KR102685689B1 - Apparatus and method for detailed estimation of relative humidity in consideration of land cover characteristics and influence of wind - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상대습도 추정 장치 및 그 방법에 대한 것으로서, 특히 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치 및 그 방법은, 대상지역의 지표피복 특성에 따라 나타나는 수증기압의 변이와 풍속의 영향을 경험적으로 정량화하여 기존 대비 상대습도 추정 오차를 감소시킬 수 있다.The present invention relates to a device and method for estimating relative humidity, and in particular, to a device and method for detailed relative humidity estimation taking into account ground cover characteristics and the influence of wind. The detailed relative humidity estimation device and method considering the ground cover characteristics and the influence of wind according to the present invention empirically quantifies the variation of water vapor pressure and the influence of wind speed according to the ground cover characteristics of the target area, resulting in relative humidity estimation error compared to the existing one. can be reduced.
Description
본 발명은 상대습도 추정 장치 및 그 방법에 대한 것으로서, 특히 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device and method for estimating relative humidity, and in particular, to a device and method for detailed relative humidity estimation taking into account ground cover characteristics and the influence of wind.
상대습도는 농작물에 영향을 미치는 여러 기상요인 중 하나이다. 작물의 생육에 부정적인 영향을 미치는 직접적 환경요인 중 하나인 다습조건은 주로 토양수분에서 다루고 있으나, 대기 상대습도는 온도와 함께 병해충의 발생과 관련성이 있어 적절한 대처가 필요하다Relative humidity is one of several meteorological factors that affect crops. High humidity conditions, which are one of the direct environmental factors that have a negative impact on crop growth, are mainly dealt with in soil moisture, but atmospheric relative humidity is related to the occurrence of pests and diseases along with temperature, so appropriate response is necessary.
상대습도는 포화 수증기량에 대한 실제 수증기량의 비를 말하며 증기압 또는 밀도, 질량의 비로 표현할 수 있다. 수증기압은 수증기의 밀도나 양에 의해 직접적으로 변하게 되는데, 대기중에서 고도가 상승할수록 일정 비율로 감소되며, 토양과 수표면으로부터의 증발 및 식물의 기공을 통한 증산작용은 대기중에 수증기를 공급한다. 또한 증발산은 태양복사에너지, 온도, 기압, 풍속, 습도 등의 기상요인과, 증발표면의 특성, 토양의 가용 수분량과 식물의 잎과 기공 등 여러 환경적, 식물생리학적 인자에 영향을 받는다Relative humidity refers to the ratio of actual water vapor to the saturated water vapor and can be expressed as a ratio of vapor pressure, density, or mass. Water vapor pressure changes directly depending on the density or amount of water vapor. It decreases at a certain rate as the altitude in the atmosphere increases, and evaporation from the soil and water surface and transpiration through the stomata of plants supply water vapor into the atmosphere. In addition, evapotranspiration is influenced by various environmental and plant physiological factors, such as meteorological factors such as solar radiation energy, temperature, atmospheric pressure, wind speed, and humidity, characteristics of the evaporation surface, available moisture in the soil, and plant leaves and stomata.
