연구논문 : 전산유체역학모형에 근거한 미기상 바람환경 영향평가 시스템

김규랑 ( Kyu Rang Kim ),구해정 ( Hae Jung Koo ),권태헌 ( Tae Heon Kwon ),최영진 ( Young Jean Choi ) 한국환경영향평가학회 2011 환경영향평가 Vol.20 No.3

Urban environmental problem became one of major issues during its urbanization processes. Environmental impacts are assessed during recent urban planning and development. Though the environmental impact assessment considers meteorological impact as a minor component, changes in wind environment during development can largely affect the distribution pattern of air temperature, humidity, and pollutants. Impact assessment of local wind is, therefore, a major element for impact assessment prior to any other meteorological impact assessment. Computational Fluid Dynamics (CFD) models are utilized in various fields such as in wind field assessment during a construction of a new building and in post analysis of a fire event over a mountain. CFD models require specially formatted input data and produce specific output files, which can be analyzed using special programs. CFD`s huge requirement in computing power is another hurdle in practical use. In this study, a CFD model and related software processors were automated and integrated as a microscale wind environmental impact assessment system. A supercomputer system was used to reduce the running hours of the model. Input data processor ingests development plans in CAD or GIS formatted files and produces input data files for the CFD model. Output data processor produces various analytical graphs upon user requests. The system was used in assessing the impacts of a new building near an observatory on wind fields and showed the changes by the construction visually and quantitatively. The microscale wind assessment system will evolve, of course, incorporating new improvement of the models and processors. Nevertheless the framework suggested here can be utilized as a basic system for the assessment.

알레르기 꽃가루 위험도 예보모델의 개발과 검증

김규랑 ( Kyu Rang Kim ),박기준 ( Ki Jun Park ),이혜림 ( Hye Rim Lee ),김미진 ( Mi Jin Kim ),최영진 ( Young Jean Choi ),오재원 ( Jae Won Oh ) 한국농림기상학회 2012 한국농림기상학회지 Vol.14 No.4

There are increasing number of allergic patients due to the increasing outdoor activities and allergenic pollens by local climate changes. Korea Meteorological Administration provides daily forecasts for pollen allergy warnings on the Internet. The forecast models are composed of pollen concentration models and risk grade levels. The accuracy of the models was determined in terms of risk grade. Pollen concentration models were developed using the observed data during from 2001 to 2006 and accuracy was validated against the data during from 2010 to 2011. The accuracy was different from location to location. The accuracy for most tree species was higher in April than that in May. The accuracy for weed species was higher in October than in September. Our result suggest that the models presented in this study can be used to estimate daily number and risk grade of pollens.

생명기후분석시스템(BioCAS)을 이용한 폭염 건강위험의 검증 - 서울시 건물규모를 중심으로 -

김규랑 ( Kyu Rang Kim ),이지선 ( Ji-sun Lee ),이채연 ( Chaeyeon Yi ),김백조 ( Baek-jo Kim ),브리타얘니케 ( Britta Janicke ),아힘홀트만 ( Achim Holtmann ),디터쉐러 ( Dieter Scherer ) 한국환경영향평가학회 2016 환경영향평가 Vol.25 No.6

