본 연구는 고산지역에서 발생한 토석류를 중심으로 수량화이론을 이용하여 산림환경인자가 붕괴토사 량에 미치는 영향 분석을 통해 예방적인 측면에서 토석류 발생 위험성에 대한 예측기준을 작성하였다. 산사태 재해로 인한 토석류 발생에 영향을 미치는 각 인자의 기여도는 횡단사면(0.6647)이 가장 높고, 다음으로는 임상(0.3709), 토심(0.3527), 경사(0.2580), 사면위치(0.2392), 종단사면(0.1690) 순으로 나 타났다. 토석류 발생 위험 기여도가 높은 6개 인자의 category별 상대점수 범위는 0점에서 0.2055점 사이에 분포하고 있으며, 중앙값은 1.0274점으로 나타났다. 이 점수를 기준으로 토석류 발생 위험성을 4개 등급으로 구분한 예측 판정표를 작성하였다. Ⅰ등급의 점수는 1.5413 이상, Ⅱ등급은 1.0275 ~ 1.5412, Ⅲ등급은 0.5138 ~ 1.0274, IV등급은 0.5137 이하로 나타나 1등급 및 2등급에서 산사태 발생 비율이 96%로서 비교적 높은 적중률을 보였다. 따라서 본 판정표는 고산지역에 있어서 산사태로 인한 토석류 발생 위험도 판정에 유용하게 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 완전생활형 목화진딧물이 유성형 세대로 전환하는 기작을 구명하고 이를 종합하여 유성형 발생시기 예측모델을 개발하였다 유성형 발생 임계광주기 및 온도효과 실험을 통해서 목화진딧물의 유성형 발생은 온도와 광주기에 의하여 영향을 받는다는 사실을 제시하였다. 실험결과 온도 21℃ 이상의 처리구에서는 광주기에 상관없이 유성형이 발생하지 않았고, 온도가 낮아질수록 유성형의 발생비율이 높아지는 것으로 나타났다. 또한 광주기가 짧아질수록 유성형의 발생비율이 높아지고, 13h의 광주기에서는 온도와 상관없이 유성형이 발생하지 않았다. 본 실험에서 온도에 따라서 임계광주기가 변한다는 사실을 보여 주었고, 온도 3℃의 상승이 목화진딧물의 임계광주기를 약 0.36h(약 21분) 단축시키는 것으로 나타났다. 온도-광주기 관련 실내실험과 포장조사자료를 통해서 얻은 결과를 종합하여 유성형 전환초발기준과 50% 전환기준으로 모형을 시뮬레이션하였고, 이를 이용하여 각 형태별 발생시기와 성충완료시기를 추정하고 형태적으로 구분이 가능한 수컷을 대상으로 실제 포장 관측값과 비교하였다. 포장적합결과 Advance mode 모형이 통계적으로 우수한 적합력을 보였다. 향후 보다 많은 관측자료를 통한 포장검증이 필요하지만, 더 개선된 모형이 개발될 때까지 현 상태의 모형은 목화진딧물의 후기 개체군동태를 이해하는데 긴요하게 이용될 수 있을 것이라 생각된다.

본 연구에서는 2014년 전국을 대상으로 갈색날개매미충의 국내 분포, 기주식물, 잠재서식지를 조사하였다. 갈색날개매미충은 43개 시군에서 관찰되었고, 경북에서 처음 확인되었다. 기주식물은 산지 및 농작물에서 53과 113종으로 확인되었고, 선행연구를 포함하여 62과 138종으로 조사되었다. 주요 기주식물은 사과나무, 두릅나무, 때죽나무, 갯버들, 닥나무, 자귀나무, 가죽나무, 밤나무, 아까시나무, 산수유 등이었다. 종분포 예측은 Maxent 모형을 사용하였고, 12개의 모형변수(8개 기후변수, 1개 토지피복변수, 1개 임상변수, 1개 생태자연도 변수, 1개 거리변수)를 활용하였다. 모형의 정확도는 0.884로 매우 우수하였다. 연구결과에 의하면 여름철 강수량, 여름철 평균기온, 임상현황, 토지이용현황이 갈색날개매미충의 잠재서식지에 영향을 미치는 중요한 요인으로 밝혀졌다.

