국지적 기상과 지형구조에서 나타나는 도로결빙위험 특성 연구

이채연(Chaeyeon Yi),이근희,안숙희,권혁기,양호진 대한지리학회 2020 대한지리학회 학술대회논문집 Vol.2020 No.11

도시폭염 대응 온도저감 효과 추정에 관한 연구

이채연(Yi, Chaeyeon),양호진(Yang, Hojin),이광진(Lee, Gwangjin),배민기(Bae, Mingi) 한국측량학회 2021 한국측량학회 학술대회자료집 Vol.2021 No.11

본 연구에서는 청주시를 대상으로 열스트레스가 높은 지역을 발굴하고 폭염 피해에 대응하기 위해 그린루프(옥상녹화), 쿨루프(차열페인트), 쿨링포그(안개분사), 클린로드(도로살수), 도시녹지 시나리오를 적용하였다. 도시규모의 미기후해석모델링 기법을 이용하여 폭염피해저감 시설이 온도나 열쾌적지수를 낮추는데 효과적인지를 추정하였다. 단기적으로 시행되는 쿨링포그와 클린로드는 물을 이용한 일시적인 기온 감소의 효과를 나타내나 시간지연에 따라 약간 상승하는 경향을 보이며, 열쾌적지수(UTCI)를 낮은 수준으로 변화시킨다. 장기적으로 그린루프와 쿨루프는 건물 지붕표면의 알베도를 변화시켜 표면온도를 낮추는 효과가 있다. 쿨루프를 적용한 지역은 초기에 기온 감소의 폭이 크며, 낮 동안 일사량 및 복사량이 증가함에도 불구하고 기온상승 폭이 가장 약한 것으로 나타났다. 도시 내에서 열스트레스가 가장 높은 산업단지를 상세분석한 결과, 열쾌적지수를 낮은 수준으로 변경한 시나리오는 쿨링포그, 쿨루프, 도시녹지 조성 시나리오였다. 이 3가지 시나리오가 청주에서 가장 열방출이 높은 산업단지와 주변지역에 적합하게 구현된다면 도시의 열환경과 에너지 소비가 개선될 수 있다. 본 연구의 결과가 폭염저감 시설 설치 및 폭염대응 정책에 대한 의사결정에 대한 민감도를 높이는 데 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

서울시 건물형태에 따른 거칠기길이 분포특성 연구

이채연(Chaeyeon Yi),권태헌(Tae Heon Kwon),박문수(Moon-Soo Park),최영진(Young Jean Choi),안승만(Seung Man An) 한국기상학회 2015 대기 Vol.25 No.2

The purpose of this study is for the fundamental understandings about building morphological parameters and aerodynamic roughness parameters of Seoul, Korea using the detailed urban geographic information datasets. Applied roughness parameter calculations are based on a digital map of buildings with lot area polygons. The quality of the developed roughness length (z<SUB>0</SUB>) of Seoul was evaluated with densely installed 107 automatic weather stations. The correlation coefficient results between averaged wind speeds of AWS data and averaged z<SUB>0</SUB> is ?0.303 in night and ?0.398 in day (200 m radii circles case). Further z<SUB>0</SUB> enhancement should follow by considering other surface features such as high tree and orography of Seoul. However, this study would meet the needs to for local- or meso-scale meteorological modeling applications of Seoul. However, further studies would require for enhancing the z<SUB>0</SUB> applications of Seoul.

도시의 지표형태학적 특성에 기반한 지면미기후 분석

이채연(Chaeyeon Yi),안승만(Seung Man An),김규랑(KyuRang Kim),권혁기(Hyuk-gi Kwon),민재식(Jae-Sik Min) 한국기상학회 2016 대기 Vol.26 No.3

