[논문]주성분 분석을 활용한 자연가뭄지수 산정 및 평가

김선호; 이문환; 배덕효

doi:10.3741/jkwra.2016.49.6.565

주성분 분석을 활용한 자연가뭄지수 산정 및 평가
Estimation and assessment of natural drought index using principal component analysis 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.49 no.6, 2016년, pp.565 - 577

김선호 (세종대학교 건설환경공학과) , 이문환 (세종대학교 건설환경공학과) , 배덕효 (세종대학교 건설환경공학과)

초록
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본 연구에서는 인위적 수공시설물을 고려하지 않는 자연상태의 가뭄해석을 위해 자연가뭄지수(NDI)를 산정하고 활용성을 평가하였다. 자연가뭄지수는 주성분 분석을 이용하여 산정하였으며, 입력자료는 3개월 누적강수량, 자연유량, 토양수분량 자료이다. 강수량은 ASOS 59개 지점 자료이고, 자연유량 및 토양수분량은 지표수문해석모형의 결과를 이용하였다. 가뭄지수의 평가기간은 1977~2012년이며, 활용성 평가를 위해 시계열 분석, 지역별 분석 및 가뭄특성인자 분석을 수행하였다. 시계열 분석결과, 자연가뭄지수는 가뭄의 시작과 끝에 대한 평균절대오차는 0.85로 가장 정확하게 나타났다. 과거 가뭄사례와 가뭄특성인자를 분석한 결과, 자연가뭄지수의 지속기간과 발생간격의 평균절대오차는 각각 1.3, 1.0으로 가뭄의 지속기간 및 발생간격을 적절히 반영하는 것을 확인하였다. 지역별 분석결과, 자연가뭄지수는 단일변량 가뭄지수의 지역별 가뭄상황을 적절히 반영하여 활용성이 높은 것으로 나타났다. 또한, 가뭄의 시작, 끝, 지속기간, 발생간격에 대한 자연가뭄지수, 표준강수지수, 표준유출지수, 표준토양수분지수의 순위를 분석한 결과 자연가뭄지수가 가장 높은 순위로 산정되었다. 자연가뭄지수는 기존 단일변량 가뭄지수의 상이한 가뭄상황을 종합적으로 반영하며, 가뭄의 특성을 정량적으로 제시한다는 점에서 활용성이 높다고 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The objective of this study is to propose a method for computing the Natural Drought Index (NDI) that does not consider man-made drought facilities. Principal Component Analysis (PCA) was used to estimate the NDI. Three monthly moving cumulative runoff, soil moisture and precipitation were selected as input data of the NDI during 1977~2012. Observed precipitation data was collected from KMA ASOS (Korea Meteorological Association Automatic Synoptic Observation System), while model-driven runoff and soil moisture from Variable Infiltration Capacity Model (VIC Model) were used. Time series analysis, drought characteristic analysis and spatial analysis were used to assess the utilization of NDI and compare with existing SPI, SRI and SSI. The NDI precisely reflected onset and termination of past drought events with mean absolute error of 0.85 in time series analysis. It explained well duration and inter-arrival time with 1.3 and 1.0 respectively in drought characteristic analysis. Also, the NDI reflected regional drought condition well in spatial analysis. The accuracy rank of drought onset, termination, duration and inter-arrival time was calculated by using NDI, SPI, SRI and SSI. The result showed that NDI is more precise than the others. The NDI overcomes the limitation of univariate drought indices and can be useful for drought analysis as representative measure of different types of drought such as meteorological, hydrological and agricultural droughts.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

주성분 분석을 통해 산정된 표준화된 주성분 점수(PC)는 NDI 산정에 활용됨에 따라 가뭄심도는 주성분 점수와 연관성이 있다. 본 연구에서는 NDI의 시계열 값을 산정하여 과거 가뭄사상에 대한 지속기간 및 발생간격을 분석하였다.
본 연구에서는 시계열 분석, 가뭄특성인자 분석, 지역별 분석을 수행하여 가뭄지수의 활용성을 평가하였다. 시계열 분석을 통해 가뭄지수 시계열과 과거가뭄사례를 비교하여 가뭄의 시작과 끝의 재현성을 비교하였으며, 가뭄특성인자를 산정하여 지속기간 및 발생간격의 적절성을 평가하였다.
본 연구에서는 자연상태의 기상학적, 수문학적, 농업적 가뭄상황을 반영할 수 있는 강수량, 자연유량, 토양수분량을 결합하여 자연가뭄지수(Natural Drought Index, NDI) 를 산정할 수 있는 방법을 제시하고, 산정된 자연가뭄지수의 국내 적용성을 평가하고자 한다.
본 연구에서는 주성분 분석(Principal Component Analysis, PCA)을 이용하여 NDI를 산정 및 평가하고자 하며, 주요 산정절차는 Fig. 1과 같다. 먼저 기상 및 수문자료를 수집하여 NDI의 입력자료인 3개월 누적 강수량, 자연유량, 토양수분량을 구축한다.