생물학에서 마르코브 프로세스 (Markov processes)는 DNA 서열, 생태계 천이 등 복잡하며 연속된 서열 자료를 분석하기 위해 사용되어져 왔다. 특히 은닉마르코프모델(Hidden Markov Model; HMM)은 관찰 가능한 시계열 자료(observable event)가 가진 상태(hidden state)의 변화를 예측하기 위해 사용되었다. 본 연구에서는 2012년 5월부터 12월까지 영등포구 일대 토지 피복/이용(주거지역, 상업지역, 문화체육, 공공시설, 초지, 내륙습지, 나지, 내륙수, 공업지역, 교통지역) 정도가 다른 12 지점에서 관측된 모기 발생량을 예측하기 위하여 HMM을 사용하였다. 추가적으로 3개의 기상 관측소에서 측정된 기상요인(온도, 습도, 풍속, 강수량, 일사량, 일조량)이 관찰 자료로 사용되었다. 모기 발생의 정도를 HMM의 상태(state)로 지정하고 동일한 값의 시작 전이확률(transition probability matrix; TPM)을 적용하였다. 그리고 앞서 제시된 기상요인과 출현 정도의 관계인 출력 전이확률 (emission probability matrix; EPM)을 지정하여 HMM(100 iteration)에 적용하였다. 모델을 통해 예측된 전이확률을 통해 각 기상요인에 따른 모기 발생 확률의 측정이 가능했다. 또한 발생단계에 따라 기상요인이 가지는 예측 확률이 계산되었다. 또한 토지 피복 상태에 따라 높은 예측 확률을 보이는 기상인자의 추출이 가능하였다.

국내 유입시 경제적 피해가 예상되는 주요 관심 침입우려 병해충에 대한 발생예찰모형을 개발하여 기후시나리오에 따른 국내 정착지역을 추정하고, 국내 기상환경에서 발생시기를 추정하여 기후변화에 대응한 검역해충 예찰 업무시 현장 활용이 가능한 예측시스템을 구축하였다. 대상 병해충으로는 감귤그린병매개충, 참나무역병, 과실파리류, 코드린나방, 자두애기잎말이나방, 유사코드린나방, 미국사과애기잎말이나방, 복숭아뿔나방이 구현되었다. 병해충의 생리적 기작에 기반한 발생예찰모형을 개발하고, 이 모형을 활용하여 국내 환경에서 병해충 발생 예측이 구현 가능하여 핵심 예찰시기를 결정할 수 있고, 정착 적합도를 이용하여 발견 가능성이 높은 지역을 선택할 수 있다. 미래 정착 가능성을 판단하기 위하여 기상청 RCP 8.5 기후변화 시나리오를 이용한 미래 병해충 정착 적합도를 계산하고 2010s~2090s까지의 년대별 국내 정착적합 분포지도를 제공한다. 정착시 국내 발생 예측은 기상청 자동기상관측자료를 이용한 국내 기상 환경에서의 일별 병해충 발생 예측 분포 지도를 조회하고 지도상의 임의 지점의 년간 병해충 발생 위험정도를 시계열 그래프로 조회할 수 있다. 예찰업무 지원을 위한 시스템으로 GIS 서비스 및 예찰지점의 병해충 발생 예측량 시계열 그래프를 통한 예찰 방제 모니터링 기능이 포함되었다. 또한 기후 예측인자·요소가 병해충 발생 위험수준에 도달하였을 경우 위험단계별 경보를 예찰요원의 휴대전화번호로 자동 발송하는 기능이 포함되었다.