상대습도의 추정은 수증기에 대한 원격탐사 정보로부터 대류권의 연직분포를 얻어내거나 위성자료 또는 지점관측자료로부터 통계적으로 상세화하는 방법이 사용되어왔다. 국내에서는 기상청에서 제공하는 수치모델 자료에 상대습도가 기본적으로 포함되어 있는데 5km×5km격자크기를 가지고 있어서 복잡지형에 대해서는 해상도가 충분하지 않다. 특히 한국의 지형특징 상 산간지의 농경지역이 많아, 복잡지형에서의 기상분포 변이가 존재한다. 농촌진흥청에서는 농업기상재해 조기경보시스템을 운영하여 농장 단위로 기상예보 및 기상이변에 의한 작물위험예보를 생성, 농가에게 일대일로 제공하는데, 기상청의 예보자료 해상도 문제를 해결하기 위해 수치고도모형(DEM, digital elevation model)을 이용하는 등 고해상도(30m×30m)의 지리적 공간정보를 이용하여 상세화 과정을 거치고 있다. 기상청의 단·중기예측 모델인 지역예보모델(RDAPS, Regional Date Assimilation and Prediction System)과 국지예보모델(LDAPS, Local Data Assimilation and Prediction System) 및 초단기예측인 초단기예보모델(KLAPS, Korea Local Analysis and Prediction System)등의 수치예보모델 자료, 또는 종관 및 방재기상관측망의 관측자료들이 조기경보시스템(early warning system for weather risk management in agricultural sector)의 기상정보 상세화 과정의 배경자료로 활용된다. 농장맞춤 기상정보 생산 과정에서, 농산촌 지역에 대한 상세 기온, 강수, 일사, 일조시간 등의 주요 기상 모의 기술은 장기간 검증과 개선을 거쳐왔다. 반면, 상대습도는 기초적인 해발고도보정 외의 다른 요인에 대한 고려는 미흡한 상태이다.To estimate relative humidity, methods have been used to obtain the vertical distribution of the troposphere from remote sensing information on water vapor or to statistically detail it from satellite data or point observation data. In Korea, relative humidity is basically included in the numerical model data provided by the Korea Meteorological Administration, but it has a grid size of 5km x 5km, so the resolution is not sufficient for complex terrain. In particular, due to Korea's topographical characteristics, there are many mountainous agricultural areas, so there are variations in weather distribution in complex terrain. The Rural Development Administration operates an agricultural meteorological disaster early warning system to generate weather forecasts and crop risk forecasts due to abnormal weather at the farm level and provide them to farmers one-on-one. To solve the problem of resolution of the Korea Meteorological Administration's forecast data, a digital elevation model (DEM) is used. , digital elevation model), and is undergoing a detailed process using high-resolution (30m×30m) geographical spatial information. The Korea Meteorological Administration's short- and medium-term forecast models, the Regional Date Assimilation and Prediction System (RDAPS) and Local Data Assimilation and Prediction System (LDAPS), and the Korea Local Analysis and Prediction Model (KLAPS), which are the short-term forecasts of the Korea Meteorological Administration. Numerical forecast model data such as System), or observation data from synoptic and disaster prevention weather observation networks are used as background data in the process of detailing weather information for the early warning system (early warning system for weather risk management in agricultural sector). In the process of producing farm-customized weather information, major weather simulation technologies such as detailed temperature, precipitation, solar radiation, and sunshine hours for agricultural and mountainous areas have been verified and improved over a long period of time. On the other hand, relative humidity does not take into account other factors other than basic altitude correction.
현 조기경보시스템 체계에서는 대상지역에 대해 기상청의 기상정보를 30m격자해상도 수준으로 상세화하여 2, 3차 농업기상정보로 변환하고 실시간 예보정보(3시간 간격으로 갱신)를 통해 각종 농작물별 기상재해를 예측해야 하기 때문에, 비교적 단순한 수식 형태의 경험적 정량식으로 격자 자체 또는 공간적으로 일치하는 격자 간의 연산을 수행한다. 따라서 조기경보시스템의 프로세스와 일관성 있는 방식으로 농장규모의 상대습도를 모의하는 방식의 고안이 필요하다.In the current early warning system, the weather information from the Korea Meteorological Administration for the target area is detailed at the 30m grid resolution level, converted into secondary and tertiary agricultural weather information, and weather disasters for each crop are monitored through real-time forecast information (updated every 3 hours). Because predictions must be made, calculations are performed on the grid itself or between spatially matching grids using relatively simple mathematical empirical quantifications. Therefore, it is necessary to devise a method to simulate farm-scale relative humidity in a manner consistent with the early warning system process.