제안 방법

2) 과거가뭄사례와 가뭄지수들의 가뭄특성인자를 연속이론에 근거하여 산정·분석하였다.
4) 과거 가뭄기간 동안에 SPI, SRI, SSI 및 NDI에 대한 분포도를 작성하여 지역별 가뭄해석의 활용성을 평가하였다. 2000년 2월∼6월 사례의 경우 NDI는 2월에 경상도, 전라도 지역에 심한 가뭄을 나타내는 SPI, SRI와 가뭄이 아닌 SSI를반영하여 경상도, 전라도 지역에 보통 가뭄상황으로 재현하였다.
이는 치수기의 강수량, 자연유량, 토양수분량은 서로 높은 선형성을 갖지만 이수기의 강수량, 자연유량은 높은 선형성을 보이나 토양수분량은 상대적으로 낮은 선형성을 갖기 때문으로 판단된다. ASOS 59개 지점에 대한 월별 제 1 주성분의 평균 설명력은 0.85로 자료의 변동을 적절하게 반영하는 것으로 판단되며, 이를 활용하여 가뭄지수를 산정하였다. Fig.
NDI 산정을 위해 3개월 누적강수량, 자연유량, 토양수 분량의 제 1 주성분을 산정하였다. 월별 제 1 주성분의 지점평균 설명력은 9월, 10월에 0.
또한, 가뭄지수를 공간적으로 분포시켜 과거가뭄기간 및 피해지역과의 일치여부를 평가하였다. 가뭄사례가 행정구역별로 제시됨에 따라 본 연구에서는 해당 행정구역 내의 지점별 가뭄지수의 평균값을 활용하였다.
가뭄지수(SPI, SRI, SSI, NDI)의 시작과 끝의 재현성을 정량적으로 평가하기 위해 과거가뭄사례와 비교하였다. 예를 들어 기록된 가뭄피해기간이 6∼10월까지일 때, 지수의 가뭄기간은 7∼9월이면 시작 및 끝의 차이는 각각 +1개월, -1개월이다.
가뭄특성의 비교평가를 위해 1977∼2012년 동안의 과거 가뭄피해사례를 활용하였다.
이때 강수량은 관측자료를 사용하고, 자연유량 및 토양수분은 모형기반의 자료를 활용한다. 구축된 입력자료의 차원을 하나로 축소하기 위해 주성분 산정, 주성분 점수 산정, 비계절화 등의 주성분 분석을 수행한다. 월별로 산정된 주성분 점수의 경험적 누가확률값을 표준화하여 NDI를 산정한다.
가뭄특성의 비교평가를 위해 1977∼2012년 동안의 과거 가뭄피해사례를 활용하였다. 국내에 과거 가뭄 피해지역, 시작, 끝, 지속기간 등을 정량적으로 추정하는 기준이 없기 때문에 가뭄피해가 기록된 보고서 및 논문을 수집하였다(MOCT, 1995; MOCT, 2002; Kim and Lee, 2011; KMA, 2012). MOCT와 KMA는 과거 극심한 가뭄사상에 대한 집계 가능한 가뭄피해(제한급수, 농업용수 부족 등)을 정리한 보고서이며, Kim and Lee (2011)은 보고서를 기반으로 보다 객관적인 피해사례 결정을 위해 신문기사를 이용하여 가뭄피해사례를 결정하였다.
기존 가뭄지수와 NDI의 거동특성을 검토하기 위해 남한 59개 지점 가뭄지수를 평균하여 1977∼2012년까지 나열한 후, 과거 가뭄사례와 비교하였다.
시계열 분석을 통해 가뭄지수 시계열과 과거가뭄사례를 비교하여 가뭄의 시작과 끝의 재현성을 비교하였으며, 가뭄특성인자를 산정하여 지속기간 및 발생간격의 적절성을 평가하였다. 또한, 가뭄지수를 공간적으로 분포시켜 과거가뭄기간 및 피해지역과의 일치여부를 평가하였다. 가뭄사례가 행정구역별로 제시됨에 따라 본 연구에서는 해당 행정구역 내의 지점별 가뭄지수의 평균값을 활용하였다.
