이어도 해양과학기지 관측 자료를 활용한 인공위성 고도계 해수면고도 검증

우혜진,박경애,정광영,권석재,오현주,Hye-Jin Woo,Kyung-Ae Park,Kwang-Young Jeong,Seok Jae Gwon,Hyun-Ju Oh 대한원격탐사학회 2023 大韓遠隔探査學會誌 Vol.39 No.5

Satellite altimeters have continuously observed sea surface height (SSH) in the global ocean for the past 30 years, providing clear evidence of the rise in global mean sea level based on observational data. Accurate altimeter-observed SSH is essential to study the spatial and temporal variability of SSH in regional seas. In this study, we used measurements from the Ieodo Ocean Research Station (IORS) and validate SSHs observed by satellite altimeters (Envisat, Jason-1, Jason-2, SARAL, Jason-3, and Sentinel-3A/B). Bias and root mean square error of SSH for each satellite ranged from 1.58 to 4.69 cm and 6.33 to 9.67 cm, respectively. As the matchup distance between satellite ground tracks and the IORS increased, the error of satellite SSHs significantly amplified. In order to validate the correction of the tide and atmospheric effect of the satellite data, the tide was estimated using harmonic analysis, and inverse barometer effect was calculated using atmospheric pressure data at the IORS. To achieve accurate tidal corrections for satellite SSH data in the seas around the Korean Peninsula, it was confirmed that improving the accuracy of tide data used in satellites is necessary.

이어도 해양과학기지 관측 파고와 인공위성 관측 유의파고 차이의 특성 연구 (2004~2016)

우혜진,박경애,변도성,이주영,이은일,WOO, HYE-JIN,PARK, KYUNG-AE,BYUN, DO-SEONG,LEE, JOOYOUNG,LEE, EUNIL 한국해양학회 2018 바다 Vol.23 No.1

이어도 해양과학기지 유의파고 자료와 인공위성(GFO, Jason-1, Envisat, Jason-2, Cryosat-2, SARAL) 고도계 유의파고 자료를 비교하기 위하여 2004년 12월부터 2016년 5월까지 약 12년 동안의 위성-이어도 관측 유의파고 사이의 일치점 데이터베이스를 생산하였다. 위성 유의파고는 이어도 해양과학기지 유의파고에 대하여 약 0.34 m의 평균 제곱근 오차와 0.17 m의 양의 편차를 나타내었다. 위성과 이어도 관측 유의파고 차는 특이한 계절변동이나 경년변동을 보이지 않고 위성이 중복 관측하는 기간에 대해서 유사한 변동 특성을 보여 위성 자료의 일관성을 확인할 수 있었다. 위성-이어도 유의파고 차이에 대한 바람장의 영향을 조사한 결과 모든 위성에 대해 평균적으로 0.17 m 정도의 양의 편차가 나타났다. 지형 및 해양과학기지 구조물의 영향을 파악하기 위하여 파향에 대한 파고 오차의 특이성을 분석하였으나 통계적으로 유의미한 특성이 나타나지 않았다. 위성-이어도 일치점의 거리에 따른 영향을 조사하기 위하여 위성-이어도 간의 거리에 대한 함수로 오차의 특성을 분석한 결과 평균은 거리와 무관하게 0.14 m로 거의 일정하게 유지되는 반면에 오차의 최댓값과 최솟값 사이의 진폭은 이어도로부터 멀어질수록 선형적으로 증가하는 특성이 발견되었다. 반면에 동해 해양기상위성부이를 활용한 위성 유의파고 자료의 정확도 평가 결과, 위성-실측 자료 사이의 평균 제곱근 오차는 0.27 m로 상대적으로 작은 오차가 발생하였으며, 이어도 파고 자료와 같이 특이한 오차 특성은 발견되지 않았다. 이어도 파고 관측 기기의 상이성을 고려하여 이 연구에서는 위성 유의파고 자료를 기반으로 이어도 유의파고 자료를 보정하는 식을 제안하였다. 또한 이어도 해양과학기지가 국제적인 해양관측 기지로 격상되기 위해서는 자료의 신뢰도 확보가 우선되어야 함을 강조하고 방법과 전략을 제시하였다. In order to compare significant wave height (SWH) data from multi-satellites (GFO, Jason-1, Envisat, Jason-2, Cryosat-2, SARAL) and SWH measurements from Ieodo Ocean Research Station (IORS), we constructed a 12 year matchup database between satellite and IORS measurements from December 2004 to May 2016. The satellite SWH showed a root mean square error (RMSE) of about 0.34 m and a positive bias of 0.17 m with respect to the IORS wave height. The satellite data and IORS wave height data did not show any specific seasonal variations or interannual variability, which confirmed the consistency of satellite data. The effect of the wind field on the difference of the SWH data between satellite and IORS was investigated. As a result, a similar result was observed in which a positive biases of about 0.17 m occurred on all satellites. In order to understand the effects of topography and the influence of the construction structures of IORS on the SWH differences, we investigated the directional dependency of differences of wave height, however, no statistically significant characteristics of the differences were revealed. As a result of analyzing the characteristics of the error as a function of the distance between the satellite and the IORS, the biases are almost constant about 0.14 m regardless of the distance. By contrast, the amplitude of the SWH differences, the maximum value minus the minimum value at a given distance range, was found to increase linearly as the distance was increased. On the other hand, as a result of the accuracy evaluation of the satellite SWH from the Donghae marine meteorological buoy of Korea Meteorological Administration, the satellite SWH presented a relatively small RMSE of about 0.27 m and no specific characteristics of bias such as the validation results at IORS. In this paper, we propose a conversion formula to correct the significant wave data of IORS with the satellite SWH data. In addition, this study emphasizes that the reliability of data should be prioritized to be extensively utilized and presents specific methods and strategies in order to upgrade the IORS as an international world-wide marine observation site.