본 발명의 목적은 기존 대비 상대습도 추정 오차를 감소시킬 수 있는 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to provide a detailed estimation device and method for relative humidity that takes into account ground cover characteristics and the influence of wind, which can reduce relative humidity estimation errors compared to existing ones.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the object mentioned above, and other objects and advantages of the present invention that are not mentioned can be understood by the following description and will be more clearly understood by the examples of the present invention. Additionally, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention can be realized by the means and combinations thereof indicated in the patent claims.
본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치는, 수증기압 변이를 연산하는 수증기압 변이 연산부와, 수증기압 변이 연산부에서 연산된 수증기압 변이를 기반으로 수증기압을 보정하는 수증기압 보정부, 및 수증기압 보정부에서 보정된 수증기압으로 상대습도를 추정하는 상대습도 추정부를 포함한다.The detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and the influence of wind according to the present invention includes a water vapor pressure variation calculation unit that calculates the water vapor pressure variation, a water vapor pressure correction unit that corrects the water vapor pressure based on the water vapor pressure variation calculated in the water vapor pressure variation calculation unit, and It includes a relative humidity estimation unit that estimates relative humidity using the water vapor pressure corrected in the water vapor pressure correction unit.
또한, 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 방법은, 수증기압 변이 연산부가 수증기압 변이를 연산하는 단계와, 수증기압 변이 연산부에서 연산된 수증기압 변이를 기반으로 수증기압 보정부가 수증기압을 보정하는 단계, 및 수증기압 보정부에서 보정된 수증기압으로 상대습도 추정부가 상대습도를 추정하는 단계를 포함한다.In addition, the detailed relative humidity estimation method considering the ground cover characteristics and the influence of wind according to the present invention includes the steps of a water vapor pressure variation calculation unit calculating the water vapor pressure variation, and a water vapor pressure correction unit calculating the water vapor pressure based on the water vapor pressure variation calculated by the water vapor pressure variation calculation unit. It includes a step of correcting, and a step of the relative humidity estimating unit estimating the relative humidity using the water vapor pressure corrected by the water vapor pressure correction unit.
수증기압 변이 연산부에서 연산되는 수증기압 변이()는,Water vapor pressure variation calculated in the water vapor pressure variation calculation unit ( )Is,
이며, and
이고, ego,
이며 and
d는 365일, i는 대상지점, Vi는 대상지점 i의 풍속, Vo는 배경풍속이다.d is 365 days, i is the target point, V i is the wind speed at target point i, and V o is the background wind speed.
본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치 및 그 방법은, 대상지역의 지표피복 특성에 따라 나타나는 수증기압의 변이와 풍속의 영향을 경험적으로 정량화하여 기존 대비 상대습도 추정 오차를 감소시킬 수 있다.The detailed relative humidity estimation device and method considering the ground cover characteristics and the influence of wind according to the present invention empirically quantifies the variation of water vapor pressure and the influence of wind speed according to the ground cover characteristics of the target area, resulting in relative humidity estimation error compared to the existing one. can be reduced.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, specific effects of the present invention are described below while explaining specific details for carrying out the invention.
도 1은 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치에서 대상지역에 분포된 분석 및 검증용 기상관측지점과 KLAPS 격자 구획 및 지표피복 특성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치에서 분석지점별 무풍조건에서의 기준지점 대비 수증기압 변이 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치에서 무풍 조건에 한정한 야간시간대(1900~0600 LST)의 기준지점대비 분석지점(A~I)별 연중 수증기압 편차 분포 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치에서 무풍 조건에 한정한 낮시간대(0700~1800 LST)의 기준지점대비 분석지점(A~I)별 연중 수증기압 편차 분포 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치에서 야간시간대(1700~0600LST) 기준지점의 풍속세기(V0)에 따른 숲(dense forest) 지역에 대한 최대 수증기압 변이의 변화를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치에서 야간(좌)과 주간(우)에 대한 기준지점 대비 분석지점(A~I)의 수증기압 편차를 풍속 편차와 비교한 그래프이다.
