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- 저자 : 신용희(Shin Yonghee) (검색결과 14 건)
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신용희 ( Yonghee Shin ),정휘철 ( Huicheul Jung ) 한국농공학회 2013 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2013 No.-
IPCC 제 5차 평가 보고서를 위해 작성된 CMIP5의 기후변화 시나리오로부터 우리나라, 북한, 일본을 중심으로 한 동북아시아 지역의 미래 기후변화 예측에 대한 분석 결과는 다음과 같다. 기온 변화의 경우, 온실가스 저감 정책이 어느 정도 실현되는 경우에 해당되는 RCP4.5 시나리오를 기반으로 작성된 34개 GCM 예측에 대한 분석결과, 과거기후 모의실험(Historical data)의 1971-2000년의 30년 평균 기온을 기준으로 우리나라에서는 34개 GCM의 평균 기온 값이 2020년대에 1.1 ℃ 상승하고 2050년대에 2.1 ℃, 2080년대에 2.5 ℃ 상승하는 것으로 나타났다. 북한에서는 2020년대에 1.2 ℃ 상승하고 2050년대에 2.3 ℃, 2080년대에 2.8 ℃ 상승하는 것으로 나타났다. 온실가스 저감 정책이 없는 경우에 해당되는 RCP8.5 시나리오를 기반으로 한 34개 GCM에 대한 분석 결과, 우리나라에서는 2020년대에 1.3 ℃ 상승하고 2050년대에 2.8 ℃, 2080년대에 4.5 ℃ 상승하는 것으로 나타났으며 북한에서는 2020년대에 1.5 ℃, 2050년대에 3.1 ℃, 2080년대에 5.1 ℃ 상승하는 것으로 나타났다. 이는 전 지구 평균 기온상승인 2020년대 1.1 ℃, 2050년대 2.3 ℃, 2080년대 3.8 ℃ 상승과 비교해 한반도의 기온 상승 속도가 훨씬 빠른 것을 나타내고 있다. 강수량 변화의 경우, RCP4.5 시나리오에 대한 GCM 예측의 분석결과, 우리나라에서는 2020년대에 GCM 평균 강수량이 2.9 % 증가하고 2050년대에 6.0 %, 2080년대에 10.3 % 증가하는 것으로 나타났다. 북한에서는 2020년대에 2.9 %, 2050년대에 10.0 %, 2080년대에 11.5 % 증가하는 것으로 나타나 우리나라보다 북한지역의 강수량이 크게 증가하는 것으로 나타났다. RCP8.5 시나리오에 대한 분석결과, 우리나라에서는 2020녀대에 3.2 %, 2050년대에 8.5 %, 2080년대에 13.7 % 증가하는 것으로 나타나 RCP4.5 시나리오에서보다 강수량이 증가하는 것으로 나타났다. 북한에서는 2020년대에 3.9 %, 2050년대에 10.8 %, 2080년대에 18.3 % 강수량이 증가하는 것으로 나타났다. 이는 전 지구 평균 강수량증가인 2020년대 1.8 %, 2050년대 3.7 %, 2080년대 6.2 % 증가와 비교해 한반도에서 21세기 말로 갈수록 강수량이 점차 증가한다는 것을 나타내고 있다. 마지막으로 일사 변화의 경우, RCP4.5 시나리오에 대한 분석 결과, 우리나라에서는 2020년대에 0.0 W/m<sup>2</sup>로 변화가 없고 2050년대에 5.6 W/m<sup>2</sup> 2080년대에 7.1 W/m<sup>2</sup> 증가하는 것으로 나타났다. 한편 북한에서는 2020년대에 1.3 W/m<sup>2</sup>감소하고 2020년대에 3.6 W/m<sup>2</sup> 증가, 2080년대에 5.1 W/m<sup>2</sup> 증가하는 것으로 나타났다. RCP8.5 시나리오에 대한 분석결과, 우리나라에서는 2020년대에 0.6 W/m<sup>2</sup> 감소하고 2050년대에 4.9 W/m<sup>2</sup> 증가, 2080년대에 7.5 W/m<sup>2</sup> 증가하며 북한에서는 2020년대에 1.9 W/m<sup>2</sup> 감소하고 2050년대에 2.7 W/m<sup>2</sup> 증가, 2080년대에 4.2 W/m<sup>2</sup> 증가하는 것으로 나타났다. 한편 한반도에서는 2020년대에 일사가 감소하다 21세기 말로 갈수록 증가하는 경향을 나타내지만 전 지구 평균일사는 2020년대 0.5 W/m<sup>2</sup> 감소, 2050년대 1.1 W/m<sup>2</sup> 감소, 2080년대 1.9 W/m<sup>2</sup> 감소로 21세기 말로 갈수록 일사가 감소하는 것으로 나타나고 있다. 이 연구를 통해 농업, 수자원 등의 기후 응용분야에서 주로 이용되고 있는 기온, 강수량, 일사량에 대한 한반도의 미래 변화 특징을 파악하고 다중 GCM 예측 결과의 불확실성을 정량적으로 평가할 수 있었다.