Air temperature deviation (ATD) is one of major indicators to represent spatial distribution of urban heat island (UHI), which is induced from the urbanization. The purpose of this study is to evaluate the accuracy of air temperature deviation about Climate Analysis Seoul (CAS) workbench, which had developed by National Institute Meteorological Science and TU Berlin. Comparison and correlation analysis for CAS ATD including meso-scale air temperature deviation, local-scale air temperature deviation, total air temperature deviation, surface heat flux deviation, cold air production deviation among meso-scale numerical modelling variable in ‘Seoul Region’, micro-scale numerical modelling in ‘Detail Region’, and CAS workbench variable using observation data in ground stations. Comparison between night time OBS ATD and CAS ATD show that have most close values. Most of observations (dT<SUB>max</SUB> and dT<SUB>min</SUB>) have highly positive (dT<SUB>SHP</SUB>, dT<SUB>CA</SUB>, MD, TD, f<SUB>BS</SUB>, f<SUB>US</SUB>, f<SUB>WS</SUB>, h<SUB>B</SUB>) and negative (f<SUB>VS</SUB>, f<SUB>TV</SUB>, h<SUB>V</SUB>, Z) correlations. However, CAS workbench needs further improvement of both observational framework and analytical framework to resolve the problems; (1) night time OBS ATD of has closer values in compare with at high rise mountain area and (2) correlations are very dependable to meteorological scale.

우리나라 폭염 피해 결정요인 산정 및 관리 방향

이채연(Yi, Chaeyeon),권혁기(Kwon, Hyuk-Gi),배민기(Bae, Min Ki) 한국기후변화학회 2024 한국기후변화학회지 Vol.15 No.2

This study used a causal model to determine the factors that could affect the incidence of heat-related illnesses in heat waves. Through this, the causes of damage caused by heat waves are not simply limited to weather phenomena, but a data-based perspective is provided to understand the overall impact of heat waves on the human body, ecosystem, socio-economic system, etc. and the mechanism for the damage. We would like to provide it. For this purpose, this study selected detailed indicators of the number of heat wave diseases, heat wave meteorological factors, personal factors, environmental factors, disease factors, and social factors targeting 229 local governments, and constructed a database. In addition, factor analysis was performed to reduce the large number of detailed indicators, and a regression model was applied to analyze causal relationships with patients with heat-related illnesses. As a result of applying the regression model, the significance of personal factors, environmental factors, and social factors was shown, and the explanatory power of the model was only 40.1%. It is necessary to discover variables that can increase the explanatory power of the model in the future, but management by local governments is necessary for variables that represent the current explanatory power. The results of this study can be used as a basis for the national and local governments to establish reasonable heat wave damage reduction measures and can also contribute to the development of future institutionalization plans and heat wave damage prediction models.

몬테카를로 적분을 통한 3차원 점군의 건물 식별기법 연구

이채연 ( Chaeyeon Yi ),안승만 ( Seung-man An ) 한국지리정보학회 2020 한국지리정보학회지 Vol.23 No.4

실제 공간의 분포 또는 양적 속성을 대변하는 지리정보 입력은 지구시스템 모의 내에서 주요 관심사가 되고 있다. 많은 연구에서 다양한 격자 해상도에서의 지표면 특성에 대한 부정확한 추정이 모델링 결과를 크게 바꾸는 것으로 나타났다. 따라서, 이 논문은 도시지역 건물들의 분포와 면적·체적 속성을 반영하기 위해서, 항공라이다로 수집된 3DPC(three-dimensional point cloud) 샘플링 체계에 Monte Carlo Integration(MCI) 기법 기반 공간확률(spatial probability)을 적용을 제안하였다. 건물 식별과 관련해 공간확률(SP) 임계치, 격자 크기, 3차원점군 밀도 세 인자의 결정규칙 적용 결과가 비교되었다. 연구 결과, 건물의 격자가 커짐에 따라 식별되는 건물의 면적 속성이 증가하였다. 공간 모델링 및 분석의 신뢰성을 높이기 위해서는 샘플링 체계에서의 결정규칙을 사용하여 건물의 면적 속성을 조정하는 것이 권장된다. 제안된 방법은 모델링 분야가 요구하는 크고 작은 격자의 변화에서도 일정하게 건물 면적 속성이 유지되도록 지원할 것이다. Geospatial input setting to represent the reality of spatial distribution or quantitative property within model has become a major interest in earth system simulation. Many studies showed the variation of grid resolution could lead to drastic changes of spatial model results because of insufficient surface property estimations. Hence, in this paper, the authors proposed Monte Carlo Integration (MCI) to apply spatial probability (SP) in a spatial-sampling framework using a three-dimensional point cloud (3DPC) to keep the optimized spatial distribution and area/volume property of buildings in urban area. Three different decision rule based building identification results were compared : SP threshold, cell size, and 3DPC density. Results shows the identified building area property tend to increase according to the spatial sampling grid area enlargement. Hence, areal building property manipulation in the sampling frameworks by using decision rules is strongly recommended to increase reliability of geospatial modeling and analysis results. Proposed method will support the modeling needs to keep quantitative building properties in both finer and coarser grids.