도 8은 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치에서 2016년 층위별 풍속으로 계산한 전단계수의 시간별 비교 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 방법의 순서도이다.Figure 1 is a conceptual diagram of a detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention.
Figure 2 is a diagram showing the meteorological observation points for analysis and verification distributed in the target area, the KLAPS grid division, and the ground cover characteristics in the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention.
Figure 3 is a graph of water vapor pressure variation compared to the reference point under wind-free conditions for each analysis point in the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention.
Figure 4 shows the annual water vapor pressure deviation for each analysis point (A to I) compared to the reference point in the night time zone (1900 to 0600 LST) limited to no-wind conditions in the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention. It is a distribution graph.
Figure 5 shows the annual water vapor pressure deviation for each analysis point (A to I) compared to the reference point during the daytime (0700 to 1800 LST) limited to no-wind conditions in the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention. It is a distribution graph.
Figure 6 shows the maximum water vapor pressure variation for the dense forest area according to the wind speed (V0) at the reference point during the night time (1700-0600LST) in the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention. This is a drawing showing the changes.
Figure 7 shows the wind speed deviation and water vapor pressure deviation at analysis points (A to I) compared to the reference point for night (left) and daytime (right) in the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention. This is a comparison graph.
Figure 8 is a time-dependent comparison graph of the shear coefficient calculated from the wind speed for each layer in 2016 by the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention.
Figure 9 is a flowchart of a detailed estimation method for relative humidity considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above-described objects, features, and advantages will be described in detail later with reference to the attached drawings, so that those skilled in the art will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of known technologies related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. In the drawings, identical reference numerals are used to indicate identical or similar components.
도 1은 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치의 개념도이다.Figure 1 is a conceptual diagram of a detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention.
본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 수증기압 변이를 연산하는 수증기압 변이 연산부(100)와, 수증기압 변이를 기반으로 수증기압을 보정하는 수증기압 보정부(200), 및 보정된 수증기압으로 상대습도를 추정하는 상대습도 추정부(300)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and the influence of wind according to the present invention includes a water vapor pressure
수증기압 변이 연산부(100)는 수정기압을 보정할 수증기압 변이를 연산한다.The vapor pressure
도 2는 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치에서 대상지역에 분포된 분석 및 검증용 기상관측지점과 KLAPS 격자 구획 및 지표피복 특성을 나타낸 도면이다.Figure 2 is a diagram showing the meteorological observation points for analysis and verification distributed in the target area, the KLAPS grid division, and the ground cover characteristics in the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention.
본 발명은 경상남도 하동군 악양면은 하나의 소유역(catchment)을 이루고 있고, 전형적인 농산촌 지역으로써 저지대는 논과 밭이, 산기슭과 사면에는 과수원이 조성되었고 도로 인근에 농가주택으로 이루어진 마을들이 소규모로 구성되어 있다. 여기서, 도 2를 참조하면, 2012년~2013년 및 2015년에 다수의 간이기상관측장비(STA Corporation Co., Ltd., South Korea)로부터 기온, 습도, 풍속 관측자료를 수집하였다. 그 중 가장 공간적으로 고밀도 자료가 수집된 2012년 8월 15일부터 2013년 8월 18일까지, 지표특성 별 수증기압의 변이 특성을 도출하는 기간으로 활용하였다(도 2의 별표). In the present invention, Agyang-myeon, Hadong-gun, Gyeongsangnam-do, forms a catchment, and is a typical agricultural and mountainous area, with rice paddies and fields in the lowlands, orchards at the foot and slopes of the mountains, and small villages consisting of farm houses near the roads. Here, referring to Figure 2, temperature, humidity, and wind speed observation data were collected from a number of simple weather observation equipment (STA Corporation Co., Ltd., South Korea) in 2012-2013 and 2015. Among them, the period from August 15, 2012, when the most spatially high-density data was collected to August 18, 2013, was used as a period to derive the variation characteristics of water vapor pressure by surface characteristics (asterisk in Figure 2).
