기후변화 시나리오별 미래 기상학적 특성 비교

권현한(Kwon, Hyun-Han),소병진(So, Byung-Jin),김민지(Kim, Min-Ji) 대한토목학회 2012 대한토목학회 학술대회 Vol.2012 No.10

Bayesian Logistic 다중회귀분석을 이용한 태풍의 발생 빈도 및 지속시간에 따른 여름강수량의 영향분석

권현한(Kwon Hyun-Han),문영일(Moon Young-Il),신동준(Shin Dong Jun),오근택(Oh Keun Taek) 대한토목학회 2006 대한토목학회 학술대회 Vol.2006 No.10

불연속 Kernel-Pareto 분포를 이용한 일강수량 모의 기법 개발

권현한(Kwon Hyun-Han),소병진(So Byung Jin) 대한토목학회 2011 대한토목학회논문집 B Vol.31 No.3B

기존 Markov Chain 모형을 통한 일강수량 모의에서 가장 큰 문제점은 극치강수량을 재현하기 어렵다는 점이다. 이러한 문제점으로 인해 수자원계획을 수립하는데 있어서 불확실성을 가중시키고 있다. 특히 일강수량 모의기법을 통해서 추정되는 빈도강수량의 과소추정으로 인해 수공구조물 설계 시에 신뢰성을 확보하는데 문제점이 있다. 이러한 점에서 본 연구에서는 기존 Markov Chain 모형에서 일강수량에 평균적인 특성과 극치특성을 동시에 재현할 수 있도록 불연속 Kernel-Pareto Distribution 기반에 일강수량모의기법을 개발하였다. 한강유역의 3개 강수지점에 대해서 기존 Markov Chain 모형과 본 연구에서 제안한 방법을 적용한 결과 여름의 일강수량 모의 시 1차모멘트인 평균과 2-3차 모멘트 모두 효과적으로 재현하지 못하는 문제점이 나타났다. 그러나 본 연구에서 제안한 불연속 Kernel-Pareto 분포형 기반 Markov Chain 모형은 여름의 일강수량 모의 시 강수계열의 평균적인 특성뿐만 아니라 표준편차 및 왜곡도의 경우에도 관측치의 통계특성을 매우 효과적으로 재현하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제시한 방법론은 전체적으로 기존 Markov Chain 모형에 비해 극치강수량을 재현하는데 유리한 기법으로 판단된다. 또한 극치강수량을 일반강수량으로부터 분리하여 모의함으로서 평균 및 중간값 등 낮은 치수에 모멘트 등 일강수량에 전체적인 분포특성을 더욱 효과적으로 모의할 수 장점을 확인할 수 있었다. The limitations of existing Markov chain model for reproducing extreme rainfalls are a known problem, and the problems have increased the uncertainties in establishing water resources plans. Especially, it is very difficult to secure reliability of water resources structures because the design rainfall through the existing Markov chain model are significantly underestimated. In this regard, aims of this study were to develop a new daily rainfall simulation model which is able to reproduce both mean and high order moments such as variance and skewness using a piecewise Kernel-Pareto distribution. The proposed methods were applied to summer and fall season rainfall at three stations in Han river watershed in Korea. The proposed Kernel-Pareto distribution based Markov chain model has been shown to perform well at reproducing most of statistics such as mean, standard deviation and skewness while the existing Gamma distribution based Markov chain model generally fails to reproduce high order moments. It was also confirmed that the proposed model can more effectively reproduce low order moments such as mean and median as well as underlying distribution of daily rainfall series by modeling extreme rainfall separately.

Singular Spectrum Analysis를 이용한 수문 시계열 예측에 관한 연구

권현한(Kwon Hyun-Han),문영일(Moon Young-Il) 대한토목학회 2006 대한토목학회논문집 B Vol.26 No.2B

본 연구에서는 기존 매개변수적 수문시계열 예측모형을 보완하고자 Singular Spectrum Analysis(SSA)와 Linear Recurrent Formula를 결합한 모형을 제안하였다. SSA는 주로 시계열에 내재해 있는 구성성분을 추출하기 위한 목적으로 많이 이용되고 있다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 엘니뇨 및 라니냐 등의 기상현상과 수문사상의 상관성 분석에 주로 적용되고 있는 SSA와 시계열 예측을 위해서 Linear Recurrence Formula를 결합한 예측 모형을 월단위의 수위와 유입량 시계열 자료를 대상으로 적용성 및 타당성을 검토해 보았다. 모형을 통해 수문시계열을 모의한 결과 전체적인 통계적인 특성 및 시각적인 검토에서 실측자료와 매우 유사한 모의가 가능하였으며 실측 자료를 바탕으로 Blind Forecasting을 실시한 결과 2가지 예에서 모두 1년 정도의 예측구간에서 합리적인 결과를 제시하여 주었다. 따라서 단기예측을 수문모형으로서 적용이 가능할 것으로 사료된다. We have investigated the properties of the Singular Spectrum Analysis (SSA) coupled with the Linear Recurrent Formula which made it possible to complement the parametric time series model. The SSA has been applied to extract the underlying properties of the principal component of hydrologic time series, which can often be identified as trends, seasonalities and other oscillatory series, or noise components. Generally, the prediction by the SSA method can be applied to hydrologic time series governed (may be approximately) by the linear recurrent formulae. This study has examined the forecasting ability of the SSA-LRF model. These methods were applied to monthly discharge and water surface level data. These models indicated that two of the time series have good abilities of forecasting, particularly showing promising results during the period of one year. Thus, the method presented in this study suggests a competitive methodology for the forecast of hydrologic time series.

