기후변화 시나리오 자료의 불확실성 고려를 위한 대표 GCM 선정기법 개발

정임국 ( Jung Imgook ),음형일 ( Eum Hyung-il ),이은정 ( Lee Eun-jeong ),박지훈 ( Park Jihoon ),조재필 ( Cho Jaepil ) 한국농공학회 2018 한국농공학회논문집 Vol.60 No.5

It is necessary to select the appropriate global climate model (GCM) to take into account the impacts of climate change on integrated water management. The objective of this study was to develop the selection technique of representative GCMs for uncertainty in climate change scenario. The selection technique which set priorities of GCMs consisted of two steps. First step was evaluating original GCMs by comparing with grid-based observational data for the past period. Second step was evaluating whether the statistical downscaled data reflect characteristics for the historical period. Spatial Disaggregation Quantile Delta Mapping (SDQDM), one of the statistical downscaling methods, was used for the downscaled data. The way of evaluating was using explanatory power, the stepwise ratio of the entire GCMs by Expert Team on Climate Change Detection and Indices (ETCCDI) basis. We used 26 GCMs based on CMIP5 data. The Representative Concentration Pathways (RCP) 4.5 and 8.5 scenarios were selected for this study. The period for evaluating reproducibility of historical period was 30 years from 1976 to 2005. Precipitation, maximum temperature, and minimum temperature were used as collected climate variables. As a result, we suggested representative 13 GCMs among 26 GCMs by using the selection technique developed in this research. Furthermore, this result can be utilized as a basic data for integrated water management.

불균형 두 집단의 매칭방법 제안

정임국(Imgook Jung),노윤환(Yunhwan Noh),조영석(Youngseuk Cho) 한국데이터정보과학회 2018 한국데이터정보과학회지 Vol.29 No.3

관찰연구 (observational study)에서 사건이 발생한 관측데이터와 사건이 발생하지 않은 관측데이터는 연구 참여 이전에 다른 성향의 데이터일 가능성이 높고, 표본선택 편의 (sample selection bias)의 발생 가능성이 높아지게 된다. 또한 관심 있는 사건이 발생한 관측데이터와 그렇지 않은 관측데이터 수의 불일치가 일어날 가능성이 매우 높다. 이러한 불균형을 해결하는 방법으로 성향점수매칭(propensity score matching: PSM)이 사용되고 있다. 본 논문은 표본선택 편의와 관측데이터 수의 불균형을 해결하기 위해 새로운 방법을 제안하고 그 결과를 비교하고자 한다. In this article, we propose a statistical method to find the equivalent group in observational data by using conversion score. In observational study, treatment group and control group are likely to be different groups before research participation. Thus the difference makes rise of selection bias occurrence possibility. In addition, selection bias makes difference between treatment group and control group. One of the methods to overcome the imbalance is propensity score matching (PSM). For case analysis, we use the 2014 traffic accident data.

다중 GCM모형을 적용한 동해안유역의 유출특성에 관한 연구

정은태(Jung, Euntae),박지훈(Park, Jihoon),조재필(Cho, Jaepil),정임국(Jung, Imgook) 대한토목학회 2018 대한토목학회 학술대회 Vol.2018 No.10

도로위의 기상요인이 교통사고에 미치는 영향 - 부산지역을 중심으로 -

이경준,정임국,노윤환,윤상경,조영석,Lee, Kyeongjun,Jung, Imgook,Noh, Yunhwan,Yoon, Sanggyeong,Cho, Youngseuk 한국데이터정보과학회 2015 한국데이터정보과학회지 Vol.26 No.3

Them traffic accidents have been increased every year due to increasing of vehicles numbers as well as the gravitation of the population. The carelessness of drivers, many road weather factors have a great influence on the traffic accidents. Especially, the number of traffic accident is governed by precipitation, visibility, humidity, cloud amounts and temperature. The purpose of this paper is to analyse the effect of road weather factors on traffic accident. We use the data of traffic accident, AWS weather factors (precipitation, existence of rainfall, temperature, wind speed), time zone and day of the week in 2013. We did statistical analysis using logistic regression analysis and decision tree analysis. These prediction models may be used to predict the traffic accident according to the weather condition. 교통사고는 인구의 증가와 그에 따른 자동차의 증가로 인하여 매년 증가하고 있다. 그러한 교통사고의 원인은 운전자의 부주의뿐만 아니라 도로상의 기상상황에 의해 영향을 받는다. 특히, 강수량, 시계, 습도, 흐림 정도, 기온 등에 의해 많은 교통사고들이 영향을 받는다. 따라서 본 연구는 다양한 기상 요인의 영향 정도에 따른 교통사고 발생 유무의 분석을 목적으로 하였다. 부산 해운대구의 센텀남대로 및 해운대로의 2013년도 교통사고 발생 자료와 지역별 상세 기상 관측 자료인 AWS 기상자료(시간당 강수량, 강수유무, 기온, 풍속), 시간대, 요일을 활용하여 로지스틱 회귀모형 및 의사결정나무모형을 이용하여 분석하였다. 그 결과 기상 요인 중 강수유무와 기온이 교통사고 발생에 영향을 미치는 요인으로 나타났다. 이러한 결과는 도로위의 기상상태에 따른 교통사고의 발생을 예측하는데 유용하게 사용할 수 있을 것이다.

