베이지안 기법을 이용한 비정상성 확률강수량 산정 = Estimation of Non-stationary Probable Precipitation Amount using Bayesian method

국문 초록 (Abstract)

시간의 변함에도 빈도와 강도의 변화가 일정하다는 이론인 정상성 이론은 더 이상 근래의 강우패턴을 설명하지 못하고 있다. 갈수록 잦아지고 강해지는 강우에 대하여 새로운 이해가 필요하며 현 상황에 맞는 대책 또한 필요하다. 이런 현상과 더불어 많은 전문가들은 사태를 주시하고 있으며, 나름의 해결책들을 제안해 왔다. 흔히 말하는 비정상성을 해석하기 위하여 저마다의 모형을 설정하고 실행을 통해 예측 확률강수량을 산정하였지만 개개의 결과들이 일관성이 없으며, 자료수집의 기간이 짧아 신빙성이 있다고 말하기가 모호한 상황이다.
이런 문제들의 원론적인 해결책은 현재의 강우 패턴을 가장 잘 드러내는 모형을 개발하고, 차후 이를 실무의 적용을 위한 국가적인 차원의 체계를 형성하는 것이다. 본 연구의 목적 또한 여기에 있으며, 기존의 통계학적 접근방법이 아닌 베이지안 이론을 이용하여 비교적 소량의 자료에 대한 한계를 극복하고 접근함으로써 좀 더 정확한 강우 패턴을 추정하려고자 모형을 구성하였다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구 목적 2
• 1.2 연구 동향 2
• 1.3 연구 내용 5
• 제 2 장 모형 수립 7
• 2.1 지점 정보와 자료 구축 8
• 2.2 계층적 베이지안 모형 11
• 2.2.1 우도함수 13
• 2.2.2 사전분포 및 초사전분포 14
• 2.2.3 최종 결합 사후분포 15
• 제 3 장 모수 추정 16
• 3.1 Gibbs sampler 16
• 3.2 Metropolis hastings algorithm 17
• 3.3 Grid method 19
• 3.4 추정 결과 20
• 3.4.1 수치 보정 21
• 3.4.2 결과 23
• 3.4.3 HPD(Highest posterior density)신용구간 27
• 제 4 장 적용 결과 32
• 4.1 59지점의 1시간 강우강도에 대한 확률강수량 35
• 4.1.1 목표연도 2020년에 대한 결과 35
• 4.1.2 목표연도 2030년에 대한 결과 37
• 4.1.3 목표연도 2040년에 대한 결과 40
• 4.1.4 목표연도 2070년에 대한 결과 43
• 4.1.5 목표연도 2100년에 대한 결과 45
• 4.2 59지점의 24시간 강우강도에 대한 확률강수량 48
• 4.2.1 목표연도 2020년에 대한 결과 48
• 4.2.2 목표연도 2030년에 대한 결과 50
• 4.2.3 목표연도 2040년에 대한 결과 52
• 4.2.4 목표연도 2070년에 대한 결과 55
• 4.2.5 목표연도 2100년에 대한 결과 58
• 4.3 유역별 1시간 강우강도에 대한 확률강수량 60
• 4.3.1 한강 유역에 대한 확률강수량과 증감률 62
• 4.3.2 금강 유역에 대한 확률강수량과 증감률 66
• 4.3.3 낙동강 유역에 대한 확률강수량과 증감률 70
• 4.3.4 영산&섬진강 유역에 대한 확률강수량과 증감률 74
• 제 5 장 결 론 78
• 참고문헌 80