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기후변화에 따른 소하천에서의 수온 모의연구
Water temperature assessment on the small ecological stream under climate change 원문보기

한국습지학회지 = Journal of wetlands research, v.18 no.3, 2016년, pp.313 - 323  

박정술 (국토교통부 낙동강홍수통제소) ,  김삼은 (유량조사사업단 품질정책실) ,  곽재원 (국토교통부 낙동강홍수통제소) ,  김정욱 (인하대학교 사회인프라공학과) ,  김형수 (인하대학교 사회인프라공학과)

초록
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수온은 하천의 물리적 생물학적 과정에 지대한 영향을 미치는 인자로서 어류를 비롯한 수생생태계에 대한 제약조건으로 작용한다. 기후변화로 인하여 실질적인 환경의 변화가 나타나고 있는 현실에서 수온 변화에 대한 예측은 필수적이라 하겠다. 본 연구의 목적은 자연 소하천을 대상으로 하천 수온을 모의 및 그 효율을 비교 분석하고, 향후 기후변화로 인한 하천 수온의 변동을 고찰하는 것이다. 이를 위하여 본 연구에서는 캐나다 동북부의 Fourchue 강을 대상으로 하여 2011년부터 2014년까지의 하천수온을 측정하고 결정론적, 확률론적, 비선형 수온모형을 적용하여 각각의 방법론에 따른 효율성을 비교 분석하여 미래 수온 모의를 위한 모형으로 결정론적 모형인 CEQUEAU 모형을 선정하였다. 또한, 선정된 모형을 기반으로 하여 CMIP5 기후모형과 RCP 2.6, 4.5, 8.5 기후변화 시나리오를 이용하여 해당 소하천 유역의 미래 수온 변동성을 예측하고 분석하였다. 연구결과, Fourchue 강의 수온은 6월 중 평균 수온은 $0.2{\sim}0.7^{\circ}C$가 상승하고, 9월은 $0.2{\sim}1.1^{\circ}C$가 감소하는 것으로 나타나 실질적인 수온환경의 변화가 발생하는 것으로 나타나서 이에 대한 주의가 요구된다. 또한, 해당 수역에 서식하고 있는 연어류의 치사상한수온을 넘는 경우도 발생하여 이에 대한 대책이 시급한 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Water temperature affects physical and biological processes in ecologies on river system and is important conditions for growth rate and spawning of fish species. The objective of this study is to compare models for water temperature during the summer season for the Fourchue River (St-Alexandre-de-K...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 기후변화에 따른 수온의 변화를 모의하기 위하여 본 연구에서는 기후변화 모형 및 기후변화 시나리오를 통하여 미래의 수문-기상 인자를 구축하였다. 최근의 기후변화 연구를 반영하여 다양한 수문-기상관련 인자를 다루고 (Sillmann et al.
  • 따라서, 본 연구에서는 상류에 댐이 존재하는 소하천에서의 수문-기상 인자와 결정론적, 확률론적, 비모수적 모형을 적용하여 수온 모의 효율성을 분석하고, 해당 하천에서의 미래 수온 변동을 고찰하는 데 있다. 이를 위하여 해당 소하천 유역의 2011년부터 2014년까지의 하천수온및 수문-기상 인자와 결정론적, 추계학적, 비선형 모형을 이용하여 수온을 모의하고 비교 분석하였으며, CMIP5 기후모델 및 RCP 2.

가설 설정

  • 많은 수문-기상 인자들이 하천수온 변화와 하천에서의 열 교환에 영향을 미치나 크게 대기, 지형, 수문, 하상조건의 4가지로 구분할 수 있다. 이 중에서 소하천의 특성을 감안하여 대기조건을 가장 큰 열 교환 과정의 원인으로 가정하고 기온을 포함한 일사량, 상대습도 및 풍속을 조사하였다. Fourchue 강의 수온은 2011년부터 2014년까지 여름철(6-9월)동안에 Hobo Pro V2 자기수온계를 이용하여 15분 간격으로 측정되었으며, 시간당 일사량 데이터는 Kipp and Zonen pyranometer (SP-LITE, ± 10uV/W/m2)로 측정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
결정론적 기법의 장점은 무엇인가? , 1992), 로지스틱회귀(Mohseni and Stefan, 1999), 리지회귀 (Ahmadi‐Nedushan et al, 2007), 가우시안 프로세스 회귀 (Grbić et al, 2013) 등도 다양하게 적용되고 있다. 결정론적 기법은 열교환을 나타내는 지배방정식에 의거하여 수온을 모의하기 때문에, 다양하고 복잡한 에너지 흐름과 하천에서의 혼합을 고려할수 있는 장점이 있다 (Caissie, 2006, 2007). 특히 복잡한 열 교환이 일어나는 현상을 상대적으로 정확하게 모의할 수 있는 장점이 있지만(Danner et al.
하천의 수온관련 연구에서 회귀기법을 많이 사용하는 이유는 무엇인가? Caissie(2006)는 하천의 수온관련 연구를 크게 회귀론, 결정론, 확률론적의 3가지로 구분할 수 있음을 보였다. 이중에서 회귀기법을 이용한 수온모의는 Johnson(1972)과 Kothandaraman(1972)의 초기 연구 이후로 적용성을 인정받아 널리 사용되고 있다. 단순 선형 회귀는 일반적으로 기온을 예측인자로서 사용하며 (Stefan and Preud'Homme.
수온의 역할은 무엇인가? 수온은 하천의 물리적 생태적 과정을 결정짓는 가장 중요한 요소 중에 하나로서 (Nunn et al., 2003), 어류의 생장과 산란에 지배적인 요소로 작용한다 (Smith, 2014). 특히, 연어와 같은 냉수성 어종에서 이러한 경향성이 두드러지며 (Matthews, 2014), Bouck et al.
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