표 1은 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치의 분석 및 검증용 기상관측지점과 해당 KLAPS 격자의 지표피복 정보를 나타낸 것이다.Table 1 shows the weather observation points for analysis and verification of the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention and the ground cover information of the corresponding KLAPS grid.
표 1을 참조하면, 해당 기간의 자료 활용 지점은 총 10곳으로, 장비가 설치된 지역의 지표면으로부터 1.5~2m 위에서 기상을 관측하고 결측기간이 2주 미만인 지점이다. 깊은 숲 옆에 설치된 장비(dense forest), 숲 옆 과수원 내부, 숲 인근 잔디밭, 숲 옆 마을건물 주변, 논, 농장(과수원 옆 또는 밭 위), 농장과 마을 주변, 건물 주차장 옆까지 지표특성을 구분하였다. 이들 10곳의 자료를 이용하여, 지표특성별 수증기압의 변이를 풍속에 따라 정량화하였으며, 10곳 이외의 타 기상관측지점 7곳의 자료로는 도출된 모형을 검증하는 데 사용하였다. 7지점의 동시 관측기간인 2015년 1월 2일부터 10월 3일까지를 검증기간으로 두었다. 또한 해당 기간의 기상청 KLAPS 습도, 기온, 풍속 수치자료를 수집한 후, 검증지점이 포함된 격자의 값을 추출하여 습도추정의 배경자료로 활용하였다.Referring to Table 1, there are a total of 10 data utilization points for the relevant period, which are points where weather is observed 1.5 to 2 meters above the ground surface in the area where the equipment is installed and the missing period is less than 2 weeks. Ground surface characteristics are classified from equipment installed next to a deep forest (dense forest), inside an orchard next to a forest, on a lawn near a forest, around a village building next to a forest, in a rice field, on a farm (next to an orchard or on a field), around a farm and a village, and next to a building parking lot. did. Using data from these 10 locations, the variation of water vapor pressure by surface characteristics was quantified according to wind speed, and data from 7 meteorological observation points other than the 10 locations were used to verify the derived model. The verification period was from January 2 to October 3, 2015, a period of simultaneous observation of 7 locations. In addition, after collecting KLAPS humidity, temperature, and wind speed numerical data from the Korea Meteorological Administration for the relevant period, the values of the grid containing the verification points were extracted and used as background data for humidity estimation.
표 2는 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치의 검증지점이 포함된 KLAPS 격자 구획 내 지표피복 면적 비율과 남한지역 전체 지표피복 면적 비율(2010s)을 나타낸 것이다. 표 2에서 water 지역은 제외하였다.Table 2 shows the ratio of ground cover area in the KLAPS grid division, which includes the verification points of the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention, and the ratio of the entire ground cover area in South Korea (2010s). In Table 2, the water area is excluded.
