물안정동위원소를 이용하여 지하수와 강우 또는 융설이 하천에 미치는 영향을 정량적으로 분리하는 방법을 동위원소 수문분리법이라고 하며 지난 30년 동안 사용되어 왔다. 오래된 물(지하수)과 새로운 물(강우 및 융설)의 두 성분이 하천에 영향을 미치는 것으로 가정하고 새로운 물과 오래된 물의 주어진 시간동안의 동위원소를 측정하여 각각의 성분에 대한 비율을 결정할 수 있다. 본 연구에서는 동위원소 수문분리법을 수계에 적용할 때 새로운 물의 시간적인 안정동위원소분화를 고려하지 않고 새로운 물의 평균값을 이용하였을 때 계통오차가 발생함을 보였다. 이러한 표준오차의 크기는 (1) 새로운 물이 하천에 많이 기여할수록, (2) 사용된 평균값과 분화된 새로운 물의 안정동위원소 값과 차이가 클수록, 마지막으로 (3) 오래된 물과 새로운 물의 안정동위원소 값의 차이가 작을수록 커진다. 집중 호우로 유출이 증가하거나 봄철에 지면이 아직 녹지 않아 융설이 유출이 되는 경우 새로운 물이 하천에 미치는 영향이 커지게 되어 상대오차 역시 증가한다. 이러한 오차를 줄이기 위해서 각각의 새로운 물, 오래된 물, 하천의 안정동위원소를 같은 시간 간격으로 측정하여 새로운 물이 분화되는 것을 고려한 수문분리법을 수행하는 것을 고려하여야 한다.

수심이 얕고 부영양화 특성이 강한 신구저수지에서는 강우시기에 집중 호우등으로 인하여 유입수로를 통하여 외부기원 유기물이 유입되는 경향이 있다. 이러한 외부기원 유기물은 환경변화(탁도, 수온약층, POC/PN), 입자성 유기물의 δ13C 및 δ15N 값으로 특성 지어진다. 동물플랑크톤의 경우, 강우기 이전에는 내부기원 유기물을 먹이원으로 하는 것으로 여겨지나 강우기 이후에는 내부기원 유기물 이외에 외부에서 유입된 외부기원 유기물을 섭식하고 있는 것으로 나타나고 있다. 특히 B. longirostris이 다른 동물플랑크톤 (D. brachyurum, D. thmoasi)에 비하여 기원이 다른 입자성 유기물을 섭식하고 있음을 시사하고 있다. 이러한 변화는 상위섭식자인 어류의 먹이원 변화를 야기하며, Z. platupus은 내부기원유기물 혹은 이를 먹이원으로 하는 하위 소비자를 섭식하지만, C. carpio와 P. parva은 강우기 이후에는 외부기원 유기물 혹은 이를 먹이원으로 하는 하위 소비자를 섭식하는 것으로 여겨진다. 수심이 얕고 유입 수로가 존재하는 농업용 저수지의 경우에는 강우 후 외부기원 유기물이 수생태계 에너지 흐름에 크게 영향을 주는 것으로 사료된다.

본 연구는 옥상녹화 시 식물유형별 수분요구도에 대한 사항을 사전에 고려하여 저관리, 최소한의 관리로 조성되는 옥상녹화의 지속가능성을 유지하고자 하는 데에 목적을 두고 있다. 따라서 옥상녹화의 대표적인 식물로 알려진 세덤류 중 애기기린초와 내건성이 강한 일반 초화류 중 상록패랭이가 동일 조건에서 건조에 견디는 저항력과 토양종류별 토양수분감소에 대한 생육변화를 살펴보고자 실험을 수행하였다. 무관수, 무강우 조건에서 30일 경과 후 상록패랭이가 식재된 펄라이트 10㎝ 토양이 토양 내 수분함량이 가장 적은 것으로 나타났고, 애기기린초가 식재된 인공배합토 20㎝의 토양이 다른 토양에 비해 가장 많은 수분함량을 나타냈다. 또한 전반적으로 토양종류와 토심에 관계없이 애기기린초가 식재된 토양구보다 상록패랭이가 식재된 토양실험구의 수분함량이 낮은 것으로 나타났다. 이는 상록패랭이의 수분요구도가 애기기린초보다 더 크다는 사실을 증명하는 결과라 할 수 있다. 또한 식물의 생육상태는 펄라이트 토양 중에서도 토심이 낮은 10㎝, 인공배합토양에서도 20㎝ 실험구보다 10㎝ 실험구에서 더 양호한 결과가 도출되었다. 본 실험결과 무강우 무관수 조건에서 토양 종류에 따라 토양수분의 감소패턴에 큰 차이가 있음을 알 수 있었으며, 식물 종류에 따라서도 토양수분감소에 따른 수분스트레스 패턴의 차이가 있음을 알 수 있었다.