남한지역 일단위 강우량 공간상세화를 위한 BCSA 기법 적용성 검토

황세운 ( Hwang Syewoon ),정임국 ( Jung Imgook ),김시호 ( Kim Siho ),조재필 ( Cho Jaepil ) 한국농공학회 2021 한국농공학회논문집 Vol.63 No.6

BCSA (Bias-Correction and Stochastic Analog) is a statistical downscaling technique designed to effectively correct the systematic errors of GCM (General Circulation Model) output and reproduce basic statistics and spatial variability of the observed precipitation filed. In this study, the applicability of BCSA was evaluated using the ASOS observation data over South Korea, which belongs to the monsoon climatic zone with large spatial variability of rainfall and different rainfall characteristics. The results presented the reproducibility of temporal and spatial variability of daily precipitation in various manners. As a result of comparing the spatial correlation with the observation data, it was found that the reproducibility of various climate indices including the average spatial correlation (variability) of rainfall events in South Korea was superior to the raw GCM output. In addition, the needs of future related studies to improve BCSA, such as supplementing algorithms to reduce calculation time, enhancing reproducibility of temporal rainfall patterns, and evaluating applicability to other meteorological factors, were pointed out. The results of this study can be used as the logical background for applying BCSA for reproducing spatial details of the rainfall characteristic over the Korean Peninsula.

기후변화 적응을 위한 사용자 중심의 기후서비스체계 제안 및 사용자인터페이스 플랫폼 개발

조재필(Cho, Jaepil),정임국(Jung, Imgook),조원일(Cho, Wonil),이은정(Lee, Eun-Jeong),강대인(Kang, Daein),이준혁(Lee, Junhyuk) 한국기후변화학회 2018 한국기후변화학회지 Vol.9 No.1

BCSA를 적용한 남한지역 CMIP5 GCM 강수량 산출물 공간상세화

황세운 ( Syewoon Hwang ),정임국 ( Imgook Jung ),조재필 ( Jaepil Cho ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-

GCM(General Circulation Model)은 전지구 표면, 대기를 대상으로 자료의 형태, 기상요소, 자료기간 등에 있어 일관성 있는 기상모의·예측정보를 제공한다. 한편 GCM의 원시산출물(raw data)은 농업·수자원분야 등 응용분야의 필요 기후 자료나 기후변화 영향평가를 위해 활용하기에 기후재현성과 기후정보 시공간 해상도에 있어 한계점을 가지고 있으며 이를 보완하기 위해 다양한 기법들이 응용분야와 과정별로 개발·적용되어왔다. BCSA(Bias-Correction and Stochastic Analog)는 GCM 산출물의 계통적 오차(systematic bias) 보정과 강우 공간변동성을 재현하는 고해상도 상세화를 위해 최근 고안되어 미국지역에 적용된 바 있는 기법이다. 본 연구에서는 강우의 공간변동성이 크며 시기별 강우특성이 다른 몬순기후대에 속하는 남한지역에 대해 BCSA의 적용성을 평가하고 공간상세화 미래기후 전망을 제시하였다. 기후모델 산출물로 CMIP5 GCM 29종 모형을 선정하여 RCP4.5, RCP8.5 시나리오에 대한 과거재현기간(1976∼2005)과 미래기간(∼2099) 전망자료를 60개 종관기상관측(ASOS)지점단위로 공간상세화 하였다. 과거기간에 대한 적용 결과로 ASOS 자료의 일단위 시·공간변동성에 대한 재현성을 평가하고 미래기간에 대한 상세화된 예측정보는 단·중·장기 미래기간으로 나누어 분석결과를 제시하였다. 관측자료 대비 공간상관성 비교결과, 남한지역의 강우 사상의 평균적 공간상관성(변동성)을 비롯하여 다양한 기후지수에 대한 재 현성이 높은 것으로 나타났으며 미래 전망 결과 또한 GCM 원시자료의 변동성을 보존하는 결과를 보였다. 더불어 심도 있는 분석을 바탕으로 계산시간 단축을 위한 알고리듬 보완, 시간적 강우 패턴에 대한 재현성 제고, 다른 기상요소에 대한 적용성 평가 등 BCSA 개선을 위한 향후 관련연구의 필요성에 대한 고찰이 이루어졌다. 본 연구 결과는 강우의 공간적 변동성이 중요한 인자로 작용하는 수문·수질 및 농업분야에 기후모델 기반 기상정보를 합리적으로 적용하기 위해 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