임원보수공시에 따른 경영자의 차별적 원가전략

우혜진(Wu, Hye Jin),박종국(Park, Jong Kook),홍영은(Hong, Young Eun) 한국관리회계학회 2020 관리회계연구 Vol.20 No.3

[연구목적] 본 연구의 목적은 임원개인별보수공시가 기업의 원가전략에 영향을 미치는지를 살펴보는데 있다. 2013년 5월 28일 자본시장법 개정으로 상장회사들은 2014년부터 5억 이상인 임원 개인별 보수를 공시하여 오고 있다. 이로 인해 주주들은 임원들에게 주어지는 보수가 경영성과와 대비하여 적정한지를 평가할 수 있게 된 반면에 공시의무가 있는 기업에서는 임원보수와 성과간의 연동에 대한 부담이 더욱 커지게 되었다. 따라서 임원개인별보수를 공시하는 기업의 경영자들은 비공시 기업에 비해 성과에 훨씬 더 민감하게 반응할 가능성이 높아 매출액 감소시 보수와 성과를 연동시키고자 유휴자원을 적극적으로 축소시킬 유인도 더 클 것이다. 이에 본 연구에서는 임원개인별보수를 공시하는 기업과 공시하지 않는 기업 간에 원가하방경직성이 차별적으로 나타나는지를 분석하였다. [연구방법] 코스닥 및 거래소 상장기업 자료를 이용하여 임원 개인별 보수 공시 이후 기간은 처음으로 임원 개인별 보수를 공시하기 시작한 2013년~2015년까지와 보수공시 대상 공개범위를 미등기 임원과 직원으로 확대하는 내용을 담은 개정안이 통과된 2016년~2018년까지로 구분하여 회귀분석을 실시하였다. [연구결과] 분석결과, 임원개인별보수 공시기업의 원가하방경직성이 임원개인별보수 비공시 기업의 원가하방경직성보다 더 낮은 것으로 나타났다. [연구의 시사점] 본 연구는 임원개인별보수 공시여부가 경영자의 비용의사결정에도 영향을 미칠 수 있음을 제시하였다는데 의의가 있으며 보수 공시자료를 이용한 투자자들의 의사결정에도 주요한 자료원으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다. [Purpose] This study examines whether the impact of disclosure system of executive compaensation on cost strategies. On May 28, 2013, the Capital Markets Act was amended, and publicly traded companies have publicly announced compensation since 2014. This study examines whether the impact of disclosure system of executive compaensation on cost strategies. When the “Law on Capital Market and Financial Investment Corporation” (hereinafter referred to as “Capital Market Law”) was amended in 2013, the details of the manager’s pay exceeding 500 million Won would be made open to the public. As a result, shareholders can evaluate whether executive compensation is appropriate compared to management performance. On the other hand, in companies that are obligated to disclose compensation, the burden on the relation between executive compensation and performance increases. Therefore, executives of companies that disclose executive compensation are more likely to respond sensitively to performance than companies that do not disclose. And thus, when sales are reduced, companies that disclose executive compensation will have a great incentive to reduce idle resources in order