1과 같다. 먼저 기상 및 수문자료를 수집하여 NDI의 입력자료인 3개월 누적 강수량, 자연유량, 토양수분량을 구축한다. 이때 강수량은 관측자료를 사용하고, 자연유량 및 토양수분은 모형기반의 자료를 활용한다.
는 과거 가뭄사례의 특성인자이다. 본 연구에서는 5개 행정구역에 대한 특성인자별 평균오차 및 평균 절대오차를 산정하였다.
본 연구에서는 Barnes 객관분석 기법(Barnes, 1964)을이용하여 SPI, SRI, SSI 및 NDI에 대한 가뭄분포도를 작성하였으며, 과거가뭄사례의 피해지역과 일치여부를 평가하였다. 평가기간은 2000년 2월∼2000년 6월과 2008 년 9월∼2009년 4월의 가뭄사례를 선정하였다.
주성분 분석은 자료의 공분산을 이용한 방법과 상관계수를 이용한 방법이 있으며, 입력변수 간의 분산이 크게 다른 경우 상관계수를 이용한 주성분 분석을 이용한다. 본 연구에서는 상관계수를 이용한 주성분 분석을 수행하였으며, 산정과정은 다음과 같다.
본 연구에서는 수문·기상학적 변수로 산정된 자연가뭄지수 NDI를이용하였으며, 절단수준은 NDI의 가뭄분류에 따라 보통 가뭄(moderate drought)을 나타내는 –1로 정의하였다.
본 연구에서는 주성분 분석을 이용하여 기상학적 가뭄지수 SPI, 농업적 가뭄지수 SSI, 수문학적 가뭄지수 SRI를 동시에 고려할 수 있는 자연가뭄지수 NDI를 산정하는 기법을 제안하고 국내 가뭄해석의 적용성을 평가하였으며, 주요 연구 내용 및 결과를 요약하면 다음과 같다.
월별로 산정된 주성분 점수의 경험적 누가확률값을 표준화하여 NDI를 산정한다. 산정된 NDI 값의 시계열 분석, 지역별 분석, 가뭄특성인자를 분석하여 가뭄지수의 활용성을 평가한다.
본 연구에서는 시계열 분석, 가뭄특성인자 분석, 지역별 분석을 수행하여 가뭄지수의 활용성을 평가하였다. 시계열 분석을 통해 가뭄지수 시계열과 과거가뭄사례를 비교하여 가뭄의 시작과 끝의 재현성을 비교하였으며, 가뭄특성인자를 산정하여 지속기간 및 발생간격의 적절성을 평가하였다. 또한, 가뭄지수를 공간적으로 분포시켜 과거가뭄기간 및 피해지역과의 일치여부를 평가하였다.
1) NDI 산정을 위해 다변량 통계기법인 주성분 분석을 이용하였으며, 입력변수는 강수량, 자연유량 및 토양수분량을 선정하였다. 우리나라 ASOS 59개 지점에 대해 NDI를 산정하고 SPI, SRI 및 SRI와 함께 시계열 분석을 수행하였다. 1977∼2012년까지의 과거가뭄사례와 비교분석 결과 NDI는 행정 구역별 가뭄사례를 적절히 재현하였다.
구축된 입력자료의 차원을 하나로 축소하기 위해 주성분 산정, 주성분 점수 산정, 비계절화 등의 주성분 분석을 수행한다. 월별로 산정된 주성분 점수의 경험적 누가확률값을 표준화하여 NDI를 산정한다. 산정된 NDI 값의 시계열 분석, 지역별 분석, 가뭄특성인자를 분석하여 가뭄지수의 활용성을 평가한다.