기후변화에 따른 수자원 영향 평가를 위한 Regional Climate Model 강수 계열의 특성 분석

권현한(Kwon Hyun-Han),김병식(Kim Byung-Sik),김보경(Kim Bo-Kyung) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 B Vol.28 No.5B

대부분의 기후변화 연구에서 Global Circulation Model (GCM)을 수문 모형에 입력하여 수자원 영향 분석을 실시해오고 있다. 국외를 중심으로 기존 GCM보다 해상도가 높은 Regional Climate Model(RCM)을 이용한 분석이 일부 시행되고 있으나, 국내에서는 자료에 가용 여부 및 적용성의 검토가 아직 미비한 실정이다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 27 ㎞의 해상도를 갖는 기상청 RegCM3 RCM에서 도출된 기후변화 SRES 시나리오 자료에 대한 적합성을 평가하기 위해서 국내 주요지점에 근접한 격자자료를 RCM으로부터 추출하였다. 이에 대한 수문학적 통계 특성치 분석, Wavelet Transform 분석, EOF 분석 등을 실시하여 실측 강수자료와 비교 검토하였다. RegCM3로부터 유도된 기후변화 시나리오는 수문학적 저빈도 특성을 비교적 잘 모의하는 것으로 나타났으며, 이에 대한 시공간적 특성 또한 실측자료와 대체적으로 유사한 거동을 보여주었다. 그러나 일부 시공간적으로 왜곡되어 발생하는 지역을 발견할 수 있었으며, 또한 RCM으로부터 유도된 기상자료는 실측치에 비해 상대적으로 자료의 변동성(분산)이 약하게 나타나는 경향이 있었다. 이러한 관점에서 이들 자료를 수자원분야에 활용하기 위해서는 실측치를 바탕으로 이들 편의에 대한 보정(bias correction)이 고려되어야 할 것으로 사료된다. Global circulation models (GCMs) have been used to study impact of climate change on water resources for hydrologic models as inputs. Recently, regional circulation models (RCMs) have been used widely for climate change study, but the RCMs have been rarely used in the climate change impacts on water resources in Korea. Therefore, this study is intended to use a set of climate scenarios derived by RegCM3 RCM (27 ㎞×27 ㎞), which is operated by Korea Meteorological Administration. To begin with, the RCM precipitation data surrounding major rainfall stations are extracted to assess validation of the scenarios in terms of reproducing low frequency behavior. A comprehensive comparison between observation and precipitation scenario is performed through statistical analysis, wavelet transform analysis and EOF analysis. Overall analysis confirmed that the precipitation data driven by RegCM3 shows capabilities in simulating hydrological low frequency behavior and reproducing spatio-temporal patterns, However, it is found that spatio-temporal patterns are slightly biased and amplitudes (variances) from the RCMs precipitation tend to be lower than the observations. Therefore, a bias correction scheme to correct the systematic bias needs to be considered in case the RCMs are applied to water resources assessment under climate change.

금화규(Abelmoschus manihot) 꽃 추출물의 In Vitro 피부 미백 및 주름 개선 효능 연구

권현지 ( Hyun-ji Kwon ),범석현 ( Seok-hyun Beom ),현진아 ( Jin-a Hyun ),강은빈 ( Eun-bin Kang ),박하은 ( Ha-eun Park ),한동근 ( Dong-geun Han ),김현정 ( Hyun-jeong Kim ),최은영 ( Eun-young Choi ),안봉전 ( Bong-jeon An ) 대한화장품학회 2021 대한화장품학회지 Vol.47 No.4