to increase the link between compensation and performance. This study analyzed whether the cost stickiness is differentiated between companies that disclose individual executive compensation and those that do not. [Methodology] Using data from listed companies on the KOSDAQ and the KOSPI, The period after the disclose individual executive compensation was divided into 2013-2015 when the disclose individual executive compensation began to be disclosed for the first time, and 2016-2018 when the revision bill was passed, which included the expansion of the scope of disclose individual executive compensation to unregistered executives and employees. [Findings] According to the analysis, the cost stickiness of the companies that disclose individual executive compensation was lower than companies that do not disclose individual executive compensation. [Implications] This study analyzes how management strategies of companies, particularly the cost strategy of leading companies, respond to the disclosure system of executive compensation. This research will help investors make decisions.

AHP 기법을 이용한 새만금유역에서의 축산계 비점오염원 우선관리지구 평가

우혜진 ( Hye-jin Woo ),장태일 ( Taeil Jang ),소현철 ( Hyunchul So ),최진규 ( Jin-kyu Choi ),손재권 ( Jae-kwon Son ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

새만금 상류유역은 농경지의 비율이 높고 토지계 및 축산계에서 유발되는 농업비점오염원이 전체 오염물질 배출량의 큰 비중을 차지하고 있어 비점오염원에 대한 관리가 시급한 상황이다. 본 연구에서는 새만금유역을 대상으로 수질에 영향을 미치는 오염원에 대하여 조사하고 AHP 기법을 적용하여 효과적인 비점오염관리를 위한 우선관리지구를 평가하였다. 비점오염원 우선관리지구 선정을 위한 평가지표로 크게 비점오염원 발생특성, 비점오염원 배출특성, 비점오염원 유출특성을 상위기준으로 설정하였다. 각 기준별 지표로는 비점 발생 특성에선 가축사육두수, 농경지 면적, 비점 배출 특성에선 축산계 배출 부하량 비율, 축산계 배출 부하량 증가율, 토지계 배출 부하량 비율, 토지계배출 부하량 증가율, 비점 유출 특성에선 강우량, 불투수 면적 비율, 지면경사율을 사용하였다. 평가지표는 AHP 기법을 활용한 쌍대비교분석을 통해 가중치를 설정하고 평가지표에 대한 가중치를 산정하였다. 비점오염 관리를 위한 영향지수 산정 결과, 유역 내 우선관리지구는 김제시 공덕면, 용지면, 황산면 일대로 선정되었다. 이는 토지계 부하량보다 축산계 부하량이 가중치가 높게 산정되었기 때문으로 비점오염원의 영향은 토지계보다 축산계의 영향을 더 받는 것으로 나타났다. 현재 가축분뇨의 액비자원화에 따른 농경지 환원을 장려하는 “자연순환농업”의 육성을 위하여 ‘가축분뇨 액비유통 활성화 사업’이 전국적으로 추진 중에 있으며, 농가 및 사업자의 상호이해에 따라 향후 액비의 수요가 증가할 것으로 판단된다. 본 연구 결과가 이러한 액비유통 수요의 증가와 맞물려 비점오염원 제어와 관리를 위한 정책 수립에 좋은 자료가 될 수 있을 것으로 기대된다.