대상 데이터

6월 대부분 해갈된 SPI와 달리 지역적 가뭄상황이 지속되는 SRI, SSI를 반영하여 보통 가뭄상황으로 재현하였다. 2008년 9월부터 2009년 4월 사례의 경우 NDI는 9월에 기존 가뭄지수들과 동일하게 경상도, 전라도 지역의 가뭄상황을 재현하였으며, 3월 경상도 및 전라도 지역의 가뭄상황을 적절히 재현하였다.
본 연구에서는 1977∼2012년의 기상청 ASOS(Automatic Synoptic Observation System) 59개소의 강수자료와 지표수문해석모형으로부터 산정한 자연유량 및 토양수분량 자료를 이용하였다.
평가기간은 2000년 2월∼2000년 6월과 2008 년 9월∼2009년 4월의 가뭄사례를 선정하였다.

데이터처리

1) NDI 산정을 위해 다변량 통계기법인 주성분 분석을 이용하였으며, 입력변수는 강수량, 자연유량 및 토양수분량을 선정하였다. 우리나라 ASOS 59개 지점에 대해 NDI를 산정하고 SPI, SRI 및 SRI와 함께 시계열 분석을 수행하였다.
가뭄지수의 시작, 끝, 지속기간 및 발생간격을 정량적으로 평가하기 위해 평균오차(Mean Error, ME) 및 평균절대오차(Mean Absolute Error, MAE) 활용하였다. 평균오차는 시작, 끝, 지속기간 및 발생간격에 대한 과거 가뭄사례와 가뭄지수간의 평균적인 차이를 의미한다.
예를 들어 기록된 가뭄피해기간이 6∼10월까지일 때, 지수의 가뭄기간은 7∼9월이면 시작 및 끝의 차이는 각각 +1개월, -1개월이다. 이처럼 과거가뭄사례에 대한 가뭄지수별 시작 및 끝의 차이를 계산하고 평균오차 및 평균절대오차를 산정하였으며, Table 2 및 3은 전라도와 경상도 지역의 결과를 나타낸다. 경상도의 경우, 가뭄의 시작에 대한 평균오차는 SPI(-0.

이론/모형

가뭄특성인자는 Yevjevich (1967)가 제시한 연속이론(run theory)을 이용하여 산정하였다. 연속이론이란 수문·기상학적 변수의 시계열에 대한 통계적 속성이며, 가뭄현상을 표현하는 요소로써 비교적 명확하게 정립되어 있다.
본 연구에서는 PC의 누가확률값을 산정하기 위해 커널확률밀도 추정방법을 이용하였다. 커널확률밀도 추정 방법은 확률분포형에 대한 가정없이 비모수적인 확률분포를 추정하기 때문에 자료에 가장 가까운 확률분포를 찾을 수 있다.
커널확률밀도 추정 방법은 확률분포형에 대한 가정없이 비모수적인 확률분포를 추정하기 때문에 자료에 가장 가까운 확률분포를 찾을 수 있다. 추정한 확률분포형을 이용하여 PC의 누가 확률(P)을 산정하였으며, 가뭄지수로의 변환은 Mckee et al. (1993)가 제시한 표준화 방법을 적용하였다. 이 방법을 통해 자연가뭄지수(NDI)는 누가확률값(P)과 표준정규분포상의 동일한 누가확률값의 X축 변수를 산정하여 얻게 되며, 주성분 점수의 경험적 누가확률값(P)를 Abromowitz and Stegun (1964)이 제시한 Eqs.

