지형 자료는 지구과학 여러 분야에서 중요한 기초 자료 중 하나이다. 최근 들어, 상세한 분해능을 가지는 DEM 자료가 활용가능하며 따라서 방대한 양의 자료를 효율적으로 다루는 방법이 필요하다. 본 연구에서는 방대한 DEM 자료의 무손실 압축 및 효율적인 복원에 대해 알아보았다. 이를 위해 정수웨이블릿 변환과, 엔트로피 부호화의 개념을 이용하여, 웨이블릿 계수의 부호화 및 일부 영역의 지형복원 방법을 고안하였다. 또한, 정밀 중력 지형보정 과정에서 이러한 연구 결과의 활용성을 검토하였다. DEM의 압축률이 가장 좋은 웨이블릿은 CDF3.5이며, CDF3.1 또는 CDF3.5 웨이블릿을 사용하여 3단계 정도로 분해를 하는 것이 최적의 선택이다 (약 45.4%의 압축률). 또한 웨이블릿변환의 다중단계분석 특성을 활용하여 웨이블릿계수의 일부만을 추출하여 지형의 일부만을 복원할 수 있었다.

지형 효과가 포함된 태양복사 모델(GWNU)을 이용한 한반도의 태양광 자원지도를 개발하였다. 태양복사 모델의 입력 자료는 위성 관측 자료(MODIS, OMI, MTSAT-1R)와 수치 모델(RDAPS) 자료를 사용하였으며 특히 고해상도 지형 자료를 이용하여 지형 효과에 따른 한반도의 지표면 태양광 변화를 계산하였다. 계산 결과를 월 및 연 누적하여 분석하였을 때 여름철은 태양 고도각이 높아 지형 효과에 영향이 10% 이하로 적은 반면 겨울철은 20% 이상의 큰 차이가 나타났다. 또한 4 km 해상도의 지표면 태양광의 경우보다 1 km 해상도의 경우 지형 효과 포함에 따른 태양광 차이가 약 2배 정도 크게 나타났다. 즉 지표면에 도달하는 태양광을 정확히 모델링하기 위해서는 입력 자료뿐만 아니라 정확하고 고해상도의 지형 자료가 필연적이며 지형효과는 더욱 뚜렷이 나타나 실제와 유사할 것이다.

복잡한 산악지형과 숲이 있는 나로 우주센터의 미규모 바람장을 MUKLIMO를 사용하여 모의하였다. 지형과 나무가 있을 때 모델의 민감도를 실험하기 위하여 각종 초기조건하에 수치모의를 수행하였다. 실험결과 나무는 평지 위에 서는 큰 영향을 미치나 언덕지형에서는 큰 영향을 미치지 못함을 알았다. 이러한 실험결과를 이용하여 나로 우주센터의 10m 상공에서의 미규모 바람장과 또, 발사장의 건설전후의 바람장도 모의하였다. 본 연구결과 MUKLIMO는 복접한 지형에서도 바람장의 수치모의가 가능하며 매우 유용함을 알았고 우주센터에서의 바람의 특성이 규명되었다.

도시화가 급속히 진행되고 있는 도시유역의 불투수면적 증가로 인한 물관련 피해를 줄이기 위해 유출량 저감에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 하지만 도시유역의 강우-유출에 관한 관측 및 예측 연구가 많이 이루어지고 있는 것에 반해 유역 유출량에 가장 큰 영향을 미치는 침투성을 기준으로 분석한 연구는 미흡하다. 본 연구에서는 온천천 유역을 대상으로 SWAT 모형을 시뮬레이션 하여 얻은 수문학적반응단위별로 산정된 CN값으로 침투성 맵을 작성하였고, 작성한 맵을 바탕으로 LID 적정 설치 유역을 선정하여 SWMM 모형을 이용해 온천천 유역 단기 강우사상에 대해 시뮬레이션 하여 유출량의 변동을 확인하였다. 각각의 시나리오는 침투성 맵을 기준으로 선정된 소유역의 토지피복 상태와 LID 설치 유무에 대해 유출량, 침투량, 첨두유량, 유출계수를 분석하였는데, LID 요소기술로는 토지피복에 따라 주택지에 옥상녹화를 설치하였고, 도로에 투수성포장을 설치하였다. 온천천 유역 단기 강우사상으로 시뮬레이션 한 결과, 각각의 소유역에 대한 유출량, 첨두유량, 유출계수는 감소하였고 침투량은 증가하여 LID 요소기술 설치시 물순환에 대한 이점을 확인하였다.

지질지반 조건의 공간적 분포와 관련된 부지효과는 지진 시 지반운동의 증폭에 지대한 영향을 미친다. 즉, 지표부근 지질지반의 층상구조와 물성뿐만 아니라 지표면 지형 및 분지 형상이 부지효과의 영향 요인이다. 이러한 부지효과 관련 영향 요소들 중에서 단지 지표부근 지질지반 조건에 따른 증폭 정도만이 미국 서부지역 기준을 근간으로 하는 국내 현행 내진설계 지침에 반영되어 있다. 그럼에도 불구하고, 최근까지의 전 세계 지진 발생 사례들로부터 지표지형 변화에 따른 광범위하고 심각한 피해들을 확인해 볼 수 있다. 따라서 본 연구에서는 다각적 해석이 가능한 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 인공 절성토 지반을 모사하여 일차원과 이차원 해석을 수행하였다. 일차원 해석 결과는 지형효과의 영향이 반영되지 않았으므로 일차원과 이차원 수치 모델 해석 결과의 지표면 최대가속도 분포의 비교를 통해 각각의 변수가 지형효과에 미치는 영향을 평가하였고 궁극적으로 국내 내진설계기준에 지형효과에 대한 고려 방안을 제시하고자 하였다.

The effects of high-resolution wind profiler (HWP) data on the wind distributions were evaluated in two different coastal areas during the study period (23-26 August, 2007), indicating weak-gradient flows. The analysis was performed using the Weather Research and Forecasting (WRF) model coupled with a three-dimensional variational (3DVAR) data assimilation system. For the comparison purpose, two coastal regions were selected as: a southwestern coastal (SWC) region characterized by a complex shoreline and a eastern coastal (EC) region surrounding a simple coastline and high mountains. The influence of data assimilation using the HWP data on the wind distributions in the SWC region was moderately higher than that of the EC region. In comparison between the wind speed and direction in the two coastal areas, the application of the HWP data contributed to improvement of the wind direction distribution in the SWC region and the wind strength in the EC region, respectively. This study suggests that the application of the HWP data exerts a large impact on the change in wind distributions over the sea and thus can contribute to the solution to lack of satellite and buoy data with their observational uncertainty.

A numerical simulation for 11 February 1996 has been done to grasp main mechanisms of the occurrence of strong downslope winds near Gangnung area. The simulation performed by using ARPS (Advanced Regional Prediction System) showed that enhanced surface winds were not related with a reflection of vertically propagating gravity waves. Froude numbers were about 1.0, 0.4 and 0.6 for the atmosphere above Daekwanryoung and above a place located 220 km upstream, and above another place located 230 km downstream from the Taebak mountains, respectively. This suggested that as a subcritical flow ascended the upslope side of the Taebak mountains, Froude numbers would tend to increase according to the increase in wind speed, and near the crest the flow would become supercritical and continue to accelerate as it went down the downslope side until it was adapted back to the ambient subcritical conditions in a turbulent hydraulic jump. Simulated Froude numbers corroborated the hydraulic jump nature of the strong downslope wind. In addition, the inversion was found near the mountain top height upstream of the mountains, and it was favorable for the occurrence of strong downslope winds.