감사인지정제도와 지정사유별 기업의 전략적 회계선택

우혜진 ( Wu Hye-jin ),박종국 ( Park Jong-kook ) 한국세무회계학회 2021 세무회계연구 Vol.- No.67

[연구목적] 감사인지정제도는 감사인의 독립성 확보를 통해 회계투명성을 증가시키고 회계정보이용자를 보호하고자 1990년부터 시행된 제도이다. 그러나 외감법인 중 극히 일부만을 대상으로 최대 3년 이내로 시행되고 있는 감사인지정제도가 회계품질을 높이기 위한 사전적 규제장치로서 역할을 하고 있는지는 꾸준히 의문이 제기되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 감사인지정 사유가 뚜렷이 대비되는 상장예정을 사유로 감사인지정을 받은 기업과 감리지적의 사유로 감사인지정을 받은 표본을 대상으로, 감사인지정 중 기간의 회계품질이 감사인지정 종료 이후에 어떻게 변화되고 있는지를 살펴보고자 한다. 더 나아가 감사인지정 종료 후 자유수임으로 감사인 지정방법이 변경되는 첫 해에 지정감사인을 계속감사인으로 선임하는지의 여부에 따른 회계품질의 변화도 살펴보고자 한다. [연구방법] 2006년~2016년까지 유가증권시장 및 코스닥시장에 상장된 기업을 대상으로 실증분석을 실시하였다. 회계품질의 변화는 수정된 Jones모형(Dechow et al., 1995)을 사용하여 재량적 발생으로 추정하였다. [연구결과] 실증분석결과 첫째, 상장예정을 사유로 감사인지정을 받은 기업의 경우 감사인지정 종료 후 2번째 연도와 3번째 연도에서 재량발생이 감소하는 것으로 나타났다. 이는 감사인지정 기간의 지정 감사인은 공모 주식의 최초 발행가를 높이기 위해 이익을 상향 조정하고자 하는 경영자의 유인을 억제하지 못한 반면, 감사인 지정 종료 이후의 자유수임 감사인은 높아진 감사위험으로 인해 보다 보수적인 감사를 할 유인이 높아진 것으로 해석할 수 있다. 둘째, 상장예정을 사유로 감사인 지정을 받은 표본을 대상으로 감사인지정 기간의 지정감사인을 감사인지정 종료 후 계속감사인으로 선임하는지의 여부에 따른 회계품질의 변화를 살펴본 결과, 지정감사인을 계속감사인으로 선임할 경우 감사인지정 마지막 연도와 지정 종료 이후 기간의 재량발생에 차이가 없는 것으로 나타났다. 반대로 지정감사인을 계속감사인으로 선임하지 않은 경우는 감사인지정 마지막 연도보다 감사인지정 종료 후 2번째와 3번째 연도에 재량발생이 더 낮은 것으로 나타났다. 이는 기존의 지정감사인을 계속감사인으로 선임하는 것보다 새로운 자유수임 감사인의 독립성이 더 높은 결과로 해석될 수 있다. 셋째, 감리지적을 사유로 감사인지정을 받은 표본에서는 감사인 지정 마지막 연도와 지정 종료 이후 기간의 재량발생의 차이가 없는 것으로 나타났다. 이는 감리조치 기업 자체에 내재된 높은 감사위험으로 인해 회계품질을 계속 유지하려는 경영자와 감사인 간의 유인이 일치한 결과로 해석 할 수 있다. 마지막으로, 감리지적 표본의 계속감사인 선임여부에 따른 회계품질의 변화에서는 지정감사인을 계속감사인으로 선임하는지의 여부와 상관없이 감사인지정 마지막 연도와 지정 종료 이후 기간의 재량발생에는 차이가 없는 것으로 나타났다. [연구의 시사점] 실증분석결과를 종합해 볼 때, 감사인지정제도가 사전적 규제장치로서 기능하고 있는지의 여부는 감사인 지정사유별로 차별적으로 나타날 수 있다는 것을 알 수 있다. 이에 감사인지정제도에 관한 법제도나 제반환경에 대한 보완책을 감사인 지정사유별로 구체화시키는 노력이 필요하다고 판단된다. 또한 최근 도입 예정인 주기적 감사인지정제도 역시 감사인지정 사유에 따라 경영자 및 감사인의 유인이 달라질 수 있음을 고려하여 정책이 입안되어야 함을 시사한다. [Purpose] Mandatory Auditor Designation was implemented to ensure the professionalism of the auditors. After the existing Free Audit Engagement System was considered to hurt each auditor’s independence, a new system was created in 1990 to increase accounting transparency and to protect accounting information users. However, only very few external auditing firms use Mandatory Auditor Designation, for a maximum of only three years. Therefore, it is questionable whether the system is truly useful as a preliminary regulation device that increases accounting quality. This research observed companies that received auditor designation as a result of becoming a listed corporation (IPO) compared to those that received auditor designation due to point out of Supervision. Using these samples, the research will compare how the accounting quality changed during and after auditor designation. Furthermore, whether