이 연구의 목적은 2008년 5월 29일 우리나라에 영향을 미치는 황사를 예측하기 위해 WRF-Chem 모델 내 에어로졸 스킴과 광물성 먼지 옵션에 따른 미세먼지 농도 변화와 그에 따른 기상장의 민감도를 분석하는 것이다. 미세먼지의 인위적 배출량에 대해서는 0.5˚±0.5˚ RETRO 전구 배출량을, 광해리의 경우 Fast-J 광해리 스킴을, 그리고 황사 발생량을 추정하기 위해 RADM2 화학메커니즘 및 MADE/SORGAM 에어로졸 시나리오, MOSAIC 8 섹션 에어로졸 시나리오, 그리고 GOCART 먼지 침식 시나리오를 각각 적용하였다. 그 결과 RADM2 화학메커니즘 및 MADE/SORGAM 에어로졸 시나리오가 다른 시나리오들보다 우리나라 황사 먼지 농도와 배경 PM 농도를 더 높게 모사하였다. 그리고 이 시나리오와 서울의 각 대기질 측정망의 평균 PM10 농도와의 비교 결과, 상관계수는 0.67, 평균제곱근오차는 44μgm-3으로 나타났다. 또한 WRF-Chem 모델에서 상기 3가지 시나리오와 이들 시나리오가 없는 순수 기상에서의 온도, 풍속, 경계층 높이, 장파복사의 기상 민감도를 분석한 결과, 1,800-3,000 m 경계층 높이와 2-16ms-1 풍속 U 성분의 공간적 분포가 황사 먼지 발생의 공간적 분포와 유사하게 나타났다. 그리고 GOCART 먼지 침식 시나리오와 RADM2 화학메커니즘 및 MADE/SORGAM 에어로졸 시나리오는 황사 먼지 또는 에어로졸과 기상이 온라인으로 상호작용함으로써 지구장파복사가 더 낮게 모사되었다.

최근 WMO는 온실가스 배출량 시나리오(SRES)를 대신하여 대표농도경로(RCP)를 바탕으로 새로운 기후변화 시나리오를 생산하였으며 기상연구소는 RCP 시나리오를 바탕으로 한반도의 새로운 기후변화 시나리오를 생산하였다. 본 연구에서는 과거 관측값을 바탕으로 평년(1981-2010)의 애멸구의 우화시기와 세대수를 추정하였으며, RCP 8.5 시나리오를 바탕으로 2020년대(2015-2024), 2050년대(2045-2054)와 2090년대(2085-2094) 애멸구의 우화시기와 세대수를 예측하였다. 평년 애멸구 월동 1세대수의 우화일인 176.0±0.97일과 비교하여 2050년대에서는 13.2±0.18일(162.8±0.91일), 2090년대에는 32.1±0.61일(143.9±1.08일) 앞당겨질 것을 예측되었다. 그리고 애멸구의 연간 세대수는 2050년대에서는 현재보다 2.0±0.02세대, 2090년대에는 5.2±0.06세대 증가할 것으로 예측되었다.

볼록총채벌레는 제주도 감귤에서 경미한 피해만 보고되다가 2007년부터 다발생하여 그 피해가 갈수록 심각해지고 있다. 본 연구는 적산온도를 이용하여 볼록총채벌레 각 발생세대의 발생최성기를 예측할 수 있는 모형을 개발하고자 수행하였다. 볼록총채벌레 성충 발생세대수를 독립변수(x)로 취급하고 세대별 발생최성기의 적산온도를 종속변수(y)로 취급하여 직선 회귀식을 추정하였다. 감귤원에서 유살된 자료와 녹차 또는 키위과원에서 얻은 자료를 기반으로 각각 감귤기반모형(y = 310.9x + 69.0, r2=0.99) 녹차기반모형(y = 285.7x + 84.1, r2=0.99)을 개발하였다. 각 모형의 예측값과 독립된 포장 실측자료와의 잔차자승합을 토대로 모형의 적합성을 평가하였으며, 녹차기반모형의 적합력이 좋았다. 본 예측모형을 통한 계산값과 실측치의 불일치에 대한 원인과 모형의 포장 활용도에 대하여 고찰하였다.