(%)Whole country
(%)
KLAPS의 지표피복 정보는 2010년 기준 30m 격자 지표피복도(국토지리정보원)로부터 KLAPS 5km×5km 격자 구획 내에 있는 숲, 농지, 초지, 습지, 나지의 면적비율에 따라 대표 지표특성을 정의하였다(표 1, 표 2). 격자 내 숲의 면적비율이 80%이상일 때 농경지 등 타 지표피복 면적이 각각 10% 미만이면 dense forest로 정의하였다. 다만 숲이 80% 이상이라도 농경지 또는 초지 면적이 10% 이상이 될 때에는 forest+grass로 판단하였는데, 분석지점 10곳 중 농경지(밭)와 초지가 구분된 경우가 없어 농경지(밭)와 초지를 같은 범주로 넣었다. 남한지역 전체의 농경지 비율은 25.7%로, 만일 5km×5km 격자 구획 내에서 농경지 비율이 25.7%보다 많으면 farmland로 구분하였다. 또한 전국토 지표피복별 면적비율과 비교하여 시가지지역과 농경지 면적 비율이 더 많을 경우 town+farmland로 간주하였다(표 2).KLAPS's surface cover information defined representative surface characteristics according to the area ratio of forest, farmland, grassland, wetland, and bare land within the KLAPS 5km × 5km grid division from the 30m grid surface cover map (National Geographic Information Institute) as of 2010 (Table 1 , Table 2). When the area ratio of forest in the grid was more than 80% and other ground cover areas such as agricultural land were less than 10%, it was defined as dense forest. However, even if the forest is more than 80%, if the agricultural land or grassland area is more than 10%, it was judged as forest + grass. Among the 10 analysis points, there were no cases where farmland (field) and grassland were separated, so farmland (field) and grassland were considered the same. Put it into a category. The proportion of farmland in the entire South Korean region was 25.7%, and if the proportion of farmland was greater than 25.7% within a 5km × 5km grid, it was classified as farmland. In addition, compared to the area ratio by land cover across the country, if the ratio of built-up area and agricultural land area was greater, it was considered town+farmland (Table 2).
본 발명은 대상지역 내 분석지점 중 마을 내 농경지(밭)에 설치되었던 J지점을 수증기압 변이의 기준으로 간주하였다. 분석지점(A~J)에서 관측된 매시 기온, 습도를 이용하여 포화수증기압 및 수증기압을 연산하였고 J지점을 기준으로 두고 나머지 9개 대상지점(A~I) 각각에 대해 기준치 대비 수증기압 편차(대상지점값 - 기준지점값)를 산출하였다. 이 편차값에는 J지점의 지표피복 특성 대비 타 지점의 지표특성으로 인한 수증기압 변이가 내재되어 있으나, 지표피복 외 요인(바람, 고도편차 등)에 의한 성분도 반영되어 있을 것이다. 10개의 분석지점 모두 단일 집수역(악양면) 안에 포함되어 있으므로 하나의 공기덩어리 내에서 고도에 따른 수증기압의 분포는 동일 감율에 따라 설명된다고 보고, J지점을 기준으로 각 9개 지점마다 해발고도 편차를 구한다음 Kim et al., (2020)의 방식과 같이 보정하였다. 또한, 수증기압 편차는 낮 시간대(07~18시)와 밤 시간대(19~6시)로 구분하여 분석하였다.In the present invention, among the analysis points in the target area, point J, which was installed in the agricultural land (field) in the village, was considered as the standard for water vapor pressure variation. Saturated water vapor pressure and water vapor pressure were calculated using the hourly temperature and humidity observed at the analysis points (A to J). Using point J as the standard, the water vapor pressure deviation (target point) was calculated for each of the remaining nine target points (A to I). value - reference point value) was calculated. This deviation value contains variation in water vapor pressure due to the surface cover characteristics of other points compared to the surface cover characteristics of point J, but will also reflect components caused by factors other than the surface cover (wind, altitude deviation, etc.). Since all 10 analysis points are included in a single catchment area (Agyang-myeon), the distribution of water vapor pressure according to altitude within one air mass is assumed to be explained according to the same lapse rate, and the altitude deviation above sea level is calculated for each of the 9 points based on point J. After obtaining it, it was corrected according to the method of Kim et al., (2020). In addition, water vapor pressure deviation was analyzed separately into daytime (07-18:00) and night time (19-6:00).