고속도로 이용차량대수의 증가로 고속도로의 안전 및 운영효율성을 개선하기 위한 교통류 관리전략의 필요 성이 대두되고 있다. 또한, 비, 눈, 안개 등 기상조건 악화시 통과교통량 감소, 평균속도의 저하 등 교통소통능력이 감소하고 사고 발생 개연성 및 사고심각도 증가로 인하여 운전자가 교통운영 및 안전상 적정 속도로 운행 할 수 있도록 유도할 수 있는 방안이 필요하다. 본 연구에서는 강우조건에서 고속도로에 가변제한속도를 운영시 교통안전 효과를 분석하기 위한 연구를 수행하였다. 서울-춘천고속도로에 설치된 도로기상정보시스템에서 수집된 기상정보, 루프검지기에서 수집된 교통정보를 활용하여 강우시 교통특성을 분석하였다. 분석결과, 강우강도가 증가할수록 Headway는 증가하고, 평균속도는 감소하는 특성을 나타냈다. 또한, 기존연구를 참고하여 강우시 교통특성을 대변할 수 있다고 판단되는 관련 Paramater인 Headway와 속도분포를 강우조건에서 수집된 데이터에서 추출한 값으로 조정하여 서울-춘천고속도로의 일부 구간인 분석대상 구간을 미시적 교통시뮬레이션 프로그램인 VISSIM으로 구현하였다. VISSIM COM interface를 이용하여 가변 제한속도 운영여부 및 운전자 순응도(100%, 80%, 50%)에 따른 차량 주행궤적자료를 수집하고, SSAM을 이용하여 교통안전 효과를 평가할 수 있는 SSM을 도출하여 비교분석하였다. 그 결과, 가변제한속도 적용시 미적용했을 때보다 총 상충건수가 평균 14.6건 감소하는 결과를 보였다. Rear-end의 경우 가변제한속도 적용시 평균 3.53건으로 미적용시보다 감소하는 결과를 보였으며, Lane changing의 경우에는 가변제한속도 적용시 1.2건으 로 미적용시의 10.2건보다 매우 감소하는 결과가 나타났다. 또한, 이는 운전자의 순응도가 증가할수록 교통안전 효과도 증가하였다. 강우조건에서는 비강우시보다 속도의 표준편차가 증가하는 등 교통류가 불안정해진다. 이 때 가변제한속도 적용으로 운전자의 속도선택의 자유도를 감소시킴으로써 교통류의 특성, 즉 차량간 속도의 동 질성을 높인 결과 차량간 상충이 줄어드는 결과가 나타났다. 이는 교통류관리전략에 대한 운전자의 순응도가 증가할수록 그 효과는 증가하였다.

이 연구는 6월 남극진동이 한국 6월 강우량에 영향을 주는지 알아보기 위해 두 변수 사이에 상관분석이 이루어졌고 높은 양의 상관관계가 있음이 밝혀졌다. 이는 한국 6월 강우량이 같은 시기에 남반구에서 강화되는 머스커렌 고기압과 호주 고기압의 영향을 받음을 의미하는 것이다. 이 두 고기압이 발달할 때 호주 주위지역으로부터 적도방향으로 적도 횡단류가 강화되며, 이 적도 횡단류의 강화는 북태평양고기압의 북쪽으로의 강화로 이어진다. 이는 결국 장마전선을 한국으로 북상시키는 역할을 한다. 더욱이 북태평양 고기압의 북쪽으로의 강화는 한국에 상륙하거나 영향을 주는 태풍의 빈도를 증가시켜 6월 강우량의 증가에 중요한 역할을 한다.

정량적인 강수량 추정은 기상학 수문학적 연구와 활용에 가장 중요한 요소 중 하나이다. 본 논문에서는 정량적 강수량 추정을 위하여 레이더 강우의 지리통계적 오차 구조 함수를 공동크리깅에 적용하여 레이더 강우강도를 조정하였다. 레이더 강우강도의 오차는 공동크리깅의 주변수로서 지상 우량계와 레이더의 강우강도의 차이로 산출되었다. 지상 우량계 강우장은 공동크리깅의 이차변수로서 정규크리깅에 의해 산출되었다. 레이더 강우강도의 오차 분포는 실험적 베리오그램으로 결정된 이론적 베리오그램을 공동크리깅에 적용하여 생성되었고, 레이더 강우강도 조정을 위하여 레이더 강우강도의 오차 분포를 레이더 강우장에 적용하였다. 본 연구의 검증을 위하여 국지적으로 호우가 발생하였던 2009년 7월 6일에서 7일까지의 강우 사례를 선정하였다. 오차가 조정된 1시간 레이더 누적강우량과 지상 우량계 누적강우량의 상관성은 조정 전에 비하여 0.55에서 0.84로 향상되었고, 평균제곱근오차는 7.45에서 3.93 mm로 조정되었다.

