The disaster caused by the heavy rain results in the greatest damage Among the damages caused by the weather disaster. many previous researches actively analyzed heavy rainfall disasters. The work includes analyzing vulnerability of disaster using characteristics and size of disaster damage in local area, selecting influencing factors influencing disaster and analyzing its influence. Rainfall during the heavy rainfall disaster is concerned with regional vulnerability to rainfall. The disaster-induced rainfall averaged on scale was analyzed by classifying disaster damage scale. The damage per precipitation unit is assumed to be disaster vulnerability, and local vulnerability of disasters is analyzed and the tendency of disaster vulnerability is analyzed using a time series analysis. The total amount of rainfall during the disaster period was analyzed in a large amount of rainfall in the Seoul metropolitan area and Busan city. The analysis shows that The average rainfall per accident case is high, and the region with relatively high stability against heavy rainfall disaster is Seoul metropolitan city. Southwest regions of the Korean Peninsula are analyzed to be affected by a very small amount of precipitation. The damage analysis shows that Busan Metropolitan City and the metropolitan area are relatively safe area against disaster. The analysis of disaster vulnerability based on the precipitation during the heavy rainfall disaster provides a clear classification of vulnerability by region.

A statistical forecast model for early spring (March and April) precipitation over South Korea is developed by using multiple linear regression method. Predictors are selected among the forty five large-scale atmospheric and oceanic indices. Because the model is meant to use for real-time forecast, the predictors are chosen from the indices that have statistically significant lag correlation with observed early spring precipitation. The selected predictors of early spring precipitation are North Pacific Pattern with 6-month lead, Siberian High Index with 5-month lead and Indian Ocean Basin Mode Index with 3-month lead from March, and they are statistically independent. We applied leave-two-out cross validation. According to the regression map between these indices and synoptic circulations around Korean peninsula, these indices represent the induction of early spring rainfall by controlling East Asian jet and low level moisture flux. The regression coefficients for each training period show that three indices affects evenly at every forecast year and they show stable variability, indicating that the influence of each index does not depend on training period. The developed statistical model significantly predicted early spring precipitation over South Korea (r=0.63, p-value<0.01). Also it marks 61% of hit rate according to the three-category deterministic forecast.

The APHRODITE (Asian Precipitation - Highly-Resolved Observational Data Integration Towards Evaluation of water resources) data has been widely used for the evaluation of the numerical model due to its higher spatial and temporal resolutions. However, some studies have indicated that it significantly underestimates the extreme precipitation values for several regions such as South Asia compared with station-based observation. In this study, therefore, the 25 year (1981-2005) APHRODITE precipitation data over South Korea during June to September was improved using Automated Synoptic Observing System (ASOS) data from Korea Meteorological Administration (KMA). After the spatial resolution and temporal interval of the ASOS data were changed to be same as those in the APHRODITE data, the GEV (Generalized Extreme Value) distribution for each data was calculated. After then, the GEV distribution of the APHRODITE data was corrected through the quantile mapping method with ASOS data. The corrected APHRODITE data was similar to the annual mean precipitation of the ASOS data. In particular, the corrected annual mean precipitation over South Korea reasonably increased by ~10% and the extreme value of precipitation have significantly improved compared to those from the original APHRODITE data.

본 연구는 백화현상이 극명하게 발생한 미인폭포 내 백색침전물을 대상으로 X선형광분석법, X 선회절분석법 및 휴대용 분광계를 이용하여 광물조성을 확인하고, 분광특성을 고찰하였다. 그 결과 모 든 시료에서 알루미늄이 평균농도보다 높게 검출되었고, 대부분의 시료에서 카드뮴과 니켈의 오염도 가 높았다. X선회절분석 결과 모든 시료에서 석영, 고령토, 롬보클레이스, 알루미노코큠바이트, 깁사 이트의 광물이 검출되었고 중금속은 점토광물에 흡착하여 존재한다고 판단된다. 백색침전물의 분광학 적 특성은 가시광선 대역에서 반사도가 증가하는 추세를 보이나, 근적외선, 단파적외선으로 파장이 길 어짐에 따라 반사도가 서서히 감소한다. 백색침전물의 흡광특성을 바탕으로 볼 때 분광학적 특성은 고령토, 롬보클레이스, 알루미노코큠바이트, 깁사이트에 의해 발생하는 것으로 판단된다. 퇴적물 내 중금속 종류 및 함량에 따른 영역별 흡광깊이 변이양상을 분석한 결과, Al-OH의 흡광특성인 2202 nm 에서 알루미늄함량과 흡광깊이 사이에 높은 양의 상관관계가 성립하는 것이 확인되었다. 이는 분광학 적 특성 중 흡광깊이가 중금속 함량의 유추에 유용할 수 있음을 지시한다.