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농업관측지역 토양수분함량 추정기법 적용 및 신뢰성 검증
신용희 ( Yonghee Shin ),김미아 ( Miah Kim ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-
최근 지속적인 농업기술의 발달에도 불구하고 가뭄, 홍수와 같은 극한 기후 현상으로 인한 농작물 생산량 감소 피해는 전 세계에 걸쳐 빈번하게 발생하고 있으며 그 피해 강도 또한 심각하게 나타나고 있어 식량안보에 위협적인 요인으로 주목되고 있다. 특히 가뭄으로 인한 농작물 생산량 감소 피해는 그 피해 면적이 광대하고 장기간에 걸쳐 발생하는 경향이 있어 사회 경제적으로 심각한 영향을 미치게 된다. 지속적인 농업생산기반정비사업을 통해 우리나라 논 지역의 수리답률이 80 % 이상을 차지하는 반면 밭작물 재배지역은 관개시설 보급이 15 % 이하로 크게 낮은 수준에 머물고 있어 기후변화로 인한 가뭄발생 위협에 직접적으로 노출되어 있다. 밭작물 재배지역에 있어서 가뭄은 토양내 수분 함량의 부족으로 정의할 수 있다. 밭작물 재배지역 내 토양의 수분함량 변화를 모니터링 함으로서 가뭄의 진행 상태를 파악할 수 있으며 주로 토양수분센서를 통해 토양수분함량을 측정한다. 토양수분센서는 설치가 간편하고 토심별 수분함량에 대한 측정이 가능하지만 센서의 가격이 고가인 단점이 있다. 농촌진흥청 국립농업과학원에서는 전국 170여 곳에 설치된 자동기상관측소(AWS)에서 수집된 기상관측자료를 농업기상정보서비스(http://weather.rda.go.kr/)를 통해 제공하고 있으며 이 중 80여 곳에서는 토양수분센서가 설치되어 토양수분함량의 변화를 모니터링하고 있다. 본 연구에서는 실제 밭작물 재배지역의 생육시기별 토양수분 변동을 추정할 수 있도록 토양수분 관측지점을 대상으로 남한의 농업지역에 대한 토양 수문학적매개변수를 고려한 프로세스 기반의 토양수분 추정기법을 개발하고 추정 결과에 대한 검증을 실시했다. 토양수분함량 추정 모형에는 SWAP(Soil-Water-Atmosphere-Plant) 모형을 이용했다. SWAP 모형의 입력변수인 토양의 수리학적매개변수(θ<sub>r</sub>, θ<sub>s</sub>, K<sub>s</sub>, α, n)는 미국 농무성(USDA)에서 개발된 ROSETTA 프로그램을 이용해 구했다. 기상관측 자료는 토양수분관측이 이루어지고 있는 지점의 AWS 관측자료를 이용했고 일최고기온, 일최저기온, 상대습도, 일사량, 풍속, 강수량 자료를 포함한다. 기상관측자료의 결측이 없고 토양특성 정보가 존재하는 56개 AWS 관측지점을 선정하였다. 토양수분 추정기법의 검증을 위해 2009-2015(2014년 결측)년에 걸쳐 장기간 토양수분 관측이 이루어지고 있는 해남KoFlux 관측지점의 자료와 비교했다. 2015년의 경우 토양수분 관측자료와 SWAP 모형 시뮬레이션 결과 사이에 R<sup>2</sup>=0.72의 상관성이 나타났으며RMSE=0.026(%), TCC=0.849로 좋은 재현성을 보였다. 검증된 모형을 이용해 농촌진흥청에서 운용 중에 있는 56개 토양수분 관측지점에 대해 시뮬레이션을 실시했다. 토양수분모형의 지점별 환경설정은 동일하게 적용했다. 그 결과 관측지점에 따라 재현성에 큰 차이를 보였으며 남한을 대상으로 한 토양수분 추정 기법의 신뢰성을 높이기 위해서는 대상지역에 대한 상세한 토양정보와 함께 식물 피복 정보에 대한 설정이 중요한 것으로 나타났다.