성능/효과

주성분 산정 시 다음 조건을 갖는다. 1) 주성분 분석에서 각각의 주성분 간의 관계는 독립이며, 0의 공분산을 갖는다. 2) 주성분 점수의 분산은 주성분의 크기에 따라 변동되기 때문에 주성분의 자승합은 1이 되도록 한다.
1) 주성분 분석에서 각각의 주성분 간의 관계는 독립이며, 0의 공분산을 갖는다. 2) 주성분 점수의 분산은 주성분의 크기에 따라 변동되기 때문에 주성분의 자승합은 1이 되도록 한다.
3) 가뭄지수의 객관적인 평가를 위해 5개 행정구역에 대한 시작, 끝, 지속기간 및 발생간격의 평균절대오차에 따른 순위를 부여하였다. 4개의 항목에 대한 평균 순위를 산정한 결과 NDI 1.
3) 가뭄지수의 객관적인 평가를 위해 5개 행정구역에 대한 시작, 끝, 지속기간 및 발생간격의 평균절대오차에 따른 순위를 부여하였다. 4개의 항목에 대한 평균 순위를 산정한 결과 NDI 1.4순위, SPI 2.1순위, SRI 2.9순위, SSI 3.6순위로 국내 가뭄해석에 NDI의 활용성이 우수한 것으로 나타났다.
2) 과거가뭄사례와 가뭄지수들의 가뭄특성인자를 연속이론에 근거하여 산정·분석하였다. 5개 행정구역에 대한 지속 기간 평균오차의 경우, NDI, SPI, SRI는 과거가뭄사례에 비해 짧고 SSI는 긴 것으로 나타났다. 발생간격 평균오차는 4개지수 모두 과거가뭄사례에 비해 짧은 것으로 나타났다.
0 이하로 나타나 과거가뭄사례를 적절하게 재현하였다. SPI는 가뭄의 시작이 빨랐으며, 장기간 지속된 가뭄사상에서는 가뭄기간 도중 조기 해갈되는 것으로 나타났다. SSI는 가뭄의 끝이 다소 늦으며, 지속시간이 짧은 가뭄사상에 대한 재현성은 낮은 것으로 확인되었다.
SPI는 가뭄의 시작이 빨랐으며, 장기간 지속된 가뭄사상에서는 가뭄기간 도중 조기 해갈되는 것으로 나타났다. SSI는 가뭄의 끝이 다소 늦으며, 지속시간이 짧은 가뭄사상에 대한 재현성은 낮은 것으로 확인되었다. 반면, SRI 및 NDI의 거동특성은 유사하였으며, 가뭄의 시작은 SPI 보다 늦고 끝은 SSI 보다 빠른 것으로 나타났다.
8개월) 순으로 과거가뭄사례에 비해 SPI는 빠르게, SRI, NDI, SSI는 늦게 나타났다. 가뭄의 끝은 SPI(-0.5개월), NDI(0.1개월), SRI(0.1개월), SSI(0.9개월) 순으로 SPI는 빠르게, SRI, NDI, SSI는 늦게 나타났다. 가뭄의 시작에 대한 평균절대오차는 NDI(0.
9개월) 순으로 SPI는 빠르게, SRI, NDI, SSI는 늦게 나타났다. 가뭄의 시작에 대한 평균절대오차는 NDI(0.8), SRI(0.9), SPI(0.9), SSI(1.0), 끝은 NDI(0.8), SRI(0.8), SSI(1.1), SPI(1.2) 순으로 정확한 것으로 나타났다. 전라도의 경우, 가뭄의 시작에 대한 평균오차는 SPI(0.
5개월) 순으로 경상도의 결과와 유사하게 나타났다. 가뭄의 시작에 대한 평균절대오차는 SPI(0.8), NDI(0.9), SRI(0.9), SSI(1.2), 끝은 NDI(0.9), SPI(1.1), SRI(1.3), SSI(1.5)으로 정확도가 높은 것으로 나타났다. 나머지 행정구역(경기도, 충청도, 강원도)의 결과는 경상도, 전라도 지역과 유사한 것으로 확인되었다.
Table 6은 가뭄지수의 객관적인 평가를 위해 5개 행정구역에 대한 시작, 끝, 지속기간 및 발생간격의 평균절대오차에 따른 순위를 부여한 것이다. 가뭄의 시작은 SPI, NDI, SRI, SSI, 끝은 NDI, SRI, SPI, SSI, 지속기간은 NDI, SPI, SRI, SSI, 발생간격은 NDI, SPI, SRI, SSI 순으로 순위가 높았다. 각 항목별 평균 순위를 계산한 결과 NDI 1.
1977∼2012년까지의 과거가뭄사례와 비교분석 결과 NDI는 행정 구역별 가뭄사례를 적절히 재현하였다. 가뭄지수의 시작 및 끝의 정확도를 정량적으로 평가하기 위해 평균절대오차를 산정하였으며, NDI의 정확도는 기존 가뭄지수에 비해 대체로 높은 것으로 나타났다.