이 연구는 북서태평양에서 여름철(7-9월) 동안 발생하는 태풍 빈도를 예측하기 위한 다중회귀모델을 4가지 원격패턴을 이용하여 개발하였다. 이 패턴은 4-5월 동안 동아시아 대륙에서의 시베리아 고기압 진동, 북태평양에서의 북태평양 진동, 호주근처의 남극진동, 적도 중앙태평양에서의 대기순환으로 대표된다. 이 통계모델은 이 모델로부터 예측된 높은 태풍발생빈도의 해와 낮은 태풍발생빈도의 해 사이에 차를 분석함으로써 검증되었다. 높은 태풍발생빈도의 해에는 다음과 같은 4가지의 아노말리 특성을 나타내었다: i) 동아시아 대륙에 고기압성 순환 아노말리(양의 시베리아 고기압진동), ii) 북태평양에 남저북고의 기압계 아노말리, iii) 호주 근처에 저기압성 순환 아노말리(양의 남극진동), iv) 봄부터 여름 동안 니뇨3.4 지역에 저기압성 순환 아노말리. 따라서 적도 서태평양에서 무역풍 아노말리는 양반구의 아열대 서태평양에 위치한 저기압성 순환 아노말리에 의해 약화되었다. 결국, 이러한 기압계 아노말리의 공간분포는 열대 서태평양에 대류를 억제하는 대신 아열대 서태평양에 대류를 강화시켰다.

매미나방(Lymantria dispar)는 미국과 캐나다에서는 유럽계통 매미나방의 유입으로 큰 피해를 주고 있지만 생물학적 특성에 대해 명확히 연구되지 않고 있다. 본 연구에서는 매미나방의 온도별 발육특성을 연구하고 발생 예측 모델을 개발하여 검역 및 방제의 기초로 이용하고자 한다. 매미나방의 난괴는 월동 중인 것을 채집하였고 저온저장 후 활용하였다. 상대습도 70%, 명암14L:10D, 항온조건(15, 20, 25, 30℃)에서 발육기간과 발육율을 조사하였고 발생 예측 모델을 개발하였다. 부화한 유충의 온도별 평균발육기간과 발육율은 온도가 높을수록 짧아지는 선형 패턴을 보였다(평균발육기간; 암컷: 96.02, 56.19, 43.71, 35.71, 수컷: 93.01, 54.32, 40.54, 34.25, 발육율; 암컷: 0.0107, 0.0180, 0.0233, 0.0292, 수컷: 0.0109, 0.0185, 0.0253, 0.0303). 개발된 모델에 2010년도 기상청 온도자료를 적용하고 기본 부화시기를 4월 20일로 하였을 때 예측되는 매미나방 우화 최성기는 6월 22일부터 29일로 이는 실제 발생 시기보다 10일 빠른 것으로 나타났다.

2013~2014년 발간 예정인 IPCC 5차 기후변화 평가보고서를 위해 국제사회는 표준 온실가스 시나리오를 Special Report on Emission Scenarios (SRES)에서 대표농도경로(Representative Concentration Pathway, RCP)로 새롭게 선정하였다. 이에 국립기상연구소는 온실가스 배출 감속정책 이행 여부에 따라 4종의 RCP 온실가스 시나리오를 산출하였다. 본 연구에서는 4종의 RCP 시나리오 중에서 RCP 8.5 시나리오를 이용하여 사과해충인 복숭아심식나방, 복숭아순나방, 사과굴나방의 성충 50% 우화일을 예측하는데, 각 종의 유효적산온도를 이용다. 1980~2010까지 평년기온을 바탕으로 전국 68개 지점의 우화일을 산출하였으며, RCP 8.5 시나리오에 따른 각 해충들의 성충 50% 우화일을 산출하였다. 68개 지점의 산출된 결과를 이용하여 kriging 방식에 의해 등일선을 도출하였다. 복숭아심식나방은 평년 184.7일 대비 2050년에는 약 13일 빨라진 171.6일, 2100년에는 약 33일 빨라진 151.2일에 월동 후 1세대 성충의 50%가 우화할 것으로 산출되었다. 복숭아순방은 평년 134.6일 대비 2050년에는 약 11일, 2100년에는 약 30일 가량 성충의 우화가 앞당겨 질 것으로 예측되었으며, 사과굴나방은 평년 117.3일 대비 2050년에는 약 12일, 2100년에는 약 35일 가량 성충 발생이 앞당겨 질 것으로 예측되었다.

