작물 증발산량은 잠재 증발산량에서 작물계수를 곱하여 작 물의 요수량을 산출할 수 있어 수자원 관리에 널리 사용되는　 방법이다. 특히 유엔식량농업기구(FAO)가 관개 및 배수 논 문 NO.56에서 발표한 Penman-Monteith　방정식(FAO 56-PM) 은 잠재 증발산량을 추정하는 표준방법으로, 평균온도, 최대 온도, 최소온도, 상대습도, 풍속 및 일사량의 6가지 기상 데이 터가 필요하다. 그러나　농경지 인근에 설치된 기상센서는 설 치 및 유지보수 비용이 높아 결측, 이상치와 같은 데이터 신뢰 성 문제를 야기하여 정확한 증발산량 계산을 복잡하게 만든 다. 본 연구에서는 인근 기상청의 데이터를 사용하여 필요한 6가지 기상 변수를 예측함으로써 기상 센서 없이 작물 증발산량을 추정할 수 있는지 조사하였다. 우리는 기상청의 API를 통해 수집할 수 있는 22개의 기상 변수를 입력 데이터로 활용 했다. 9개의 회귀 모델을 학습한 후 성능에 따라 상위 3개를 선 택하고 하이퍼파라미터 튜닝을 적용하여 최적의 모델을 식별 했다. 가장 좋은 성능을 보인 모델은 Extreme Gradient Boosting Regression(XGBR)이었으며 평균온도, 최대온도, 최소온도, 상대습도, 풍속 및 일사량에서 결정계수(R2)가 각 0.98, 0.99, 0.99, 0.91, 0.72, 0.86로 높은 결과를 얻을 수 있었다. 이러한 결과는 XGBR 모델이 작물 기상 데이터를 사용하여 작물 증 발산 모델에 필요한 입력 값을 정확하게 예측할 수 있어 값비 싼 기상 센서가 필요 없음을 시사한다. 이 접근 방식은 센서 설 치 및 유지보수가 어려운 지역에서 특히 유용할 수 있으며, 직 접적인 센서 데이터 없이도 표준 증발산 모델의 사용을 가능 하게 한다.

2014년 8월 태풍 “나크리”가 북상하여 제주도의 윗세오름에 146.5 mm/hr 강수가 발생하였으나, 별다른 큰 피해는 없었고, 이달 말 부산에서는 130 mm/hr 집중호우로 인해 사망자 5인 등, 피해액 1,200억원으로 특별재난지역으로 선포되는 등 많은 피해를 야기시켰다. 이는 해당지역의 방재취약성에 따라, 동일한 호우사상에 대한 피해정도가 매우 다를 수 있다는 것을 의미한다. 이와 같은 상황에서 기상청 호우특보 발표는 전국적으로 획일화된 기준으로 “호우주의보･경보”를 발표하나, 실제 전국적인 피해양상은 해당 지역별 지형특성, 인공적인 치수사업 개발정도 등의 사회·인문학적 재해발생요소에 따라 달라진다. 이에, 전국 46개 지자체의 지역별 방재역량을 산정하고 평가하기 위해, 자연재난 발생시 위험지표를 위험성 및 취약성 부문으로 구분하였다. 직접영향 요인, 자료의 공공신뢰성 등을 지표 선정 원칙으로 설정하여 과거 10년 동안 누적 재산피해액, 불투수면적비 등 세부지표 10개를 선정하였고, 이를 근거로 풍수해위험지수(H-index)를 개발하였다. 지표항목의 가중치는 설문조사 및 엔트로피 방법으로 비교·검토한 결과, 불확실성의 정량적 평가가 용이한 엔트로피 방법에 의해 가중치를 설정하여 대상지역의 지형특성과 위험등급의 적정성을 검토하였다. 전국 46개 지자체를 대상으로 기 발표된 과거 10년간의 호우특보 발표기간 및 강수량의 편차를 조사하여 평균오차에 의한 특보차등화계수를 도출하였다. 지역특성에 맞는 방재역량을 고려한 H-index와 토양의 함수조건을 알 수 있는 AMC를 활용하고, 기준강수량의 편차를 정량화한 특보차등화계수에 의해 침수피해 및 토사재해의 위험매트릭스를 사용하여 사전에 인지할 수 있는 지역별 방재기상특보 설정기법을 제시하였다.

본 연구의 목적은 기록된 관측가뭄자료를 이용하여 수문기상 기반의 국내 가뭄판단기준을 제시하는데 있다. 과거 1991년에서 2009년까지 기록된 가뭄사례를 수집한 후, 관측기상정보와 LSM(Land Surface Model)으로부터 생산된 수문정보를 이용하여 백분위 해석을 수행하였다. 기간별 가뭄판단기준을 도출하기 위해 객관적 가뭄평가 기법인 ROC(Relative Operating Characteristics) 분석을 이용하였다. 국내 가뭄기준은 대표적으로 강수 및 유출이 지속기간 3개월에 평년대비 35% 이하, 토양수분이 지속기간 2개월의 35% 이하 그리고 증발산량이 지속기간 3개월에 65% 이상으로 나타났다. 가뭄판단기준의 적용성 평가를 위해 SPI(3)와의 ROC 분석을 수행한 결과 SPI(3)에 비해 적용성이 높은 것으로 나타났다. 또한 가뭄판단기준에 대한 지역별 분석을 수행한 결과 공간적으로 가뭄상황을 적절히 반영하는 것을 확인하였다.