가뭄의 시작은 SPI, NDI, SRI, SSI, 끝은 NDI, SRI, SPI, SSI, 지속기간은 NDI, SPI, SRI, SSI, 발생간격은 NDI, SPI, SRI, SSI 순으로 순위가 높았다. 각 항목별 평균 순위를 계산한 결과 NDI 1.4순위, SPI 2.1순위, SRI 2.9순위, SSI 3.6순위로 국내 가뭄해석에 있어 NDI의 활용성이 우수한 것으로 나타났다.
Table 4 및 5는 경상도, 전라도 지역의 과거가뭄사례와 가뭄지수로부터 산정한 가뭄 지속기간 및 발생간격의 평균오차, 평균절대오차를 나타낸다. 경상도에 대한 지속기간 평균 오차는 NDI(-0.8개월), SPI(-0.7개월), SRI(-0.6개월), SSI(-0.1개월), 발생간격은 SPI(-0.3개월), SSI(-0.3개월), NDI(-0.2개월), SRI(-0.1개월) 순으로 짧은 것으로 나타났다. 지속기간 평균절대오차는 SPI(1.
장기가뭄에 속하는 2008∼2009년 가뭄사상에 대한 경상도 및 전라도의 가뭄지수별 시계열이 상이함을 볼 수 있다. 경상도의 경우, SPI는 가뭄의 시작을 반영하나 SRI, SSI는 반영하지 못하는 것으로 나타났으며, 가뭄의 끝은 SRI, SSI만 반영하고 SPI는 가뭄기간 도중 조기 해갈되는 것으로 나타났다. 전라도의 경우, 가뭄의 시작은 기존 가뭄지수 모두 반영하나 가뭄의 끝은 SSI만 반영하는 것으로 나타났다.
이처럼 과거가뭄사례에 대한 가뭄지수별 시작 및 끝의 차이를 계산하고 평균오차 및 평균절대오차를 산정하였으며, Table 2 및 3은 전라도와 경상도 지역의 결과를 나타낸다. 경상도의 경우, 가뭄의 시작에 대한 평균오차는 SPI(-0.1개월), SRI(0.4개월), NDI(0.7개월), SSI(0.8개월) 순으로 과거가뭄사례에 비해 SPI는 빠르게, SRI, NDI, SSI는 늦게 나타났다. 가뭄의 끝은 SPI(-0.
전라도의 경우, 가뭄의 시작은 기존 가뭄지수 모두 반영하나 가뭄의 끝은 SSI만 반영하는 것으로 나타났다. 반면, NDI는 두 지역의 가뭄사례를 적절히 재현하는 것으로 확인되었으며, 가뭄의 시작과 끝이 상이한 기존 가뭄지수의 결과를 적절히 반영하는 것으로 나타났다.
SSI는 가뭄의 끝이 다소 늦으며, 지속시간이 짧은 가뭄사상에 대한 재현성은 낮은 것으로 확인되었다. 반면, SRI 및 NDI의 거동특성은 유사하였으며, 가뭄의 시작은 SPI 보다 늦고 끝은 SSI 보다 빠른 것으로 나타났다.
5개 행정구역에 대한 지속 기간 평균오차의 경우, NDI, SPI, SRI는 과거가뭄사례에 비해 짧고 SSI는 긴 것으로 나타났다. 발생간격 평균오차는 4개지수 모두 과거가뭄사례에 비해 짧은 것으로 나타났다. 지속 기간 및 발생간격의 평균절대오차는 NDI, SPI, SSI, SRI 순으로 정확한 것으로 나타났다.
4)순으로 정확도가 높은 것으로 나타났다. 전라도의 지속기간 평균오차는 SPI(-0.8개월), NDI(-0.6개월), SRI(-0.4개월), SSI(0.5개월), 발생간격은 NDI(-0.2개월), SRI(-0.2개월), SSI(-0.2개월), SPI(-0.1개월) 순으로 나타났다. 지속기간 평균절대오차는 SPI(1.
발생간격 평균오차는 4개지수 모두 과거가뭄사례에 비해 짧은 것으로 나타났다. 지속 기간 및 발생간격의 평균절대오차는 NDI, SPI, SSI, SRI 순으로 정확한 것으로 나타났다.
1개월) 순으로 짧은 것으로 나타났다. 지속기간 평균절대오차는 SPI(1.0), NDI(1.3), SRI(1.3), SSI(1.3), 발생간격은 NDI(1.0), SSI(1.0), SPI(1.4), SRI(1.4)순으로 정확도가 높은 것으로 나타났다. 전라도의 지속기간 평균오차는 SPI(-0.
1개월) 순으로 나타났다. 지속기간 평균절대오차는 SPI(1.4), NDI(1.5), SSI(1.5), SRI(1.8), 발생 간격은 NDI(1.0), SPI(1.0), SRI(1.1), SSI(1.1) 순으로 나타났다.
2008년 가뭄은 피해기간이 2008년 9월부터 시작하여 2009년 4월까지 이어진 대가뭄으로 볼 수 있다. 피해지역은 강원 및 중부 내륙지방과 남부지방 전역에 심각하게 발생하였으며, 특히 태백시는 90일간의 제한급수가 실시되는 등 피해가 극심한 지역인 것으로 조사되었다. Fig.

