 주요 변동 모드는 전체 변동성의 29%를 설명하며, 대부분 지역에서 산불 발생 위험이 증가하고있음을 나타낸다. 지구온난화 및 해양의 수 십년 주기 변동성과 연계되어 지표 기온이 상승하고 있는 것이 주요 원인이며, 이는 토양 수분의 상승 경향에 의해 그 효과가 다소 상쇄되고 있다. 두 번째 변동 모드는 엘니뇨-남방진동과 연계된 경년 변동성을 반영하며 전체 변동성의 17%를 설명한다. 엘니뇨(라니냐) 시기 동아시아 지역 강수량의 증가(감소) 는 토양 수분을 증가(감소)시키며, 이에 따라 산불 위험이 감소(증가)하게 된다. 이는 지표 기온 상승(하강)에 의해 그효과가 다소 상쇄된다. 산불 발생 위험도의 변동성 및 변화에 대한 이해와 예측을 증진하는 것은 그에 따른 피해를 저감하고 대비책을 마련하는 데 기여할 것이다.

광역지자체별 기후변화 적응역량 평가를 위한 지수분석

김오석,한기주,김걸 한국지도학회 2016 한국지도학회지 Vol.16 No.3

지구온난화에 따른 기후변화는 전 세계가 경험하고 있는 주요한 환경문제이다. 대한민국도 기후변화에 적응하기 위해 중앙정부와 광역지방자치단체 수준에서 적응계획을 수립하고 있다. 하지만, 지자체별 기후변화 적응계획의 이행과정을 실질적으로 모니터링하고 평가하는 표준화된 체계가 아직까지 갖추어지지 않았다. 이 연구의 목적은 16개 광역지자체(세종특별자치시 제외)별 기후변화 적응지표를 구축하고 그에 따른 평가지수를 분석하는데 있다. 기후변화 적응역량을 측정할 8대 부문(건강, 농업, 산림, 물관리, 생태계, 해양수산업, 재난/재해, 적응기반대책)의 113개 변수를 지표로 선정하였고, 범주척도 기법을 활용하여 광역지자체별 기후변화 적응역량을 평가하는 지수를 도출하였다. 기후변화 적응역량이 높은 지자체는 지속적인 계획의 이행이 요구되며, 상대적으로 낮은 지자체는 상위 지자체의 수준에 도달하려는 노력을 경주해야 할 것이다. 이 연구에서 도출된 지표와 지수는 향후 광역지자체 수준에서의 기후변화 적응대책에 대한 세부시행계획을 평가하고 지속가능하게 모니터링하는 척도가 될 것이다. Climate change caused by global warming is an important environmental problem that all around the world has experienced. Korea has set up the adaptation plan at the level of central and local governments to promote the climate change adaptation capacity. However, a standardized system that monitors and evaluates the performance of climate change adaptation capacity by local governments has not been equipped well until now. The purpose of this study is to construct the quantitative variables and evaluate the climate change adaptation capacity by the sixteen local governments except for the city of Sejong through an index analysis. The 8 of sectors (namely, health, agriculture, forest, water management, ecosystem, marine product industry, disaster, and adaptation infrastructure) and the 113 of variables that can measure the climate change adaptation capacity were selected, and the results of the index analysis were elicited through categorical scales. Some governments with a high level of climate change adaptation should maintain their continuous plans and the others with a low level of it should take an effort to catch up with the good example of local governments. The measures and indices elicited in this study will become a milestone that monitors and evaluates the adaptation measures to climate change at the level of Korean local governments in the near future.

레윈존데 자료를 이용한 한반도의 불안정지수 특성과 변화경향 분석

김민수,서명석 한국기상학회 2023 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2023 No.11

속초와 묵호항의 연간 최대해일고의 장기간 변동성에 대한 고찰

권석재(Kwon, Seok-Jae),문일주(Moon, Il-Ju),이은일(Lee, Eun-Il) 한국해안해양공학회 2008 한국해안해양공학회 논문집 Vol.20 No.6