J지점(town+farmland)에 비해 수증기압이 최대 얼만큼 더 높은가를 모수 M으로 간주하고, 2012.8.15~2013.8.18 기간 중 J와 대상지점(A~I) 모두 풍속이 0m/s인 경우를 선별한 다음 그중 가장 최대치와 최소치 절대값을 찾아 둘 간의 차이를 M값으로 할당하였다. 수증기압 편차의 최대값이 양의 값, 최소치가 음의 값으로 서로 반대되는 경우, 수증기압 변이를 일으키는 지표피복, 풍속 외 요인이 크게 작용하는 것으로 해석하고, 최소치를 양의 값으로 바꾸어 M값을 계산함으로써 정량식에서 변이 보정치가 과다하게 적용되지 않도록 하였다. 다만, 한국과 같이 계절 영향이 뚜렷한 지역에서는 수증기압이 일반적으로 여름철에 높고 겨울철엔 낮아 건조해진다. 때문에 분석자료 중 늦가을~겨울철에 발생한 강수로 인해 여름철보다도 높은 수증기압 편차가 계산(outlier)되어 M값 도출에 영향을 미칠 경우 해당 사례는 삭제하였다(2012.10.22, 2012.12.14). 또한 낮과 밤의 모수 M값이 계절적으로 변동하도록 하였는데, Kim et al., 2016이 제시한 기온을 근거로 한 연중변화 코사인곡선을 적용하였다.The maximum degree to which the water vapor pressure is higher than point J (town+farmland) is considered as the parameter M, and the case where the wind speed is 0m/s for both J and the target point (A~I) during the period from August 15, 2012 to August 18, 2013 After selection, the highest and lowest absolute values were found and the difference between the two was assigned as the M value. If the maximum value of the water vapor pressure deviation is a positive value and the minimum value is a negative value, which are opposite to each other, it is interpreted that factors other than ground cover and wind speed that cause the water vapor pressure variation play a large role, and the M value is calculated by changing the minimum value to a positive value. By doing so, the variation correction value was not excessively applied in the quantitative equation. However, in areas with clear seasonal influences, such as Korea, water vapor pressure is generally high in summer and low in winter, resulting in dryness. Therefore, in the analysis data, if precipitation occurring in late fall and winter resulted in a higher water vapor pressure deviation than in summer, which was an outlier and affected the derivation of M value, the case was deleted (2012.10.22, 2012.12.14). In addition, the day and night parameter M values were allowed to fluctuate seasonally, and the year-round change cosine curve based on the temperature suggested by Kim et al., 2016 was applied.
수학식 1에서, d는 연중 365일을 뜻하며 1월 1일을 1로, 12월 31일을 365로 둔다.In Equation 1, d means 365 days in the year, with January 1st set as 1 and December 31st set as 365.
야간 또는 주간의 Md값이 바람에 의해 상쇄되는 것을 표현하려면 기준 지점의 풍속과 수증기압 변이를 나타내는 지점의 풍속 모두를 고려해야 한다. 따라서, 대상지점(A~I 중 한 곳)과 기준지점 J 중 한 쪽이 0m/s인 경우를 추출한 후 나머지 다른 한 쪽의 풍속 세기에 따라 수증기압 변이를 설명하는 모형식을 제작하였다. 먼저 대상지점 i의 풍속 Vi가 0m/s일 때 분석지점의 수증기압 편차값을 종속변수로, 기준지점 J의 풍속 V0를 독립변수로 두고, V0가 세질수록 수증기압 편차가 변화되는 양상을 아래의 수학식 2와 같은 반비례 형태의 경험적 정량식을 도출하였다. 이때, 모든 분석지점을 사용할 경우 풍속구간별로 포함되는 분석지점(A~I)의 구성 비율이 달라지게 될 것을 우려하여, 지표특성 중 가장 수증기압 편차가 클 것으로 기대되는 dense forest 지점 관측값만을 활용하였다. 지표특성별로 Md값이 변화되므로 k값은 상수로 도출한 다음 모든 지역에 적용하였다.To express the wind offset of night or daytime M d values, both the wind speed at the reference point and the wind speed at the point representing the water vapor pressure anomaly must be taken into account. Therefore, after extracting the case where one of the target point (one of A~I) and the reference point J was 0 m/s, a model equation was created to explain the water vapor pressure variation according to the wind speed intensity of the other point. First, when the wind speed V i at the target point i is 0 m/s, the water vapor pressure deviation value at the analysis point is set as the dependent variable, and the wind speed V 0 at the reference point J is set as the independent variable. As V 0 increases, the water vapor pressure deviation changes. An empirical quantitative equation in the form of inverse proportionality was derived as shown in Equation 2 below. At this time, out of concern that if all analysis points were used, the composition ratio of analysis points (A to I) included in each wind speed section would vary, only the observed values from dense forest points expected to have the largest water vapor pressure deviation among surface characteristics were used. . Since the M d value changes depending on the indicator characteristics, the k value was derived as a constant and then applied to all regions.