or not the designated auditors will be brought back as consecutive auditors during the first year of Free Audit Engagement System following mandatory auditor designation, and the change in accounting quality that follows. [Methodology] An empirical analysis was conducted on companies listed on the KOSPI and KOSDAQ markets from 2006 to 2016. Accounting quality is determined by the discretionary accruals measured by the Jones Model (Dechow et al., 1995), and the analysis is as follows: [Findings] First, for corporations that received a mandatory auditor due to IPO saw a decrease in discretionary accruals between 2nd and 3rd year after auditor designation ended. This is caused by the designated auditor not being able to stop the manager raising the issue price of stocks in a public offering to increase profits, and the auditor by free audit engagement system following the auditor from auditor designation carrying out a conservative audit due to the increased audit risks from the said action by the managers. Second, the difference in accounting quality of when the designated auditors are brought back as consecutive auditors during the first year of Free Audit Engagement System following mandatory auditor designation and cases where they were not were analysed. In the case of the former, the amount of discretionary accruals remained unchanged after the auditor designation ended. On the contrary, the latter showed a higher discretionary accrual between the second and third year following end of auditor designation. This can be extrapolated to show that auditor by free audit engagement has a higher independence than existing designated auditors that are brought back as consecutive auditors. Third, cases in which auditor designation was received as a result of point out of Supervision was analysed. The discretionary accrual had no difference after the system ended. This is due to the agreement between the manager and auditors who are wishing to maintain the accounting quality due to increased audit risks. Lastly, discretionary accruals remained unchanged when designated auditors became consecutive auditors in point out of Supervision samples. [Implications] In conclusion, whether or not the mandatory auditor designation is a functioning regulation device depends on the reason of auditor designation. Therefore, legal changes of mandatory auditor designation or revisions to general environment must be specified per each reason of auditor designation. Moreover, periodic mandatory auditor designation, that is expected to be implemented in the near future, must be implemented with the understanding that consequences will differ depending on the reason for auditor designation.