지구온난화로 야기되는 태풍강화 등의 기상변화로 인한 해일고의 장기간 변동성을 파악하기 위해 속초와 묵호 조위관측소의 34년간(1974~2007) 해수면자료를 이용하여 연간 최대해일고의 변동경향 및 상위해일고의 기본특성을 고찰하였다. 선형회귀에 의한 연간 최대해일고의 증가율은 속초와 묵호에서 각각 약 8.3 cm/34yr와 8.7 cm/34yr로 95% 신뢰구간에서 해일고의 증가추세가 뚜렷이 나타났다. 두 지역에서 최대해일고는 53%가 태풍 시기에 관측되었으며, 해일고가 높을수록 태풍에 의한 영향이 컸던 것으로 나타났다. 속초와 묵호에서 최대해일고가 증가하는 이유는 열대해역의 수온증가와 이로 인한 전 지구적인 태풍과 한반도 영향 태풍의 활동 강화가 그 원인으로 분석된다. 따라서 강화된 태풍에 의한 해일의 피해를 줄이기 위해서는 기후변화에 따른 우리나라 연안의 해일고의 변동 특성에 대한 지속적인 분석이 필요할 것이다. This study investigates a long-term variation of annual maximum surge heights(AMSH) and main characteristics of high surge events, which is influenced by the global warming and intensifying typhoons, using sea level data at Sokcho and Mukho tidal stations over 34 years (1974~2007). It is found that the there is a longterm uptrend of the AMSH at Sokcho (8.3 cm/34yrs) and at Mukho (8.7 cm/34yrs), which is significant within 95% confidence level based on the linear regression. The statistical analysis reveals that 53% of the AMSH occurs during typhoon's event in both tidal stations and the highest surge records are mostly produced by the typhoon. It is concluded that the uptrend in the AMSH is attributed by the increasing typhoon activities globally as well as locally in Korea due to the increased sea surface temperature in tropical oceans. The continuous efforts monitering and predicting the extreme surge events in the future warm environments are required to prevent the growing storm surge damage by the intensified typhoon.

지구 온난화 대응 터보냉동기용 원심형 압축기 공력설계

박주훈(Joo Hoon Park),신유환(Youhwan Shin),곽승용(Seung-Yong Kwak),하헌우(Heon-Woo Ha),김종성(Jong Sung Kim) 한국유체기계학회 2017 한국유체기계학회 학술대회 논문집 Vol.2017 No.7

레윈존데 자료를 이용한 한반도의 불안정지수 특성과 변화경향 분석

김민수,서명석 한국기상학회 2023 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2023 No.10

지구 온난화 대응 터보냉동기용 원심압축기의 탈설계점 성능해석

박주훈(Joo Hoon Park),신유환(Youhwan Shin),곽승용(Seung-Yong Kwak),하헌우(Heon-Woo Ha),김종성(Jong Sung Kim) 한국유체기계학회 2017 한국유체기계학회 학술대회 논문집 Vol.2017 No.12

유기 멀칭 종류가 온실가스 발생에 미치는 영향

이지현(Ji Hyun Lee),김보현(Bo-Hyun Kim),김영남(Young-Nam Kim),윤정환(Jung-Hwan Yoon),이단비(Danbi Lee),김정우(Jeong-Woo Kim),서한률(Han-Ryul Seo),주은지(Eun-Ji Joo),김계훈(Kye-Hoon Kim) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11

농업에서의 비닐멀칭은 다양한 기후, 토양, 작물에 이용된다. 비닐멀칭은 토양의 온도 상승, 수분 보유, 해충 감소, 제초제 감소, 토양 침식 방지 등의 장점을 가지고 있다. 그렇기에 비닐멀칭을 사용하면 단기간 작물 생산성을 높일 수 있다. 반면 증가된 토양 온도와 수분은 미생물의 활동을 증가시켜 토양 유기물의 무기화 속도를 향상시킨다. 유기물의 무기화 과정에서 발생되는 온실가스는 지구 온난화의 주범으로 전 세계적인 우려 대상이다. 또한 멀칭에 사용되는 비닐은 수확 후 완전히 제거되지 못해 잔류물로 축적되어 토양 건강과 작물 성장에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서 온실가스 배출을 줄이고 폐비닐을 줄일 수 있는 친환경 멀칭 방법이 필요하다. 본 연구는 무처리 (C), 비닐멀칭 (BPF), 볏짚 (RS), 왕겨 (RH), 바이오차 (B)를 멀칭자재로 사용하여 12주간 옥수수 재배 실험을 진행하였다. 실험 중 발생하는 가스는 휴대용 가스 측정기기 Gasmet GT5000을 이용해 정식 하루 전, 정식 후 7일, 14일, 21일, 28일, 42일, 56일, 70일 총 8회 측정했다. 멀칭 종류 별 이산화탄소 당량으로 환산한 지구 온난화 지수 (GWP)는 비닐멀칭 (BPF) 9,239 kg C ha<SUP>-1</SUP> day<SUP>-1</SUP>, 무처리 (C) 4,707 kg C ha<SUP>-1</SUP> day<SUP>-1</SUP>, 볏짚 (RS) 7,355 kg C ha<SUP>-1</SUP> day<SUP>-1</SUP>, 왕겨 (RH) 8,575 kg C ha<SUP>-1</SUP> day<SUP>-1</SUP>, 바이오차 (B) 5,810 kg C ha<SUP>-1</SUP> day<SUP>-1</SUP> 였다. 따라서 비닐멀칭을 대체할 자재로는 바이오차가 가능성을 보였다. 향후 지속적인 실험과 결과들을 토대로 친환경 멀칭 평가를 진행할 예정이다.