생명기후분석시스템(BioCAS)을 이용하여 서울시 전역의 폭염사례일 기온, 인지온도(PT), 초과사망률(rEM) 분포를 분석하였다. 분석 해상도는 25m 였으며, 사례일은 2012년 8월 5일이었다. 분석 결과는 관측된 사망률 및 내원환자수 자료와의 비교를 통해 평가되었다. 2004년에서 2013년의 폭염 원인인 사망률 자료와 2006년에서 2011년의 국민건강보험공단의 폭염 내원환자수 자료를 이용하여 행정구별 폭염 건강위험 자료를 추출하였다. 자료 비교를 위한 공간 해상도는 사망률 및 내원환자수 자료의 해상도인 행정구 단위였다. BioCAS에서 분석된 사례일 최고 인지온도 및 초과사망률 분포 자료는 행정구별 공간 평균, 최대, 최소 및 누적값으로 변환된 후 건강피해자료와 상관분석이 수행되었다. 분석 결과 일 최고 인지온도 및 초과사망률의 공간 평균값은 건강피해를 설명하지 못하는 것으로 나타났다. 대신 일 최고 인지온도의 공간 최솟값은 사망률과, 공간 최댓값은 내원환자수와 상관관계가 있는 것으로 나타났다(각각 r=0.53, r=0.42). 즉, 밀집된 건물에 의해 생겨나는 공간 최댓값은 낮 동안의 일사병 발생과 내원환자수 증가에 영향을 주었고, 식생에 의해 나타나는 공간 최솟값은 밤 동안의 열 스트레스를 감소시켜 사망률에 영향을 주었던 것으로 판단된다. 한편 분석된 초과사망률(rEM)은 공간 최댓값과 내원환자수가 상관관계가 있었지만(r=0.52) 사망률과의 상관관계는 인정되지 않았는데, 이것은 연령별 인구구성 차이에 따른 기저 폭염위험도 차이 등 행정구별 불균일성을 고려하지 못한 한계가 나타난 것으로 판단된다. 개별 건물과 식생의 열적 효과는 공간 평균보다 최대, 최소 등 그 분포가 중요한 것으로 나타났다. 이러한 고해상도 분석기술은 도시의 건강영향평가를 통해 도시개발에 관한 경제성 분석에 활용이 가능할 것으로 기대된다 The Bio-Climatic impact Assessment System, BioCAS was utilized to produce analysis maps of daily maximum perceived temperature (PT_max) and excess mortality (rEM) over the entire Seoul area on a heat wave event. The spatial resolution was 25 m and the Aug. 5, 2012 was the selected heat event date. The analyzed results were evaluated by comparing with observed health impact data - mortality and morbidity - during heat waves in 2004-2013 and 2006-2011, respectively. They were aggregated for 25 districts in Seoul. Spatial resolution of the comparison was equalized to district to match the lower data resolution of mortality and morbidity. Spatial maximum, minimum, average, and total of PT_max and rEM were generated and correlated to the health impact data of mortality and morbidity. Correlation results show that the spatial averages of PT_max and rEM were not able to explain the observed health impact. Instead, spatial minimum and maximum of PT_max were correlated with mortality (r=0.53) and morbidity (r=0.42), respectively. Spatial maximum of PT_max, determined by building density, affected increasing morbidity at daytime by heat-related diseases such as sunstroke, whereas spatial minimum, determined by vegetation, affected decreasing mortality at nighttime by reducing heat stress. On the other hand, spatial maximum of rEM was correlated with morbidity (r=0.52) but not with mortality. It may have been affected by the limit of district-level irregularity such as difference in base-line heat vulnerability due to the age structure of the population. Areal distribution of the heat impact by local building and vegetation, such as spatial maximum and minimum, was more important than spatial mean. Such high resolution analyses are able to produce quantitative results in health impact and can also be used for economic analyses of localized urban development.

Weather-based statistical model to forecast initial inocula of airborne diseases

김규랑(Kyu Rang Kim),강위수(Wee Soo Kang),박은우(Eun Woo Park),최영진(Young-Jean Choi) 한국생물환경조절학회 2008 한국생물환경조절학회 학술발표논문집 Vol.17 No.1

한반도 참나무 꽃가루 확산예측모델 개발

임윤규(Yun-Kyu Lim),김규랑(Kyu Rang Kim),조창범(Changbum Cho),김미진(Mijin Kim),최호성(Ho-seong Choi),한매자(Mae Ja Han),오인보(Inbo Oh),김백조(Baek-Jo Kim) 한국기상학회 2015 대기 Vol.25 No.2

한반도 바람자원의 TMY(typical meteorological year)구축 알고리즘에 관한 연구

김혜중,정선,최영진,김규랑,정영림,Kim, Hea-Jung,Jung, Sun,Choi, Yeoung-Jin,Kim, Kyu-Rang,Jung, Young-Rim 한국통계학회 2009 응용통계연구 Vol.22 No.5