Landsat 위성영상을 이용한 담수호의 수리 및 수질 특성 분석

우혜진 ( Hye Jin Woo ),장태일 ( Tae Il Jang ),손재권 ( Jae Kwon Son ),최진규 ( Jin Kyu Choi ) 전북대학교 농업과학기술연구소 2013 농업생명과학연구 Vol.44 No.2

Landsat-TM images were applied for evaluating the spatial variations of flow and water quality at the Saemangeum areas. For unsupervised classifications, the results from hydrodynamic modeling and water quality data were compared to the reflectance characteristics of the satellite images. Multiple regression analyses indicated that suspended sediment, transparency, salinity, total nitrogen, and total phosphorus showed a good relationship to the signature. Unsupervised classifications showed spatial variations of the water environments at the areas under construction. The results showed the satellite imagery may be applied for the project areas with a reasonable degree of accuracy.

아토피 피부염 환자에서 라텍스에 대한 피부단자검사와 RAST 양성율 조사

우혜진(Hye Jin Woo),박현정(Hyun Jeong Park),김형옥(Hyung Ok Kim) 대한피부과학회 2000 대한피부과학회지 Vol.38 No.11

Background:Natural rubber latex has become an important health concern in recent years, particularly in risk groups. Atopic dermatitis is well known risk factor for latex allergy, but there is no data or study of latex allergy in Korea. Objective:The purpose of this study was to investigate the prevalence of latex sensitization in atopic dermatitis patients. Methods:A total of 154 patients presenting with various diseases for allergologic evaluation was studied. A questionnaire-based history was taken, skin prick tests(SPT) with latex glove extract were done. In SPT positive patients, serum total IgE and latex-specific IgE by radioallergosorbent test(RAST) were measured, and a use test was also performed. Results:A total of 77 subjects(50%) was atopic. There were positive SPT reactions to latex in 13/77(16.9%). There were only 7 positive to the latex RAST in SPT positive patients. Except one patient, there were no clinically relevant latex allergy by history and challenge tests. Conclusion:The results of this study suggest that the prevalence of latex sensitization in atopic dermatitis patients is quite high(16.9%), and in latex allergy diagnosis, SPT is more sensitive than RAST. (Korean J Dermatol 2000;38(11):1475~1480)

해양에 대한 호기심과 친근감 향상을 위한 해양캠프 프로그램의 적용: 2004~2012년

박경애,우혜진,김경렬,이수광,정종률,조병철,강현주,Park, Kyung-Ae,Woo, Hye-Jin,Kim, Kyung-Ryul,Lee, Soo-Kwang,Chung, Jong-Yul,Cho, Byung-Cheol,Kang, Hyun-Joo 한국해양학회 2013 바다 Vol.18 No.3

해양에 대한 관심과 친근감을 함양하기 위하여 해양캠프 '여름바다학교' 프로그램을 개발하여 2004년부터 2012년까지 9년 동안 4학년에서 9학년까지 초등 및 중등학교 학생들에게 적용하였다. 여름바다학교의 프로그램은 스노클링 해상 훈련과 인근 해양관련 연구소 및 박물관 견학활동, 해양 관련 각종 체험 학습, 해양 및 지구과학 관련 야외답사 활동, 그리고 해양에 관한 다양한 주제의 강연으로 구성되었다. 본 해양캠프에 참가한 학생들의 정의적 및 인지적 특성 변화 및 해양학적 소양 변화를 평가하기 위한 9가지의 설문지를 작성하여 실시하였다. 통계 분석 결과, 여름바다학교 시행 후 정도의 차이는 보이나 모든 학생들이 해양에 대한 흥미, 호기심, 열정 등 정의적 특성이 향상된 결과를 보였다. 13가지 소양 항목으로 분석한 해양에 관한 인지적 특성도 40%가 향상된 것으로 나타났다. 여름바다 학교에 대한 학부모들의 반응도 조사 분석하여 제시하였다. 초기에는 전공분야로서 해양에 대한 관심이 크지 않았던 몇몇 학생들이 수 년이 지난 후 앞으로의 전공 분야로 해양학을 선정한 사례도 발견되었다. 이는 해양캠프 활동이 해양 분야의 잠재적 과학영재의 지원 체계로서 성공적인 기능을 한 것으로 평가된다. 본 연구는 여름 해양캠프 활동의 장기 수행이 학생들의 과학에 대한 잠재적 능력이 즉각적으로 나타나지 않더라도 가까운 미래에 발현하게 할 수 있는 긍정적인 효과가 있음을 보였다. 이는 차세대 해양 인력 양성을 위해 과학 캠프와 같은 프로그램들이 좀 더 발전적으로 개발되고 수행될 수 있도록 정책적 지원이 필요함을 시사한다. In order to enhance scientific interest and a sense of affinity about ocean, the programs of the oceanic camp 'oceanic summer school' were developed and applied to $4^{th}$ and $9^{th}$-grade elementary and middle school students for 9 years from 2004 to 2012. It was composed of oceanic training for snorkeling, a tour to oceanic institutes and museums near the camp academy place, experimental learning in oceanic-related field, field trips for ocean and earth sciences, and lectures on various subjects of ocean. We developed and implemented 9-kinds of inquiry surveys to evaluate changes in cognitive and affective characteristics, and ocean literacy of students participated at the present oceanic summer camp. Based on the statistical analysis, affective characteristics such as interest, inquisitiveness, passion, and so on, were enhanced. Analysis of ocean literacy revealed that cognitive characteristics of the students were increased by 40%. We presented parents' responses on the programs of oceanic summer school. Some students with less initial interest of ocean have positively changed to make up their minds to be a oceanographer in several years later. In light of this, the summer school can be evaluated to be successfully functioned as a long-term support system for potentially young-talented students in the field of ocean science. This study addresses that long-term implementation of the summer oceanic camp may trigger students with potential talent toward in-depth science in the near future even though it could not bring positive effect immediately. This addresses the necessity of policy supports in order that various programs like the scientific camp should be more constructively developed and executed for next-generation manpower in oceanographic fields.