본 연구는 강우시 불투수성 지역에서 비점오염원 유출 특성을 분석하기 위하여 수행되었다. 불투수성 지역의 강 우사상 특성은 강우강도에 대한 영향을 많이 받는 것으 로 나타났으며, 강우강도가 크게 작용하면, 초기강우 현 상이 잘 일어나는 것으로 나타났다. 또한 선행무강우일수 에 의해서 비점오염물질의 농도차가 큰 것으로 나타나, 이에 대한 대책 마련이 필요할 것으로 판단된다. 불투수 성 지역의 비점오염원 유출 경향을 보면, 강우초기 유출 유량에 포함되어 유출되는 오염물질의 농도가 상대적으 로 매우 높게 나타났고, 일정 시간 경과 후에는 지속되는 강우에도 불구하고 오염물질의 농도는 증가하지 않고 낮 은 농도로 안정적인 유출경향을 나타내었다. 이러한 이유 는 건기 시 도로 표면에 집적되어 있던 오염물질들이 강 우시 초기에 유출되어 비점오염물질의 농도가 높게 나타 나는 것으로 나타났다. 불투수성 지역에서 발생하는 비점 오염물질 항목별 단위면적당 오염부하량은 매우 높은 값 을 나타내고 있는데, 이는 불투수성 지역의 특성상 아스 팔트로 되어 있는 도로 및 주차장, 교량 등이 있는 불투 수면이 대부분의 토양상부를 덮고 있기 때문에 강우시 불 투수성 지역 내 모니터링 지점에서 강우가 집중되어 유 출되기 때문에 비점오염물질의 유출이 증가하기 때문에 오염부하량이 증가한 것으로 판단된다. 강우시 초기세척 효과는 TSS의 경우, Event 1, Event 2에서 초기세척효과 가 매우 잘 관찰되었으며, TSS¤CODMn¤T-P 순으로 뚜 렷하게 나타나는 것으로 조사되었다. TSS와 CODMn가 가 장 민감하게 강우에 영향을 받는 것으로 나타났다. 이에 본 연구 결과를 통해 분석된 결과를 토대로 비점오염원 유출특성에 대한 다양한 데이터베이스를 구축하여 향후 비점오염원을 효율적으로 관리하는데 자료로 활용 가능 할 것으로 판단된다. 또한 비점오염원을 체계적으로 관리 하여 수계환경의 오염부하를 줄일 수 있는 방안을 강구 해야 할 것으로 사료된다.

R-Z 관계식은 레이더 강우추정의 정확도를 결정하는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 캐나다 궤벡주의 셍레미에서 홍수를 야기한 폭우사례에서 관측된 우적계 및 레이더 자료를 이용하여 레이더 강우추정 시 우적계 자료에서 도출된 R-Z 관계식의 효과를 분석하였다. 이를 위하여 맥길 S-밴드 레이더에서 시간 분해능 2.5분과 공간 분해능 1˚×250m로 관측된 레이더 반사도를 사용하였다. 레이더 반사도 자료에서는 폭우를 동반한 강우세포가 셍레미를 통과한 것으로 관측되었지만 우량계 관측망에서는 낮은 공간 분해능으로 인하여 이 세포가 관측되지 않았다. 셍레미에서 30분과 1시간 최대 누적 강우량은 각각 39 mm와 42 mm였다. 강우사례 동안 두 개의 우적계(POSS; Precipitation Occurrence Sensor System)가 사용되었다. 하나의 우적계는 레이더 반사도와 우적계 반사도를 비교하여 레이더 반사도를 보정하고 다른 우적계는 R-Z 관계식을 유도하는데 사용되었다. 기후학적 R-Z 관계식을 사용하였을 때 보다 반사도에 의존적인 우적계에서 유도된 관계식을 사용하였을 때 강우 추정 오차가 크게 줄었다. 일 누적 강우량에 대하여 편차는 +12%에서 -2%, 평균제곱근오차가 16%에서 10%로 줄었다. 우적계에서 도출된 R-Z 관계식으로 추정된 레이더 강우장을 이용하였을 때 홍수사례에 대하여 강우 발생 시간 및 강우량이 잘 일치하였다.