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RCP 시나리오 기반 CMIP5 GCMs을 이용한 동북아시아 미래 기후변화 불확실성 평가
신용희 ( Yonghee Shin ),정휘철 ( Huicheul Jung ) 한국환경영향평가학회 2015 환경영향평가 Vol.24 No.3
전 지구와 남한, 북한, 일본 지역을 중심으로 한 동북아시아 지역에 대한 기온, 강수량, 일사량의미래 변화를 정량적으로 평가하기 위해 총 34개 GCM에 의해 작성된 CMIP5 기후변화 시나리오를 분석하였다. 그 결과 동북아시아 지역에서 전 지구 평균보다 기온과 강수량이 증가하는 것으로 예측되었다. 특히 RCP 8.5 시나리오의 2080년대 북한 지역에서는 비록 GCM 간 예측의 불확실성이 크지만 과거 30년(1971-2000년)에 비해 기온은 5.1℃, 강수량은 18% 증가하는 것으로 예측되었다. 일사량의 경우 전 지구평균 일사량은 RCP 2.6 시나리오를 제외한 모든 RCP 시나리오에서 대체로 시간이 경과할수록 감소하는것으로 예측되었으나 동북아시아 지역에서는 대체로 시간이 경과할수록 운량 감소의 영향으로 일사량이증가하는 것으로 예측되었다. The CMIP5 climate change scenarios from 34 GCMs were analyzed to quantitatively assess future changes in temperature, precipitation, and solar radiation against the global region and the Northeast Asia region with a focus on South Korea, North Korea, or Japan. The resulting projection revealed that the Northeast Asia region is subjected to more increase in temperature and precipitation than the global means for both. In particular, temperature and precipitation in North Korea were projected to increase about 5.1°C and 18%, respectively under the RCP 8.5 scenario, as compared to the historical means for 30 years (1971-2000), although a large uncertainty still exists among GCMs. For solar radiation, global mean solar radiation was predicted to decrease with time in all RCP scenarios except for the RCP 2.6 scenario. On the contrary, it was predicted that the amount of solar radiation in the Northeast Asia increases in the future period.
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신용희 ( Yonghee Shin ),이은정 ( Eun-jeong Lee ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-
기후변화의 영향으로 인한 이상기후 현상의 빈번한 발생은 세계 곳곳에서 사회 경제적으로 큰 피해를 불러오고 있다. 특히 기상현상의 변화에 민감한 농업생산 분야에서 가뭄과 홍수와 같은 극한사상의 발생으로 인한 곡물 생산량감소는 국제곡물 시장에 가격 불안 요소로 작용해 곡물가격의 급격한 상승을 야기하기 때문에 우리나라와 같이 국내소비 곡물의 상당부분을 해외로부터 수입에 의존하고 있는 곡물 수입국 입장에서는 주요 곡물생산지역에서의 이상기후 현상으로 인한 반복적인 곡물가격의 급등으로 안정적인 식량공급에 어려움을 겪고 있다. 불안정한 국제곡물 시장 상황에서 국내로의 안정적인 곡물 공급을 통해 피해를 최소화하기 위해서는 주요 곡물 수출국의 곡물 생산지역에 대한 선재적인 수확량 예측 정보의 확보가 중요하다. 곡물 수확량 예측방법으로는 위성영상을 통해 수집된 생육시기별 식생정보와 수확량 관측정보 사이의 상관관계를 통해 통계적으로 추정하는 방법이 폭넓게 이용되고는 있지만 수확량 예측정보를 생산하는 시점과 수확시기 사이에 발생되는 기상현상의 변화에 대해서는 고려되지 못하는 단점이 있다. APEC 기후센터(이하, APCC)는 APEC회원국의 16개 연구기관으로부터 기후예측 모델 자료를 수집하고 있으며 모델 간 앙상블 기법(Multi-Model Ensemble, MME) 적용을 통해 3개월 및 6개월 계절예측정보를 매달 생산하고 있다. 사료용 작물로 주로 수입되고 있는 옥수수의 구매 시기 및 구매량에 대한 의사결정에 도움을 주기위해 APCC에서는 6개월 예측정보를 활용한 장기 옥수수 수확량 예측 기술을 개발했다. APEC 회원국으로부터 수집되고 있는 6개월 기후예측 모델은 총 6개로 MME 계절예측정보 생산의 편의를 위해 2.5도의 수평공간해상도로 재생산된다. 농업생산 분야에서 활용 가능한 기후요소로는 월평균 기온과 월평균 강수량 자료가 제공되지만 작물모형의 시뮬레이션을 위해서는 일단위의 기후자료가 요구되고 있어 일최고기온, 일최저기온, 일사량, 풍속 등의 기후요소에 대한 정보가 추가로 요구된다. 따라서 본 연구에서는 기후예측 모델의 월평균 기온과 강수량 값에 가장 근사한 연도에 해당하는 NCEP 재분석 자료(1951-2014년)를 선택하여 예측자료의 일단위 기후요소로 활용하는 방법으로 시간적 상세화 작업을 실시하였다. 주요 생산국가 별 옥수수 수확량 예측에 대한 작물모형을 검증하기 위해 1991-2010년의 NCEP 재분석 자료를 이용해 수확량을 예측하였고 FAOSTAT의 국가별 옥수수 수확량 통계자료와 비교하였다. 국가별 농업생산 기술력의 발달 정도를 고려하여 작물모형을 검증한 결과 우리나라의 주요 옥수수 수입국인 미국의 경우 R<sup>2</sup>가 0.76에 RMSE가 620kg/ha 정도였다. 계절예측자료를 활용한 옥수수 수확량 장기 예측의 신뢰성을 평가하기 위해 위 검증된 작물모형에 2013년도와 2014년도의 3월, 5월, 7월, 9월 예측의 6개월 계절예측자료를 적용하여 예측 시기별 옥수수 수확량을 계산하였으며 각 기후예측모형의 다중 앙상블 멤버를 활용하여 수확량 예측의 불확실성 분석을 실시하고자한다.
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