본 연구는 화장품 소재로서 금화규(Abelmoschus manihot) 꽃의 미백 활성율 및 항주름 활성을 평가하기 위해 수행하였다. 금화규 꽃은 물과 70% 에탄올을 이용하여 추출하였다. Tyrosinase 억제 활성은 물과 70% 에탄올 추출물 모두 농도 의존적으로 억제 활성이 증가 된다고 평가되었으며, B16F10 세포주에서 생존율에 영향을 미치지 않은 농도인 10, 25, 50, 75, 100 μg/mL에서 멜라닌 생합성을 저해하는 것으로 확인되었다. 금화규 꽃의 항주름 효능으로는 collagenase와 elastase의 활성 저해 능력을 측정한 결과 70% 에탄올 추출물이 물 추출물보다 높은 항주름 활성을 보였다. 본 연구 결과를 통하여 금화규 꽃 추출물은 미백 활성과 항주름 활성을 가지는 기능성 화장품 소재로 사용 가능할 것으로 사료된다. In this study, the skin whitening and anti-wrinkle activity of Abelmoschus manihot (A. manihot) flowers were evaluated as a cosmetic material. A. manihot flowers were extracted using water and 70% ethanol. Tyrosinase inhibitory activity was evaluated to increase concentration-dependent inhibitory activity in both water (AMW) and 70% ethanol extracts (AME), and was found to inhibit melanin biosynthesis at concentrations that did not affect survival in B16F10 cell lines at 10, 25, 50, 75, and 100 μg/mL. As a result of measuring the anti-wrinkle effectiveness of A. manihot flowers, 70% ethanol extract (AME) showed higher anti-wrinkle activity than water extract (AMW). Through the results of this study, it is considered that the A. manihot flower extract can be used as a functional cosmetic material with whitening and anti-wrinkle activity.

기후변화에 따른 극치사상 영향 평가를 위한 비정상성 수문빈도해석기법 개발

권현한(Kwon Hyun-Han),김병식(Kim Byung-Sik),김보경(Kim Bo-Kyung),윤석영(Yoon Seok-Young) 대한토목학회 2008 대한토목학회 학술대회 Vol.2008 No.10

상태공간모형과 비선형 Support Vector Machine을 이용한 상수도 수요량 예측 모델 개발

권현한(Kwon, Hyun-Han),김민지(Kim, Min-Ji),김장경(Kim, Jang-Gyeong) 대한토목학회 2012 대한토목학회 학술대회 Vol.2012 No.10

기상정보 및 태풍특성을 고려한 계절 강수량의 확률론적 모형 구축

권현한(Kwon Hyun-Han),문영일(Moon Young-Il) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 B Vol.27 No.1B

최근 연구에 의하면 기상 등의 외부적 요인이 수문학적 빈도를 변화시킨다고 알려지고 있다. 그러나 전통적인 수문학적 빈도해석은 자료의 정상성을 전제로 하기 때문에 어떤 외부인자의 따른 영향을 고려할 수 없다. 이러한 관점에서 본 연구에 서는 계절강수량에 영향을 줄 수 있는 인자를 고려함과 동시에 이들 인자를 조건부로 하는 10년 빈도 강수량의 발생 확률을 계층적 Bayesian 다중 Logistic 분석을 통해 제시하였다. 해수면온도, GCM 예측 강수량, 태풍 특성치를 주요 외부인자로 고려하였으며 10년 빈도 이상의 계절강수량(5월-10월)과 본 연구에서 이용된 기상인자에 대해서 통계적으로 유의한 상관관계를 추정할 수 있었다. Bayesian 방법으로 추정된 사후분포를 토대로 판단해보면 서울 및 목포 지점 모두에서 상대적으로 열대성 저기압 지속시간과 해수면온도가 갖는 중요도가 상대적으로 크게 나타났다. 계층적 Bayesian Logistic 회귀분석을 이용하여 10년 빈도 이상의 강수량이 발생할 확률을 추정하였으며 서울과 목포 2지점 모두에서 93%의 정분류율(right classification rate)을 얻을 수 있었다. lt is now widely acknowledged that climate variability modify hydrological frequency. However, traditional hydrological frequency analysis is not able to consider the effects on the exogenous factors. Because a traditional assumption underlying flood frequency analysis is that the underlying stochastic process is stationary in time. With regard to these points, this study is not only to consider exogenous factors which can influence on seasonal rainfall but also to provide the occurrence probability of a 10-year return period rainfall by employing hierarchical Bayesian multiple logistic regression model. The sea surface temperature, the GCM ensemble rainfall prediction and the characteristics of typhoon which can affect Korea are considered as potential predictors. It was found that those predictors are significantly correlated with exceeding 10-year return period rainfall. Given posterior distributions of parameters from Bayesian approach, the low pressure depression time and the SSTs relatively play an important role in both Seoul and Mokpo. Hierarchical Bayesian logistic model shows good performance in terms of classifying extreme events. The model indicates that the right classification rate is approximately 93% in both Seoul and Mokpo.

확률분포형 매개변수의 Scaling 특성을 이용한 IDF 곡선 산정

권현한(Kwon Hyun-Han),오태석(Oh Tae-suk),문영일(Moon Young-il),전시영(Jun Si-young) 대한토목학회 2008 대한토목학회 학술대회 Vol.2008 No.10