2011년 7월 26일 서울은 장마에 동반된 기록적인 대류성 집중호우로 인해 약 2천5백억 원 이상의 재산피해와 57명(사망자)의 인명손실이 발생되었고, 2012년 8월 27일 15호 태풍 볼라벤에 동반된 집중호우로 광주광역시에는 보다 약한 집중호우와 강풍을 동반하여 피해는 상대적으로 적게 발생시켰다. 위의 사례에 대해 KLAPS(기상청 국지분석 및 예측시스템)을 사용하여 집중호우 시 다른 물리적 요소들에 의한 중규모 과정들의 조사 및 분석을 수행하였다. 이것은 레이더관측과 천리안 위성관측 자료로부터 강우강도를 도출하는데 호조건의 전형적인 중규모 시스템이기 때문에 선택되었으며, 두 사례는 모두 집중호우 발생에 좋은 환경임을 보였다. 2011년 장마에 동반되어 서울에 나타난 사례에서 레이더와 천리안의 정량적인 강우강도를 지상강우계 관측과 비교했을 때, 최대 관측값이 85 mm/hr 이상이 나타난 시점에 비해 약 50 mm/hr 이상이 과소 추정되는 차이가 나타났으나, 레이더 강우강도는 35 mm/hr의 차이와 천리안 강우강도는 60 mm/hr의 차이를 보였다. 그러나 2012년 8월 27일 15호 태풍 볼라벤에 동반되어 광주광역시에 나타난 강우강도와 지상강우강도의 경향은 위의 사례와 유사하게 나타났으며, 정량적인 강우강도 차이는 최대 관측값이 17 mm/hr 이상이 나타난 시점에 비해 약 10 mm/hr 이상이 과소 추정되는 차이가 나타났으나, 레이더 강우강도는 5 mm/hr의 차이와 천리안 강우강도는 10 mm/hr의 차이를 보였다. 이것은 태풍 볼라벤에 의한 집중호우가 상대적으로 약했기 때문이었다. 두 사례에 대해 레이더 강우강도와 천리안 강우강도는 지상강우강도와 시계열적으로 비교했을 때, 모두 유사한 경향을 보였다.

미소갑각류 군집과 이화학적 요인 간의 관계를 파악하 기 위해 우포늪에서 2001년부터 2010년 동안 2주 간격 으로 조사를 수행하였다. 조사 시간 동안, 총 10속의 지 각류가 동정되었으며, 서식 형태에 따라 구분된 부착성 지각류(Alona, Camptocercus, Simocephalus, Diaphanosoma, Sida)와 부유성 지각류(Bosmina, Ceriodaphnia, Daphnia, Moina, Scapholeberis)의 연 출현이 매우 상이한 것으로 나타났다. 부유성 지각류는 봄과 가을 시기에 높은 밀도로 나타났으며, 부착성 지각류는 여름 시기에 상대적으로 높은 밀도를 보였다. 요각류 성체와 유생 또 한 부착성 지각류와 유사한 계절적 분포 경향을 나타내 었다. 부유성 지각류는 강우량과 이화학적 요인과 상관성 을 보이지 않았으나, 부착성 지각류는 이화학적 요인 중 수온과 뚜렷한 상관성을 보였다(n=120, p⁄0.01). 특히 부착성 지각류 중 Chydoridae는 강우량 및 수온과 양의 상관관계를(n=120, p⁄0.01), 용존산소와 전기전도도와 는 음의 상관관계를 나타냈다(n=120, p⁄0.05). 요각류 군집은 강우량(n=120, p⁄0.01) 및 수온(n=120, p⁄0.05) 과 양의 상관관계를 나타내었다. 결론적으로 우포에서 강 우량은 미소갑각류 군집 분포를 결정하는 매우 중요한 요인인 것으로 파악되었다.

열대강우관측(TRMM) 위성에 탑재된 두 독립적인 기기인 마이크로파 센서(TMI)와 강수레이더(PR)를 통해 추정된 지표에서의 강우강도와 강수 관련 변수들을 네 개의 주요 열대해양에서 비교하였다. 해수면의 온도가 가장 높은 서태평양에서 가장 많은 강수구름이 발생하며, 이는 동태평양과 대서양 보다 1.5배 많은 빈도수이다. 반면 대류형과 혼합형에서 동태평양이 가장 강한 강우강도를 나타냈으며, 전체 강수 화소에 대해서는 대서양이 가장 강한 강우강도를 보였다. 한편 PR의 강우강도를 참값으로 볼 때 TMI의 강우강도의 편향은 강수유형과 지역에 따라 그 크기가 매우 다르게 나타났다. 더욱이 강수유형별 편향은 서로 다른 부호를 보였다. 특히 이 연구에서 선정한 열대해양들은 비교적 유사한 지구물리적 환경을 가지고 있지만, 그 편향의 크기가 지역에 따라 2배 이상의 차이가 일어났다. 따라서 마이크로파로부터 추정된 강수량에 대한 검증은 강수유형별 및 지역적으로 수행되어야 하며, 또한 국지적 강수 특성을 고려한 보다 정교한 TMI 알고리즘의 개발 및 개선이 필요함을 의미한다.