기후 위성강우 자료 산출 및 평가

박지훈 ( Jihoon Park ),정임국 ( Imgook Jung ),박경원 ( Kyungwon Park ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-

본 연구의 목적은 아시아-태평양 지역에 위치한 국가에 대해 위성강우 자료를 기반으로 신뢰성 높은 격자 기후 자료를 생산하여 제공하는 데 있다. 격자 기후 자료를 제공할 대상 지역은 바누아투로 선정하였다. 자료 제공기간은 1998-2017년이며, TRMM TMPA(The TRMM Multisatellite Precipitation Analysis)와 GPM IMERG(Integrated Multi-Satellite Retrievals for GPM)를 이용하여 원시위성자료를 구축하였다. 신뢰성 높은 격자 강우 자료를 생산하기 위해 지점 관측 자료를 이용하여 원시위성자료에 대해 편의보정을 수행하였다. 편의보정 기법은 GRA(Geographical Ratio Analysis)를 이용하여 수행하였다. 편의보정 결과에 대한 검증은 바누아투에서 사용할 수 있는 종관기상관측장비(Automated Synoptic Observation System, ASOS)의 수가 제한적이라, 한반도의 ASOS를 이용하여 수행하였다. 최종적으로 바누아투의 편의보정한 위성자료를 20년 평균 연강수량, 월강수량으로 나타내었으며, 편의보정을 통해 원시위성자료에 비해 전체적으로 개선된 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 생산한 기후 격자 자료는 추후 바누아투의 농업, 수자원 분야 등의 다양한 응용분야에 활용하여 보다 과학적인 정책을 수립하는데 기여할 것으로 사료된다.

CMIP5 GCMs과 추정 방법에 따른 우리나라 기준증발산량 평가

박지훈,조재필,이은정,정임국,Park, Jihoon,Cho, Jaepil,Lee, Eun-Jeong,Jung, Imgook 한국농촌계획학회 2017 농촌계획 Vol.23 No.4

The main objective of this study was to assess reference evapotranspiration based on multiple GCMs (General Circulation Models) and estimation methods. In this study, 10 GCMs based on the RCP (Representative Concentration Pathway) 4.5 scenario were used to estimate reference evapotranspiration. 54 ASOS (Automated Synoptic Observing System) data were constructed by statistical downscaling techniques. The meteorological variables of precipitation, maximum temperature and minimum temperature, relative humidity, wind speed, and solar radiation were produced using GCMs. For the past and future periods, we estimated reference evapotranspiration by GCMs and analyzed the statistical characteristics and analyzed its uncertainty. Five methods (BC: Blaney-Criddle, HS: Hargreaves-Samani, MK: Makkink, MS: Matt-Shuttleworth, and PM: Penman-Monteith) were selected to analyze the uncertainty by reference evapotranspiration estimation methods. We compared the uncertainty of reference evapotranspiration method by the variable expansion and analyzed which variables greatly influence reference evapotranspiration estimation. The posterior probabilities of five methods were estimated as BC: 0.1792, HS: 0.1775, MK: 0.2361, MS: 0.2054, and PM: 0.2018. The posterior probability indicated how well reference evapotranspiration estimated with 10 GCMs for five methods reflected the estimated reference evapotranspiration using the observed data. Through this study, we analyzed the overall characteristics of reference evapotranspiration according to GCMs and reference evapotranspiration estimation methods The results of this study might be used as a basic data for preparing the standard method of reference evapotranspiration to derive the water management method under climate change.

사용자 중심의 기후변화 시나리오 상세화 기법 개발 및 한반도 적용

조재필(Cho, Jaepil),정임국(Jung, Imgook),조원일(Cho, Wonil),황세운(Hwang, Syewoon) 한국기후변화학회 2018 한국기후변화학회지 Vol.9 No.1