유전자 알고리즘을 이용한 IAWQ - Activated Sludge Model No.1의 Calibration과 불확실성 해석

김상현(Sang Hyun Kim),이현진(Hyun Jin Lee),김창원(Chang Won Kim),김성신(Sung Shin Kim),우혜진(Hye Jin Woo) 大韓環境工學會 2001 대한환경공학회지 Vol.23 No.3

이어도 해양과학기지 풍속 자료의 실시간 운용을 위한 기준 고도 변환 과정

변도성,김효원,이주영,이은일,박경애,우혜진,BYUN, DO-SEONG,KIM, HYOWON,LEE, JOOYOUNG,LEE, EUNIL,PARK, KYUNG-AE,WOO, HYE-JIN 한국해양학회 2018 바다 Vol.23 No.4

운용용으로 사용되는 대부분의 풍속자료는 10 m 기준 고도에서 측정 또는 생산된 자료이다. 이 연구는 이어도 해양과학기지 42.3 m 고도의 옥상 등대에서 측정 중인 풍속을 기준 고도의 풍속으로 변환시켜 국립해양조사원 누리집을 통해 실시간으로 제공하기 위한 사전 연구이다. 이를 위해 2015년에 이어도 기지에서 관측한 풍속을 대표적인 네 종류의 풍속 변환식 - 멱법칙식, 두 종류의 중립벽 로그법칙식(항력계수형, 거칠기 높이형), 대기 안정도 효과를 고려한 벽 로그법칙모델(안정도 고려 거칠기 높이형) -에 적용하였다. 관측 바람을 평가하는데 많이 사용되는 '안정도 고려 거칠기 높이형' 벽 로그법칙모델의 결과와 나머지 풍속 변환식 결과들을 서로 비교하였다. 그 결과 '거칠기 높이형' 벽 로그법칙식과 '안정도 고려 거칠기 높이형' 벽 로그법칙모델 간 편향과 평균 제곱근 편차는 각각 $-0.001m\;s^{-1}$와 $0.122m\;s^{-1}$로 가장 낮아 실시간 현업 운용 측면에서 상호 보완적으로 이 두 변환식을 함께 사용하는 것이 바람직하다는 결론을 도출하였다. 또한 이어도 해역에서 조석에 의한 풍속 관측 고도 변화가 풍속 변환에 미치는 영향을 분석하였다. 이들 변환식에 대한 조석 효과 고려 전후에 대한 비교 실험 결과, 편향과 평균 제곱근 편차는 각각 <$0.0001m\;s^{-1}$와 <$0.012m\;s^{-1}$로 그 영향은 미미하였다. 대기 표면 거칠기 높이를 사용하는 '거칠기 높이형' 벽 로그법칙식과 '안정도 고려 거칠기 높이형' 벽 로그 법칙모델을 이용하여 간편 풍속 변환식의 필수 입력값인 표면 거칠기 높이 값의 적절성에 관해 논의하였으며, 풍속 변환 정확도를 향상시킬 수 있는 표면 거칠기 높이 계산식을 제시하였다. 또한 인공위성 산란계(ASCAT) 풍속자료와 네 종류의 중립 연직 풍속 변환식들의 결과를 비교하여 이들 중 '안정도 고려 거칠기 높이형' 벽 로그법칙모델에서 안정도 항을 뺀 풍속 변환 모델의 정확도가 더 낫다는 결과를 제시하였다. 끝으로 이들 종래 $25m\;s^{-1}$ 이하 풍속에 최적화된 풍속 변환식들로부터 바람 항력계수를 산정 분석하여 강풍(${\geq}33m\;s^{-1}$) 환경에서도 적합한 풍속 변환식으로 개선 필요성에 관해 논의하였다. Most operational uses of wind speed data require measurements at, or estimates generated for, the reference height of 10 m above mean sea level (AMSL). On the Ieodo Ocean Research Station (IORS), wind speed is measured by instruments installed on the lighthouse tower of the roof deck at 42.3 m AMSL. This preliminary study indicates how these data can best be converted into synthetic 10 m wind speed data for operational uses via the Korea Hydrographic and Oceanographic Agency (KHOA) website. We tested three well-known conventional empirical neutral wind profile formulas (a power law (PL); a drag coefficient based logarithmic law (DCLL); and a roughness height based logarithmic law (RHLL)), and compared their results to those generated using a