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계층적 베이지안 모델을 적용한 극치 해수위 비정상성 빈도 분석
Hierarchical Bayesian Model Based Nonstationary Frequency Analysis for Extreme Sea Level 원문보기

한국해안·해양공학회논문집 = Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers, v.28 no.1, 2016년, pp.34 - 43  

김용탁 (전북대학교 토목공학과) ,  오랑치맥 솜야 (전북대학교 토목공학과) ,  권현한 (전북대학교 토목공학과) ,  황규남 (전북대학교 토목공학과)

초록
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국내의 연안은 지속적 발전으로 해수면 상승(sea level rise, SLR)으로 인한 연안재해 취약성이 가중될 것으로 전망되고 있다. 본 연구에서는 평균해수면 상승에 따른 극치조위 자료에 대한 비정상성 빈도분석을 수행하였다. Mann-Kendall(MK) 검정 결과 연평균조위(annual average tide)의 경우 17개 지점에서 경향성이 통계적으로 유의한 것으로 나타났으며, 연극치 조위의 경우에는 7개 지점에서 유의한 것으로 나타났다. 비정상성 빈도 해석 결과 2100년에 한반도 연안의 극치 해수면 변화는 최소 60.33 mm에서 최대 214.90 mm까지 증가하는 것으로 분석되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Urban development and population increases are continuously progressed in the coastal areas in Korea, thus it is expected that vulnerability towards coastal disasters by sea level rise (SLR) would be accelerated. This study investigated trend of the sea level data using Mann-Kendall (MK) test, and t...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 첫째, 우리나라 연안의 20개 지역의 조위 자료를 바탕으로 경향성 및 비정상성 빈도분석에 대한 해석 방법을 설명한다. 둘째, 통계학적 추론 관점에서 분석한 결과에 대한 해석과정을 설명한다.
  • 본 연구에서는 해수면 변화에 대한 분석을 위하여 국립해양조사원(Korea Hydrographic and Oceanographic Administration, KHOA)에서 제공하는 예보기준면에 따른 45개 지점의 1시간 조위 자료를 이용하여 평균치 및 극치사상을 추출하였다. 자료의 결측치는 KHOA에서 자체 보간 처리되어 제공되었다.

가설 설정

  • Fig. 1은 확률분포의 위치매개변수와 규모매개변수의 변화조건에 따른 거동을 나타내고 있으며 본 연구에서는 위치매개변수 µ만 시간에 따라 변화한다고 가정하여 통계적 추론을 실시하였다.
  • 본 연구에서는 비매개변수적 방법 중 MK 검정법을 사용하여 SLR의 경향성을 분석하였다. MK 검정의 대립가설은 단조경향성이 존재한다고 가정되며, 귀무가설 (null hypothesis) 은 단조경향성이 없고 통계적으로 독립으로 가정된다(Lee et al., 2014).
  • 또한, 본 연구에서는 연극치 조위계열은 연평균치 조위계열의 함수로 가정하여 µmean(t)를 정의하였다.
  • 본 연구에서는 자료의 변동성을 확률론적으로 추론 가능한 비정상성 분석에서 경향성 및 가속화를 고려하여 빈도 분석을 실시하였다. 본 연구에서는 앞서 제시한 방법론에서 설명하였듯이 평균해수면의 경향성이 극치해수면의 경향성에 영향을 주는 것으로 가정하였다. 따라서, 1차적으로 평균해수면의 경향성을 모의한 후 이를 극치해수면 빈도해석에 외부입력자료로 활용할 수 있도록 모형을 구성하였다(식 16).
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
기후를 구성하는 것엔 무엇이 있는가? 기후변화 중 대두되고 있는 지구온난화는 기후를 구성하는 대기, 해양, 생물, 빙하, 육지 등에 다양한 경로로 영향을 줄 것으로 예상되며 그 영향은 대부분 악영향인 것으로 평가되고 있다(Cho and Maeng, 2007). 지구온난화가 인간 사회에 주는 많은 영향중 장기적으로 가장 큰 영향을 줄 것으로 예상되는 요소는 해수면 상승이다(IPCC WG II, 2001).
지구온난화가 인간 사회에 장기적으로 가장 큰 영향을 줄 것으로 예상되는 요소는? 기후변화 중 대두되고 있는 지구온난화는 기후를 구성하는 대기, 해양, 생물, 빙하, 육지 등에 다양한 경로로 영향을 줄 것으로 예상되며 그 영향은 대부분 악영향인 것으로 평가되고 있다(Cho and Maeng, 2007). 지구온난화가 인간 사회에 주는 많은 영향중 장기적으로 가장 큰 영향을 줄 것으로 예상되는 요소는 해수면 상승이다(IPCC WG II, 2001). 해수면 상승은 연안침식, 폭풍 해일 및 연안 범람 증대, 하구 퇴적 변화, 하천 및지하수 염분 침투 등에 의하여 해안 사빈, 사구, 습지, 수자원과 같은 자연생태계에 대한 영향과 인간의 활동과 관련된 사회·경제적 부분에 영향을 미치고 있다(Cho et al.
지구온난화로 인한 해수면 상승이 미치는 영향은? 지구온난화가 인간 사회에 주는 많은 영향중 장기적으로 가장 큰 영향을 줄 것으로 예상되는 요소는 해수면 상승이다(IPCC WG II, 2001). 해수면 상승은 연안침식, 폭풍 해일 및 연안 범람 증대, 하구 퇴적 변화, 하천 및지하수 염분 침투 등에 의하여 해안 사빈, 사구, 습지, 수자원과 같은 자연생태계에 대한 영향과 인간의 활동과 관련된 사회·경제적 부분에 영향을 미치고 있다(Cho et al., 2011).
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  9. Kwon, H.H., Brown, C., Xu, K. and Lall, U. (2009). Seasonal and annual maximum streamflow forecasting using climate information: application to the Three Gorges Dam in the Yangtze River basin, China. Hydrological Sciences Journal des Sciences Hydrologiques, 54(3), 582-595. 

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  15. Stalnacke, P., Aakeroy, P.A., Blicher-Mathiesen, G., Iital, A., Jansons, V., Koskiaho, J., Kyllmar, K., Lagzdins, A., Pengerud, A. and Povilaitis, A. (2014). Temporal trends in nitrogen concentrations and losses from agricultural catchments in the Nordic and Baltic countries. Agriculture, Ecosystems and Environment, 198, 94-103. 

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  17. Uranchimeg, S., Kim, Y.T., Kwon, H.H. and Hwang, K.N. (2015). A Study on Trend Analysis in Sea Level Data Through MK Test and Quantile Regression Analysis. Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers. 27(2), 94-104, (in Korean). 

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