2013~2014년 발간 예정인 IPCC 5차 기후변화 평가보고서를 위해 국제사회는 표준 온실가스 시나리오를 Special Report on Emission Scenarios (SRES)에서 대표농도경로(Representative Concentration Pathway, RCP)로 새롭게 선정하였다. 국립기상연구소는 온실가스 배출 감속정책 이행 여부에 따라 4종의 RCP 온실가스 시나리오를 산출하였다. 본 연구에서는 4종의 RCP 시나리오 중에서 RCP 8.5 시나리오를 이용하여 애멸구의 세대수 및 발생일 변화를 예측하였다. 1980~2010년 전국 68개 지점의 평년기온을 바탕으로 Yamamura와 Kiritani (1998)년 개발한 연간 세대수 변화식을 이용하여 애멸구의 연간 세대수 변화를 산출하였으며, 유효적산온도법을 이용하여 애멸구 월동 후 1세대의 성충 50% 우화일을 산출하였다. 68개 지점의 산출된 결과를 바탕으로 kriging 방식을 이용하여 등일선을 도식화하였다. RCP 8.5 시나리오에 따라 한반도의 기후가 변화한다고 가정하였을 때, 애멸구의 세대수는 전국적으로 2050년에는 평균 2.0±0.02세대 증가하며, 2100년에는 5.2 ± 0.06세대 증가할 것으로 산출되었다. 그리고 애멸구 월동 후 1세대 성충 505 우화일은 2050년에는 평년 176.0±8.07일 대비 약 13일 빨라지고, 2100년에는 약 32일 가량 빨라질 것으로 산출되었다.

 ,  , The developmental period of Laodelphax striatellus Fallen, a vector of rice stripe virus (RSV), was investigated at ten constant temperatures from 12.5 to 35±1℃ at 30 to 40% RH, and a photoperiod of 14:10 (L:D) h. Eggs developed successfully at each temperature tested and their developmental time decreased as temperature increased. Egg development was fasted at 35℃(5.8 days), and slowest at 12.5℃ (44.5 days). Nymphs could not develop to the adult stage at 32.5 or 35℃. The mean total developmental time of nymphal stages at 12.5, 15, 17.5, 20, 22.5, 25, 27.5 and 30℃ were 132.7, 55.9, 37.7, 26.9, 20.2, 15.8, 14.9 and 17.4 days, respectively. One linear model and four nonlinear models (Briere 1, Lactin 2, Logan 6 and Poikilotherm rate) were used to determine the response of developmental rate to temperature. The lower threshold temperatures of egg and total nymphal stage of L. striatellus were 10.2℃ and 10.7℃, respectively. The thermal constants (degree-days) for eggs and nymphs were 122.0 and 238.1DD, respectively. Among the four nonlinear models, the Poikilotherm rate model had the best fit for all developmental stages (r<, SUP>, 2<, /SUP>, =0.98∼0.99). The distribution of completion of each development stage was well described by the two-parameter Weibull function (r<, SUP>, 2<, /SUP>, =0.84∼0.94). The emergence rate of L. striatellus adults using DYMEX<, SUP>, ®<, /SUP>, was predicted under the assumption that the physiological age of over-wintered nymphs was 0.2 and that the Poikilotherm rate model was applied to describe temperature-dependent development. The result presented higher predictability than other conditions.