well-known, highly tested and validated logarithmic model (LMS) with a stability function (${\psi}_{\nu}$), to assess the potential use of each method for accurately synthesizing reference level wind speeds. From these experiments, we conclude that the reliable LMS technique and the RHLL technique are both useful for generating reference wind speed data from IORS observations, since these methods produced very similar results: comparisons between the RHLL and the LMS results showed relatively small bias values ($-0.001m\;s^{-1}$) and Root Mean Square Deviations (RMSD, $0.122m\;s^{-1}$). We also compared the synthetic wind speed data generated using each of the four neutral wind profile formulas under examination with Advanced SCATterometer (ASCAT) data. Comparisons revealed that the 'LMS without ${\psi}_{\nu}^{\prime}$ produced the best results, with only $0.191m\;s^{-1}$ of bias and $1.111m\;s^{-1}$ of RMSD. As well as comparing these four different approaches, we also explored potential refinements that could be applied within or through each approach. Firstly, we tested the effect of tidal variations in sea level height on wind speed calculations, through comparison of results generated with and without the adjustment of sea level heights for tidal effects. Tidal adjustment of the sea levels used in reference wind speed calculations resulted in remarkably small bias (<$0.0001m\;s^{-1}$) and RMSD (<$0.012m\;s^{-1}$) values when compared to calculations performed without adjustment, indicating that this tidal effect can be ignored for the purposes of IORS reference wind speed estimates. We also estimated surface roughness heights ($z_0$) based on RHLL and LMS calculations in order to explore the best parameterization of this factor, with results leading to our recommendation of a new $z_0$ parameterization derived from observed wind speed data. Lastly, we suggest the necessity of including a suitable, experimentally derived, surface drag coefficient and $z_0$ formulas within conventional wind profile formulas for situations characterized by strong wind (${\geq}33m\;s^{-1}$) conditions, since without this inclusion the wind adjustment approaches used in this study are only optimal for wind speeds ${\leq}25m\;s^{-1}$.