거칠기길이를 이용한 바람통로 네트워크 구축

안승만,이규석,이채연,An, Seung Man,Lee, Kyoo-Seock,Yi, Chaeyeon 한국조경학회 2015 韓國造景學會誌 Vol.43 No.3

The purpose of this study is increasing ventilation network usability for urban green space planning by enhancing its practicality and detail. A ventilation network feature extraction technique using roughness length($z_0$) was proposed. Continuously surfaced DZoMs generated from $z_0$(cadastral unit) using three interpolations(IDW, Spline, and Kriging) were compared to choose the most suitable interpolation method. Ventilation network features were extracted using the most suitable interpolation technique and studied with land cover and land surface temperature by spatial overlay comparison. Results show Kriging is most suitable for DZoM and feature extraction in comparison with IDW and Spline. Kriging based features are well fit to the land surface temperature(Landsat-7 ETM+) on summer and winter nights. Noteworthy is that the produced ventilation network appears to mitigate urban heat loads at night. The practical use of proposed ventilation network features are highly expected for urban green space planning, though strict validation and enhancement should follow. (1) $z_0$ enhancement, (2) additional ventilation network interpretation and editing, (3) linking disconnected ventilation network features, and (4) associated dataset enhancement with data integrity should technically preceded to enhance the applicability of a ventilation network for green space planning. The study domain will be expanded to the Seoul metropolitan area to apply the proposed ventilation network to green space planning practice. 본 연구는 바람통로의 세밀도와 편이성을 향상시켜 도시 녹지계획 활용도를 높이는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 유체역학적 거칠기 특성을 나타내는 거칠기길이($z_0$)로부터 바람통로 네트워크 추출기법을 제안하였다. 지적필지 단위로 산출된 $z_0$에 IDW, Spline, Kriging 내삽기법을 적용해 표면이 연속적인 수치거칠기길이모델(DZoM)을 생성한 후 수계망 추출 기법을 적용해 바람통로 네트워크를 산출하였다. 내삽기법 적용 결과들을 비교하여 가장 적합한 내삽 기법을 정하고 산출된 바람통로와 토지피복 및 지표온도의 공간적 관계를 분석하였다. 연구결과 DZoM 산출기법 중 Kriging 기법의 적용성이 IDW 및 Spline 기법보다 우수한 것으로 나타났다. Kriging 기법을 이용하여 선형 추출한 바람통로 네트워크(Type B)와 Landsat-7 ETM+에서 산출한 여름철과 겨울철 야간 지표온도 분포를 비교한 결과는 공간적 일치도가 높았다. 주목할 부분으로 산출된 바람통로의 흐름이 도시의 야간 열 부하들을 완화하는 것으로 보인다. 추출된 바람통로 네트워크 사상들(features)에 대한 엄밀한 평가와 개선이 수행된다면 녹지계획 실무에 효과적으로 활용될 수 있을 것이다. 이를 위해서는 (1) 거칠기길이 개선, (2) 녹지계획 목적에 맞는 바람통로의 해석 및 편집, (3) 분절된 바람통로 네트워크 연결, (4) 관련 자료의 상세한 구축 및 무결성 확보 등이 선행되어야 할 것이다. 제안된 바람통로 네트워크의 녹지계획 적용을 위해 향후 연구범위를 수도권으로 확장할 계획이다.