담배거세미나방 (Spodoptera litura (Fabricius))을 8개 항온 조건(13, 16, 19, 22, 25, 28, 31, 34℃)에서 사육하며 충태별 발육 기간을 조사한 후, 온도별 발육율을 설명하는 5가지 선형 및 비선형 발육모형의 모수를 추정하였다. 비선형 모형의 경우 16, 34℃ 값을 임의적으로 설정하여 모수를 추정하였으며, 변온조건 에서 조사된 성충 발생시기 자료를 이용하여 성충 발생시기 예측을 위한 발육모형들의 적합성을 평가하였다. 항온조건에서 발육시험 결과 13, 34℃에서 난 발육은 불가능하였고, 16℃에서는 용까지는 발육하였으나 성충으로 우화하지는 못하였다. 난부터 성충까지 전체 발육기간은 31℃에서 27.6일로 가장 짧았으며, 온도가 낮아짐에 따라 발육기간이 길어져 19℃에서는 82.2일로 가장 길었다. 난부터 성충까지 발육할 때 발육영점온도와 유효적산온도는 각각 13.1℃, 500온일도(DD)로 추정되었다. 분석된 4개의 비선형 발육 모형들의 결정계수는 0.98～0.99로 높았으며, 유충부터 성충까지 누적발육완료 패턴을 3-parameter Weibull 함수를 이용하여 분석한 결과 높은 결정계수(r2=0.92) 를 보였다. 5개의 온도에 따른 발육모형과, 3-parameter Weibull 함수를 이용하여 일자별 누적 성충 발생율을 예측하였다. 날짜별 발육율을 계산할 때 사용한 일 평균기온은 일 최저온도에 3배하고 일 최고온도에 4배하여 더한 후 7로 나눈 값을 사용하였을 경우 성충 누적 발생 패턴을 가장 잘 설명할 수 있었다. 2회에 걸친 성충 누적 발생율 실측치를 예측치와 비교한 결과 5개의 발육 모형 중 Schoolfield 등 (1981)의 모형이 유충부터 성충까지 누적 발육완료율을 가장 잘 설명하였다.

나무를 말라죽게 하기 때문에 경제적 피해가 크다. 화살깍지벌레는 난태생 하는 곤충으로 성충으로 월동하며 봄철 약충(알)을 생산하고, 실험실 조건에 서 최대 4-주기 산란 피크를 보인다. 최근 지구온난화가 진행되고 기후변화가 심하기 때문에 정확한 방제시기를 결정하기 위해서는 월동성충의 약충발생시 기 예찰모형이 절실히 요구된다. 월동성충의 일별 산란곡선 자료를 3-peak Gaussian 모형(9개 매개변수)에 적합시켜 약충발생기 예측모형을 개발하였다. 발육영점온도 13℃을 적용하여 매개변수 추정결과 첫 번째 산란 피크일 282DD, 두 번째 산란 피크일 500DD, 세 번째 산란 피크일 694DD 이었다. 추 정된 약충발생시기 예측모형의 포장적합 결과 첫 번째 산란시기의 경우 모형 과 실측치가 정확히 일치하였으며, 또한 두 번째 산란 피크일도 잘 예측되었 다(2005-2007년). 본 개발된 모형에 1961년부터 2008년까지 기상자료를 입력하 여 산란 피크일을 추정하고, 장기적인 약충발생시기 이동을 상황을 분석하였 다. 제주시 지역에서 첫 번째 약충발생 피크일의 경우 2001-2008년 평균 발생 일이 1961-1970년 평균 발생일 보다 8일 빨라졌으며, 두 번째 피크 발생일도 8일 빨라진 것으로 분석되었다. 서귀포 지역에서는 상기 동일변수들에 대하여 각각 14, 15일 빨라진 것으로 분석되어 온난화의 영향이 두드러졌다. 기타 온 도변화에 따른 화살깍지벌레 월동성충 산란시기 변동전망에 대하여 고찰하였 다.

This study was undertaken to analyze the hygienic problems of group food services and to predict the outbreak patterns of future food-borne diseases. A delphi survey with 20 experts identified the main causes of food-borne outbreaks in group food services as improper hygienic management of raw food materials, washing of worker's hands, dividing the spaces and unsanitary retail storage. Vibrio parahaemolyticus, Escherichia coli (EPEC), non-typhoid Salmonella serotypes, Staphylococcus aureus, Escherichia coli (ETEC), norovirus, and the hepatitis A virus all have potential to cause outbreaks of food-borne disease. We analyzed the daily food use and the possibility of food-borne outbreaks in school food services for fruits, milk, fish, pork, eggs, and meat as raw food materials, and bibimbab, soybean sprouts muchim, spinach namul , cucumber sengchae, jabchae, and pork bulgogi as prepared food items. Frozen ( ≤ -20℃) and refrigerated (0~10℃) processed foods are popular items in group food services. Their storage, heating, and chemical sanitization methods are potential sources of food disease outbreaks. Our results can be applied to a well-organized hygiene control system and can be used to develop menus for preventing food-borne outbreaks.