Jeju Island relies on subterranean water for over 98% of its water resources, and it is therefore necessary to continue to perform studies on drought due to climate changes. In this study, the representative standardized precipitation index (SPI) is classified by various criteria, and the spatial characteristics and applicability of drought in Jeju Island are evaluated from the results. As the result of calculating SPI of 4 weather stations (SPI 3, 6, 9, 12), SPI 12 was found to be relatively simple compared to SPI 6. Also, it was verified that the fluctuation of SPI was greater fot short-term data, and that long-term data was relatively more useful for judging extreme drought. Cluster analysis was performed using the K-means technique, with two variables extracted as the result of factor analysis, and the clustering was terminated with seven-time repeated calculations, and eventually two clusters were formed.

현재 국내외에서 제공되고 있는 기후변화 시나리오 자료의 경우 일단위로 제공되고 있다. 그러나 수문 설계 및 계획 시 중요한 입력자료 중 하나 는 시간단위 강우 자료로서 기후변화 시나리오에 따른 수자원 변동성을 평가하기 위해선 신뢰성 있는 상세화 기법이 필요하다. 국내외에서는 일단 위에서 일단위로 상세화 하는 기법, 또는 공간상세화 기법 연구는 다수 진행된바 있는 반면, 시간단위 상세화 기법 연구는 일단위 연구에 비해 상대 적으로 미진한 실정이다. 이러한 점에서 본 연구에서는 기후변화 시나리오에 따른 영향 평가가 가능한 자료생성을 위해 Conditional Copula 모형 을 활용하여 극치시간단위 강우량 상세화 기법을 개발하였으며, 미래 RCP 8.5 시나리오를 활용하여 연대별 극치시간강우량을 생성하였다. 생성 된 결과는 우리나라 기상청 지점별로 빈도해석을 통해 결과를 제시하였으며, 본 연구결과는 수자원 분야에서 미래 기후변화 영향을 평가하기 위한 기초자료로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

High temporal resolution precipitation data can provide information about rainfall intensity, and can better reveal the essential physical process of precipitation intensity than daily totals do. Using hourly precipitation data at 14 stations during 1961-2014, the changes in the characteristics of summer precipitation in South Korea analysed. Although the precipitation amount in summer has increased at all stations, hourly precipitation in summer shows different directions and magnitudes of changes at each station in South Korea. Results showed that the change pattern of hourly precipitation is mostly attributed to change in the frequency of hourly precipitation of 10mm or more.

A novel disaggregation model that combines a machine learning model and kriging of residuals is presented to map precipitation at a fine scale from coarse scale precipitation data. Random forest (RF) and fine scale auxiliary variables are used to estimate trend components at a fine scale. Residual components are then estimated by area-to-point residual kriging. A case study of spatial disaggregation of TRMM monthly precipitation data acquired over the Korean peninsula is carried out to illustrate the potential of the presented disaggregation method. From the evaluation results, the presented method outperformed the RF-based disaggregation method that only considers trend components and ignores residual components, in terms of accuracy statistics and the ability of coherent predictions. This case study indicates that accounting for residual components by applying a proper spatial prediction method such as area-to-point kriging is very important in spatial disaggregation of coarse scale spatial data, even though advanced regression models such as RF could have high goodness of fit for the quantification of relationships between a target attribute and auxiliary variables.

In this study, global climate change scenario by Hadley Centre Global Environmental Model version 2-Atmosphere and Ocean (HadGEM2-AO) is dynamically downscaled using four regional climate models (RCMs). All RCMs with 12.5-km and 50-km resolution are integrated for continuous 27 years (1979-2005). In general, RCMs with higher horizontal resolution more reasonably capture the spatial distribution of precipitation over South Korea compared to those with lower resolution. In particular, heavy precipitation regions related to complex mountain ranges are well simulated due to detailed topography in RCMs with higher resolution. Difference between RCMs with dissimilar resolutions is relatively robust in summer compared to other seasons. This could be associated with that higher resolution and detailed topography lead to more realistic simulation of heavy summer precipitation related to mesoscale phenomena.