본 연구에서는 2006-2007년 여름(6-8월)동안의 기상청 낙뢰 관측자료와 자동관측소 강우량 자료를 사용하여 여름철 낙뢰와 강우의 관계에 대해 분석하였다. 대부분의 부극성 낙뢰는 대류가 활발한 중심에 집중되어 발생하고 낙뢰빈도가 높고 강한 강우를 동반하였다. 반면 대부분의 정극성 낙뢰는 구름의 가장자리 또는 모루운에서 발생하고 낙뢰빈도는 낮으며, 약한 강우를 동반하였다. 일반적으로 강우강도는 부극성과 정극성이 함께 발생했을 경우 가장 강하고 부극성 낙뢰, 정극성 낙뢰, 그리고 낙뢰가 발생하지 않은 순으로 나타나고 있다. 여름철 전체 낙뢰 중 정극성 낙뢰의 비율은 평균 10% 이하이며 강우를 유발하지 않는 낙뢰의 비율은 평균 34%이다. 강우강도는 특히 부극성 낙뢰빈도와 높은양의 상관을 보였고, 낙뢰는 강우와 동시에 발생하거나 약 10분정도 선행하는 경향을 보였다. 낙뢰를 동반한 강우를 대류성 강우로 정의하여 분석한 결과 우리나라 여름철 강우 중 적어도 20% 이상은 대류성 강우이며 6, 7월보다는 8월에 대류성 강우가 많이 발생하고 있다. 또한 강우 및 낙뢰와 같이 대류성 강우의 비율도 오후에 최대치를 보이는 일변동을 보인다.

체리는 과실성숙기 강우로 인해 해에 따라 열과가 심하게 발생하여 재배 상 문제가 되고 있어 해(2004~2007)에 따른 강우와 열과발생과의 관계와 체리 '좌등금'의 과실표면 관찰 및 과실 크기에 따른 열과반응을 알아본 결과는 다음과 같다. 과실의 열과 형태는 과경부, 과정부 및 측면 열과로 관찰되었고 발생양상은 해에 따라 다르게 나타났는데, 2004년은 과정부열과가 2005~2007년은 과경부열과가 많았다. 열과발생이 많았던 2004년(31.8%)과 2006년(28.6%)은 열과 발생이 낮았던 해에 비하여 5월 상순 강우량이 현저히 많았다. '좌등금'의 과피조직 특성중 아표피층은 유과기인 만개후 15일에는 2~3층 이었고 성숙기인 만개후 35일에는 1~2층으로 매우 얇았으며 열과가 많이 일어나는 과경부에는 큐티클층이 그리고 과정부에는 꽃이 탈락되어 생긴 코르크에서 미세균열 현상이 관찰되었다. 과실크기별 구분하여 물에 침지하였을 때 큰 과실(6g 이상)에서 작은 과실(4.5g 이하)에 비하여 열과반응 시간이 빨랐고 열과율도 높았다.

울산공단지역과 지리산지역에서 소나무림의 강우로부터 산림내 유입되는 수간류, 수관통과우, 임외우의 이온성분을 조사하여 그 특성을 분석하였다. 울산공단지역에서는 pH가 지리산지역에 비해 수간류, 수관 통과우, 임외우 모두 낮아 대기오염의 영향으로 추측할 수 있었다. EC는 수간류, 수관통과우, 임외우 모 두 울산공단지역이 높았으며, 수간류와 수관통과우에서는 양지역이 2배 정도 차이가 있었다. 이온성분은 울산공단지역에서 대체적으로 높았으며, 수간류에서 지역차가 2배 이상 나타났으며, 특히 Ca2+, Mg2+ 이 온의 농도가 지역간 차이가 높게 나타났다. 음이온 성분은 두 지역 모두 SO4 2->NO3 ->Cl- 순으로 나타났 으며, 지역간 차이가 가장 큰 이온은 SO4 2-으로써 수간류에서 토양으로 유입되어 토양의 산성화를 초래할 뿐만 아니라 산림생태계 전반에 영향을 미칠 수 있다.