도시림의 여름철 평균복사온도 저감 추정 연구

안승만,손학기,이규석,이채연,An, Seung Man,Son, Hak-gi,Lee, Kyoo-Seock,Yi, Chaeyeon 한국조경학회 2016 韓國造景學會誌 Vol.44 No.1

이 연구는 제안한 평균복사온도의 차감비교기법을 통해 도시림이 여름철 옥외 환경에 미치는 온열완화를 정량적으로 추정하고 평가는 것을 목적으로 한다. 항공 라이다 측량시스템 기반 3차원 점군자료로부터 도시림이 있는 모의 대상지와 도시림이 없는 모의 대상지 두 사례를 구축하여 SOLWEIG 기반에서 평균복사온도를 산출하고 두 값들을 비교 및 분석하였다. 연구를 통해 도시림 캐노피가 연구지역 전체 일평균 $T_{mrt}$를 약 $5^{\circ}C$ 정도 저감하며 태양의 위치와 지면 조건에 따라 시간평균 $T_{mrt}$가 $33^{\circ}C$까지 저감될 수 있음을 확인하였다. 결과들은 도시미기후 지표(풍속, 습도, 대기 온도 등) 및 생명기상(인지온도 등) 연구들을 향상시키고 더불어 삼림 기반 공공 녹색정책 개발에 활용될 수 있을 것이다. This study aimed to estimate and evaluate the thermal mitigation of the urban tree canopy on the summer outdoor environment by quantitative use of mean radiant temperature. This study applied the SOLWEIG model based $T_{mrt}$ comparison method by using both (1) urban tree canopy presence examples and (2) urban tree canopy absence examples as constructed from airborne LiDAR system based three-dimensional point cloud data. As a result, it was found that an urban tree canopy can provide a decrease in the entire domain averaged daily mean $T_{mrt}$ about $5^{\circ}C$ and that the difference can increase up to $33^{\circ}C$ depending both on sun position and site conditions. These results will enhance urban microclimate studies such as indices (e.g., wind speed, humidity, air temperature) and biometeorology (e.g., perceived temperature) and will be used to support forest based public green policy development.

서울지역의 고해상도 WISE-WRF 모델의 지표면 거칠기 길이 개선에 따른 민감도 분석

지준범(Joon-Bum Jee),장민(Min Jang),이채연(Chaeyeon Yi),조일성(Il-Sung Zo),김부요(Bu-Yo Kim),박문수(Moon-Soo Park),최영진(Young-Jean Choi) 한국기상학회 2016 대기 Vol.26 No.1

In the numerical weather model, surface properties can be defined by various parameters such as terrain height, landuse, surface albedo, soil moisture, surface emissivity, roughness length and so on. And these parameters need to be improved in the Seoul metropolitan area that established high-rise and complex buildings by urbanization at a recent time. The surface roughness length map is developed from digital elevation model (DEM) and it is implemented to the high-resolution numerical weather (WISE-WRF) model. Simulated results from WISE-WRF model are analyzed the relationship between meteorological variables to changes in the surface roughness length. Friction speed and wind speed are improved with various surface roughness in urban, these variables affected to temperature and relative humidity and hence the surface roughness length will affect to the precipitation and Planetary Boundary Layer (PBL) height. When surface variables by the WISE-WRF model are validated with Automatic Weather System (AWS) observations, NEW experiment is able to simulate more accurate than ORG experiment in temperature and wind speed. Especially, wind speed is overestimated over 2.5 m s<SUP>−1</SUP> on some AWS stations in Seoul and surrounding area but it improved with positive correlation and Root Mean Square Error (RMSE) below 2.5 m s<SUP>−1</SUP> in whole area. There are close relationship between surface roughness length and wind speed, and the change of surface variables lead to the change of location and duration of precipitation. As a result, the accuracy of WISE-WRF model is improved with the new surface roughness length retrieved from DEM, and its surface roughness length is important role in the high-resolution WISE-WRF model. By the way, the result in this study need various validation from retrieved the surface roughness length to numerical weather model simulations with observation data.

서울 수도권지역의 기하구조 및 토지이용도에 따른 식생냉각효과 분석

이한경(Hankyung Lee),양호진(Hojin Yang),이채연(Chaeyeon Yi),이지선(Ji-Sun Lee),김규랑(Kyu Rang Kim) 대한공간정보학회 2018 한국지형공간정보학회 학술대회 Vol.2018 No.11