In this paper, we investigate the pozzolanic reaction of the waste glass sludge incorporating precipitation additives experimentally. The consumption of calcium hydroxide, and the compressive strength were tested for two different types of the waste glass sludge depending on whether precipitation additives were used.

This study analyze the synoptic meteorological cause of rainfall, rainfall intensity, drop size distribution(DSD), fall velocity and oblateness measured by the 2D-Video distrometer(2DVD) by comparing two cases which are heavy rainfall event case and a case that is not classified as heavy rainfall but having more than 30 mm h-1 rainrate in July, 2014 at Gimhae region. As a results; Over the high pressure edge area where strong upward motion exists, the convective rain type occurred and near the changma front, convective and frontal rainfall combined rain type occurred. Therefore, rainrate varies based on the synoptic meteorological condition. The most rain drop distribution appeared in the raindrops with diameters between 0.4 mm and 0.6 mm and large particles appeared for the convective rain type since strong upward motion provide favorable conditions for the drops to grow by colliding and merging so the drop size distribution varies based on the location or rainfall types. The rainfall phases is mainly rain and as the diameter of the raindrop increase the fall velocity increase and oblateness decrease. The equation proposed based on the 2DVD tends to underestimated both fall velocity and oblateness compared with observation. Since these varies based on the rainfall characteristics of the observation location, standard equation for fall velocity and oblateness fit for Gimhae area can be developed by continuous observation and data collection hereafter.

본 연구에서는 우리나라 강수 및 기온과 다양한 기상인자와의 교차상관관계 분석을 통해 대규모 기후변동이 우리나라에 어떠한 영향을 주는지를 분석하였다. 강수 및 기온자료의 경우 앞선 연구인 “경험적 모드분해법을 이용한 기상인자와 우리나라 강수 및 기온의 상관관계 분석 : I. 자료의 분 해 및 특성분석”의 연구결과를 통해 주기성, 경향성에 따라 분해한 강수 및 기온자료의 내재모드함수를 사용하여, 자료의 변동이 심하고 잡음이 포 함된 원 자료를 통한 상관관계 분석보다 좀 더 명확한 상관계수를 계산하였다. 이렇게 분해된 기상자료와 기상인자간의 교차상관관계 분석을 통해 그 시간차와 상관계수를 계산하여, 주기성과 경향성 측면에서 어떠한 상관관계가 있는지를 분석하였다. 그 결과 주기성 측면에서 엘니뇨현상에 의 한 기후변동이 우리나라 기상현상과 밀접한 관련이 있으며, 경향성 측면에서 기후변화로 인한 해수면 온도 증가추세가 우리나라 기상현상과 밀접 한 연관이 있음을 알 수 있었다.

최근 기후변화로 인한 자연재해가 증가하면서 강수 및 기온자료의 시계열에 대한 변동성과 추세를 분석하여 그 변화를 예측하는 연구의 필요성 이 점점 커지고 있다. 하지만 강수나 기온의 경우 복합적인 요소에 의해 변동이 일어나 자료의 변동성이 매우 심하고 너무 많은 요소를 포함하게 되 어 그 특성을 정확히 판단하기가 쉽지 않다. 따라서 자료의 시계열을 분해하게 되면 각 특성을 가진 요소를 추출할 수 있으므로, 정확한 변동 특성을 파악할 수 있다. 본 연구에서는 우리나라 강수 및 기온자료를 경험적 모드분해법(Empirical Mode Decomposition, EMD)을 통해 주기별로 분해 하여 각각의 내재모드함수(Intrinsic Mode Function, IMF)를 추출하였다. 또한, 추출된 내재모드함수의 에너지 밀도를 이용한 유의성 검정을 통 해 원자료로부터 유의미한 자료를 포함하고 있는 내재모드함수를 선별하고, 이들의 주기성, 경향성을 분석하였다.