본 연구는 한반도 바람자원 TMY(typical meteorological year)의 구축에 적절한 알고리즘을 제안하고, 이를 전국 77개 기상관측소에서 1998년~2008년 기간 동안 관측한 바람자료에 적용하여 TMY를 구축하였다. 제안된 알고리즘은 Filkenstein-Shafer(FS) 통계모형 하에서 정의된 다양한 통계를 사용하여 연/원별 바람자료의 설명력 측도인 TMM(typical meteorological month)점수를 구하고, TMM점수에 기준하여 TMY를 구축하는 절차이다. 알고리즘은 두 단계 계산알고리즘으로 구성되었으며, 첫 단계는 각 관측소의 바람개황 그리고 둘째 단계는 한반도의 바람개황을 대표하는 TMY가 되도록 설계하였다. 11년 바람자료와의 비교분석, 경쟁모형에 의해 구축된 TRY(typical reference year)들과의 비교, 기상요소 추가에 따른 TMY의 영향평가 등 여러 종류의 비교 및 평가를 통하여 한반도 바람자원의 개황에 대한 TMY의 대표성과 효용성을 보였다. This study suggests an algorithm for generating TMY(typical meteorological year) for the Korean peninsula, and generates the TMY based on the algorithm using 11 years(1998~2008) wind data observed at 77 sites of Regional Meteorological Offices(RMO). The algorithm consists of computing TMM scores based on the various statistics defined by the Fikenstein-Shafer statistical model and, in turn, generating TMY based on the TMM scores. Also the algorithm has two stages designed to yield the best representation of the regional wind characteristics appeared during the 11 years(1998~2008). The first stage is designed for the representation of each of 77 regions of RMO and the second is for the Korean peninsula. Various comparison studies are provided to demonstrate the properties of the TMY like its utility and typicality.

용문산 산악지역의 봄철 기온특성

천지민 ( Ji Min Chun ),김규랑 ( Kyu Rang Kim ),이선용 ( Seon Yong Lee ),강위수 ( Wee Soo Kang ),최종문 ( Jong Mun Choi ),홍순성,박종선 ( Soon Sung Hong ),박은우,김용삼 ( Yong Sam Kim ),최영진 ( Young Jean Choi ),정현숙 ( Hyun Sook Ju 한국농림기상학회 2014 한국농림기상학회지 Vol.16 No.1

본 연구는 경기도 양평군 용문면 연수리 계곡에서 관측을 통하여 봄철 용문산 계곡의 온도 및 바람의 시공간적인 특성을 밝히고자 하였다. 2012년 3월부터 5월까지 기온 및 2, 3차원 바람을 관측하고 자료를수집하였다. 연수리 계곡의 집중관측 자료를 분석한 결과, 용문산의 전기간 평균 기온감률은 -0.44℃/100m이며 맑은 날(-0.48℃/100m), 강수일(-0.41℃/100m, 흐린 날(-0.40℃/100m) 순으로 기온감률이 낮아지는 것을 알 수 있었다. 기온상승률은 산 정상부분 (0.89℃/1시간)에서 탁월한 대기와의 혼합효과에 의한 영향으로 계곡하부(1.45℃/1시간)보다 낮게 나타난다. 맑은 날 야간에는 산사면을 따라 냉각된 공기가 흘러내리는 현상이 온도와 바람장을 통해 확인하였다. 또 한 계곡 저지대로부터 100-300m사이에서 온난대 형성도 확인 할 수 있었다. 산정상과 계곡하부에서 측정한 고도별 온도분포의 관측결과 계곡하부에서는 지면으로부터 1.5m까지 지면의 영향을 받는 냉기층이 존재함을 알 수 있었다. 관측 높이별 바람분포를 관측한 결과 풍속은 높은 곳(3.5m)에서 강하며 비슷한 고도에 위치한 지점이어도 종관풍의 영향을 많이 받는 지점은 국지적인 바람의 패턴이 뚜렷하게 나타나지 않고 있었다. This paper reviews the results of recent observations in the Yeonsuri valley of Mt. Youngmun during springtime (March to May) in 2012. Automated weather stations were installed at twelve sites in the valley to measure temperature and 2, 3 dimensional wind. We examined temporal and spatial characteristics of temperatures and wind data. The Yeonsuri valley springtime average temperature lapse rate between the top and bottom of the entire period is -0.44℃/100 m. It can be changed by the synoptic weather conditions, the lapse rates is greatest in order of clear days (-0.48℃/100 m), rainy (-0.41℃/100 m) and cloudy days (-0.40℃/100 m). In the night, the temperature inversion layer (thermal belt) and the cold pool are formed within the valley. In addition, we measured temperature and wind distribution from the bottom to 3.5 m, the cold layers existed up to 1.5 m, which were affected by ground mixed layer. The results will provide useful guidance on agricultural practices as well as model simulations.