후속연구

본 연구에서 제안하는 NDI는 가뭄의 시작과 끝을 정확하게 재현하여 가뭄감시 및 대응에 유용하게 사용될 것으로 기대된다. 가뭄의 발생간격 및 지속기간을 적절하게 재현하여 가뭄대응을 위한 장기적인 대책수립에 활용성이 높을 것으로 판단된다. 또한 기상학적, 수문학적, 농업적 가뭄에 대한 종합적 가뭄평가를 통해 가뭄에 대한 일관적인 정보를 제공할 수 있으므로 향후 가뭄해석에 있어 그 활용성이 높다고 판단된다.
가뭄의 발생간격 및 지속기간을 적절하게 재현하여 가뭄대응을 위한 장기적인 대책수립에 활용성이 높을 것으로 판단된다. 또한 기상학적, 수문학적, 농업적 가뭄에 대한 종합적 가뭄평가를 통해 가뭄에 대한 일관적인 정보를 제공할 수 있으므로 향후 가뭄해석에 있어 그 활용성이 높다고 판단된다. 추후, 자연적 가뭄지수를 기반으로 농업용 저수지, 댐 저수지, 지하수 등의 인위적인 요인을 고려한 가뭄지수의 개발 및 평가에 대한 연구가 수행되어야 할 것이다.
본 연구에서 제안하는 NDI는 가뭄의 시작과 끝을 정확하게 재현하여 가뭄감시 및 대응에 유용하게 사용될 것으로 기대된다. 가뭄의 발생간격 및 지속기간을 적절하게 재현하여 가뭄대응을 위한 장기적인 대책수립에 활용성이 높을 것으로 판단된다.
또한 기상학적, 수문학적, 농업적 가뭄에 대한 종합적 가뭄평가를 통해 가뭄에 대한 일관적인 정보를 제공할 수 있으므로 향후 가뭄해석에 있어 그 활용성이 높다고 판단된다. 추후, 자연적 가뭄지수를 기반으로 농업용 저수지, 댐 저수지, 지하수 등의 인위적인 요인을 고려한 가뭄지수의 개발 및 평가에 대한 연구가 수행되어야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	PCA를 이용하여 NDI를 산정하고 평가하기 위한 주요 산정절차는 어떠한가?	1과 같다. 먼저 기상 및 수문자료를 수집하여 NDI의 입력자료인 3개월 누적 강수량, 자연유량, 토양수분량을 구축한다. 이때 강수량은 관측자료를 사용하고, 자연유량 및 토양수분은 모형기반의 자료를 활용한다. 구축된 입력자료의 차원을 하나로 축소하기 위해 주성분 산정, 주성분 점수 산정, 비계절화 등의 주성분 분석을 수행한다. 월별로 산정된 주성분 점수의 경험적 누가확률값을 표준화하여 NDI를 산정한다. 산정된 NDI 값의 시계열 분석, 지역별 분석, 가뭄특성인자를 분석하여 가뭄지수의 활용성을 평가한다.
	가뭄이란?	가뭄은 강수량의 부족으로 발생하는 일시적인 물순환의 불균형 현상으로 자연현상이다. 가뭄은 물부족과 다르며, 물의 이용 측면에서 볼 때 몇 가지로 구분할 수 있다.
	국내에서 가뭄극복을 위해 어떤 노력을 하였는가?	, 2013). 그동안 국내에서는 가뭄극복을 위해 관개용수 확보, 비상관정 개발 등의 구조적인 대책과 가뭄정보 제공 등의 비구조적인 대책을 마련해 왔음에도 불구하고 가뭄피해는 지속적으로 증가하고 있다. 실례로 2014∼2015 가뭄으로 소양강 댐은 역대 최저수위를 기록하였으며, 일부 지역에서는 제한급수, 농업용수 부족 피해가 발생한 바 있다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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