미래 기후변화 시나리오에 따르면 극한강우사상이 현재보다 더 강화될 것으로 전망되기 때문에, 기후변화의 영향이 추정절차에 반영되지 않는 다면 가능최대강수량(PMPs)을 과소 추정하게 될 가능성이 매우 높다. 본 연구에서는 미래의 강우 변동이 반영된 PMPs가 추정된다. PMPs 계산을 위하여 수문기상학적 방법이 이용되며, 기존에 사용되어오던 지형영향비를 대신하여 산악전이비가 가능최대강수량의 산정에 적용된다. 미래 주 요호우사상들로부터의 DAD는 기상청 RCM (HEDGEM3-RA) RCP 8.5 기후변화 시나리오의 일 강수자료를 기반으로 편의보정 및 이동평균 된 변화인자를 이용하여 간접적으로 산출된다. 미래 PMPs 산출결과, 현재보다 증가하는 것으로 나타났으며 증가율은 2045년 기준으로 평균적으로 연간 3 mm 정도 증가하는 것으로 예측되었으며, 먼 미래로 갈수록 PMPs의 증가율은 커졌으나 미래강우자료로부터 유발되는 PMPs 추정의 불확 실성 또한 증가되고 있는 것으로 파악된다

확률강우량은 수공구조물 설계와 도시방재를 위한 기준 등으로 활용되고 있어, 확률강우량의 산정은 매우 중요하다. 특히 소방방재청에서는 확 률강우량으로 우리나라 시·군 단위로 지역방재성능목표를 설정하고 이에 대한 방재성능평가 및 방재성능목표 달성을 위한 개발계획 수립 시 활용 하고 있다. 본 연구에서는 현재 시·군 단위로 설정되어 있는 목표 강우량을 구(區) 단위로 산정하고자 기상청의 지상기상관측지점(SSS, Surface Synoptic Stations)과 방재기상관측지점(AWS, Automatic Weather Stations)의 강우자료를 활용하여 지점빈도해석 및 지수홍수법을 이용한 지역빈도해석을 통해 지속시간 1시간, 2시간, 3시간 목표강우량을 산정하였다. 이는 서울지역의 지자체별 방재성능 평가 및 방재관련 업무에 참고 자료로 활용할 수 있을 것으로 판단되며, 향후 방재성능목표 설정에 크게 기여할 것으로 판단된다.

Energy spectra of electron microbursts from 170 keV to 340 keV have been measured by the solid-state detectors aboard the low-altitude (680 km) polar-orbiting Korean STSAT-1 (Science and Technology SATellite). These measurements have revealed two important characteristics unique to the microbursts: (1) They are produced by a fast-loss cone-filling process in which the interaction time for pitch-angle scattering is less than 50 ms and (2) The e-folding energy of the perpendicular component is larger than that of the parallel component, and the loss cone is not completely filled by electrons. To understand how wave-particle interactions could generate microbursts, we performed a test particle simulation and investigated how the waves scattered electron pitch angles within the timescale required for microburst precipitation. The application of rising-frequency whistler-mode waves to electrons of different energies moving in a dipole magnetic field showed that chorus magnetic wave fields, rather than electric fields, were the main cause of microburst events, which implied that microbursts could be produced by a quasi-adiabatic process. In addition, the simulation results showed that high-energy electrons could resonate with chorus waves at high magnetic latitudes where the loss cone was larger, which might explain the decreased e-folding energy of precipitated microbursts compared to that of trapped electrons.

This study assessed the fertilizing value of struvite deposit recovered from swine wastewater in cultivating Chinese cabbage. Struvite deposit was compared with commercial fertilizers: complex, organic and compost to evaluate the fertilizing effect of struvite deposit. Laboratory pot test obviously presented that the struvite deposit more facilitated the growth of Chinese cabbage than organic and compost fertilizers even though complex fertilizer was the most effective in growing Chinese cabbage. It was revealed that the growth rate of Chinese cabbage was simultaneously controlled by phosphorus (P) and potassium (K). Also, the nutrients such as nitrogen (N), P, K, calcium (Ca) and magnesium (Mg) were abundantly observed in the vegetable tissue of struvite pot. Specifically, P was the most abundant component in the vegetable tissue of struvite pot. Meanwhile, the utilization of struvite as a fertilizer led to the lower accumulation of chromium (Cr6+) than other pots, except for compost fertilizer pots, and no detection of cadmium (Cd), arsenic (As) and nickel (Ni) in the Chinese cabbage. The experimental results proved that the optimum struvite dosage for the cultivation of Chinese cabbage was 2.0 g struvite/kg soil. On the basis of these findings, it was concluded that the struvite deposits recovered from swine wastewater were effective as a multi-nutrient fertilizer for Chinese cabbage cultivation.