아버지의 결혼만족도와 또래애착이 초기 청소년의 외현화 문제행동에 미치는 영향: 초기 청소년 자아존중감의 조절된 매개효과

조강원 ( Cho Kang Won ),김규랑 ( Kim Kyu Rang ) 한국청소년복지학회 2020 청소년복지연구 Vol.22 No.3

본 연구는 아동패널자료를 활용하여 아버지의 결혼만족도가 자녀의 문제행동에 미치는 영향에서 또래 애착의 매개효과와 자아존중감의 조절된 매개효과를 파악하는 데 목적을 두었다. 연구자는 육아정책연구소의 한국아동패널조사(Panel Study On Korean Children) 10차연도(2017년)에서 조사된 자료로 아버지 결혼만족도 설문에 응답한 총 1,294명의 데이터를 활용하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 초기 청소년의 자아존중감은 아버지의 결혼만족도와 초기 청소년의 외현화 문제행동의 관계에서 매개효과를 갖고 있었으며, 종속변인과 독립변인 간의 관계에서 부분 매개효과를 보였다. 둘째, 아버지의 결혼만족도와 또래애착 간의 관계, 또래애착과 초기 청소년의 외현화 문제행동 간의 관계가 자아존중감에 따라 달라지는지 검증하였다. 연구결과 자아존중감의 조절효과가 아버지의 결혼만족도와 또래애착, 또래애착과 초기 청소년의 외현화 문제행동의 관계에서 모두 유의하였다. 셋째, 초기 청소년 자아존중감의 조절된 매개효과를 검증한 결과, 아버지의 결혼만 족도가 또래애착을 매개하여 초기 청소년의 외현화 문제행동이 감소하는 경로에 초기 청소년의 자아존중감 수준에 따라 달라지는 결과를 보였다. 마지막으로 본 연구결과의 의의와 제한점에 대하여 논의하였다. The purpose of this study was to examine the mediating effect of peer attachment on the relationship between father’s marital satisfaction and externalized problem behavior among early adolescents, and to investigate the regulated mediating effect of self-esteem. This study used the Panel Study on Korean Children (PSKC)’s 10th data, which consisted of 1,294 responses to father's marital satisfaction by Korean Institute of Child Care and Education. RKMSS, CBCL 6-18, RSE and Peer attachment subscale of the IPPA were used. The results of the study are as follows. First, Process Macro analysis indicated that peer attachment partially mediated the relationship between father’s martial satisfaction and adolescents' externalized problem behavior. Second, it was found that self-esteem moderated not only the relation between father’s marital and peer attachment but also the relation between peer attachment and externalized problem behavior of early adolescents. Third, in terms of the regulated mediating effect of early adolescents' self-esteem, father's marital satisfaction lowered the degree of adolescents' externalized problem behaviors through peer attachment. The importance and limitation of this study were discussed.

낙동강 중류에서 기온과 수온의 시공간적 특성

박준상(Jun-Sang Park),김규랑(Kyu-Rang Kim),조창범(Chang-bum Cho),강미선(Mi-sun Kang),김백조(Baek-Jo Kim) 한국환경정책학회 2016 環境政策 Vol.24 No.3

대규모 도시 재개발에 따른 기상환경변화

김근회(Geun-hoi Kim),김연희(Yeon-Hee Kim),구해정(Hae-Jung Koo),김규랑(Kyu-Rang Kim),정현숙(Hyun-Sook Jung) 한국기상학회 2014 대기 Vol.24 No.1