최근 빈번하게 발생하는 이상기후 현상은 수자원관리에 많은 어려움을 주고 있으며 예상치 못한 기상관련 재난피해를 야기하고 있다. 특히, 기후변화에 의해 점차 태풍의 세력이 강력해짐에 따라 태풍은 위험기상으로 인지된다. 본 연구의 주요목적은 태풍으로 인하여 발생하는 강우특성 및 종관기후학적 분석을 수행하는 것으로 일본 지역특별기상센터(Regional Specialized Meteorological Center Tokyo Typhoon Center, RSMC)에서 제공하는 1973년부터 2012년의 6시간 간격 최적경로(best track) 자료를 사용하여 우리나라에 상륙한 태풍사상만을 대상으로 태풍의 상륙 지속시간(내습시간)을 총 4개의 시간구간으로 구분하여 각 내습유형에 따른 강우특성 및 종관기후학적 분석을 수행하였다. 본 연구를 통한 결과는 태풍의 진로 및 이동속도를 예측 가능한 현 시점에서, 우리나라 태풍내습시 내습유형에 따른 홍수방어 및 사전대피와 같은 재해관리 측면에서 매우 유용한 정보를 제공할 것으로 사료된다. 향후 연구로서 본 연구를 통해서 확인된 기상학적 패턴을 활용하여 단기 태풍강수량 모의기법 개발이 필요할 것으로 판단된다.

최근 기후 변화에 따른 게릴라성 호우에 의한 전 세계 도심 속 산지 지역에서 토석류의 발생 빈도수가 증가하고 있으며, 이 결과 더 많은 인명피해와 주요 시설물 파괴 등의 피해가 사회적 큰 문제로 대두되고 있다. 현재까지는 도심지역 재해 관리 및 피난 계획 수립 시, 토석류 범람은 별도로 취급되어 피난 권고 시스템이 구축되고 있으나 피난계획 수립 시, 재해 발생 가능성을 고려한 여러 재해를 기반으로 통합적인 대책 수립이 필요하며 향후, 현재보다 더 큰 강우가 발생 할 가능성이 굉장히 크며 이에 대한 대책 수립의 중요성 또한 강조되고 있다. 본 연구에서는 실제 지역에서의 토석류의 유동형태를 파악하고, 외력조건으로 DAD 분석을 통해 가능최대 강우량과 유출량을 산정하며 주거지 지역에서의 토석류 영향범위 파악을 목적으로 한다. 실제 지역에서의 토석류 특성을 분석하기 위해 토석류 흐름 패턴, 퇴적 깊이, 도달속도, 발생된 토사량 및 토석류 이동거리를 평가했다. DAD 해석 결과, 피크 시간 강우량은 국지성 호우에 의해 약 135 mm, 24시간 누적 최대강우량은 태풍에 의한 호우로 약 544 mm로 조사 되었다. 또한 토석류에 의한 영향범위를 파악 하였다.

최근 극심한 기후변화로 인하여 재해기상 현상의 발생 빈도와 강도가 증가하고 있다. 우리나라의 자연재해 피해는 대부분 극한 강수 현상과 연관되어 있기 때문에 미래 재해 피해를 줄이기 위해서는 기후변화로 인한 극한 강수 현상의 변화를 정확히 예측해야 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 지역기후모델을 이용하여 생산한 한반도 상세 기후변화 시나리오의 미래 극한 강수 지수 변화를 분석하였다. 5개의 지역기후모델로 생산한 현재 25년 실험값과 RCP8.5 기후변화 시나리오 기반의 미래 25년 실험값을 비교해 STARDEX 극한 강수 지수의 변화를 산출하였다. 지역기후모델이 모의한 격자 강수값을 230개 시군구 단위로 2중 선형 내삽한 후, 각 단위의 STARDEX 극한 강수 지수를 계산하였다. 그 결과 기상청 HadGEM3-RA 모델을 제외한 4개의 지역기후모델이 남한지역의 미래 극한 강수가 현재보다 증가한다고 예측하였는데, 특히 한반도 남부 지역에서 증가폭이 크게 나타났다. 또한 중부 지방의 가뭄지속기간이 현재보다 더욱 길어질 것으로 모의되었다. 본 연구를 통하여 산출된 미래 극한 강수 지수의 변화가 남부 지방의 집중 호우와 중부 지방의 가뭄과 같은 풍수해 대책 수립에 중요한 기초 자료로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.