수학식 2의 모형을 적용할 때 △VPM은 대상지점 i에서 무풍조건일 때 발생할 수 있는 수증기압 변이 최대치이며 V0 값은 모형의 입력자료가 되는 배경풍속에 해당한다. 또한 i지점의 풍속Vi을 알고 있다면, 수증기압 변이 추정과정은 수학식2에서 종료되지 않고 Vi에 따라 △VPM이 더더욱 감쇄될 것으로 간주하였다(수학식 3). Vi는 시간 평균값 2m/s까지만 인정하였고 그 이상의 경우 i에서의 수증기압 변이 △VPi은 0으로 설정하였다.When applying the model in Equation 2, △VP M is the maximum water vapor pressure variation that can occur under wind-free conditions at target point i, and the value of V 0 corresponds to the background wind speed, which is the input data for the model. In addition, if the wind speed V i at point i is known, the water vapor pressure variation estimation process does not end in Equation 2, but △VP M is considered to be further attenuated according to V i (Equation 3). V i was recognized only up to the time average value of 2 m/s, and beyond that, the water vapor pressure variation △VP i at i was set to 0.
시간 풍속 2m/s의 기준은, 대상지역에서(악양면) 야간의 찬 공기 집적 효과가 풍속 2m/s에 이르면 거의 상쇄된다는 점과, 한낮 일사영향으로 인한 지표부근 기온의 가온효과가 풍속 2m/s에 이르면 무풍의 10% 수준으로 하락한다는 점을 토대로 설정하였으며, 분석지점 전체의 수증기압 편차와 해당지점 풍속의 관계를 확인하였다.The standard for the temporal wind speed of 2m/s is that the effect of cold air accumulation at night in the target area (Akyang-myeon) is almost canceled when the wind speed reaches 2m/s, and the warming effect of the temperature near the surface due to the influence of solar radiation during the day is 2m/s. It was set based on the fact that it drops to 10% of the no-wind level when it reaches , and the relationship between the water vapor pressure deviation across the entire analysis point and the wind speed at that point was confirmed.
수증기압 보정부(200)는 수증기압 변이 연산부(100)에서 연산된 수증기압 변이를 기반으로 수증기압을 보정한다. 이는 수증기압 보정부(200)가 수증기압 변이 연산부(100)에서 연산된 수증기압 변이를 수증기압에 적용하여 보정할 수 있다.The water vapor
상대습도 추정부(300)는 수증기압 보정부(200)에서 보정된 수증기압을 기반으로 상대습도를 추정한다. 이는 상대습도 추정부(300)가, 수증기압 보정부(200)에서 보정된 수증기압을 포화수증기압으로 나누어 상대습도를 추정할 수 있다.The relative
다음은 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치를 검증하였다.Next, the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention was verified.
검증기간(2015.1~10)동안 3시간 간격의 일 8회(0000, 0300, 0600, ?? 2100LST)의 KLAPS 수치자료를 배경자료로 사용하여 대상지역 내 검증지점 7곳(K~Q)의 상대습도를 추정하였다. 검증지점 각각의 지표특성과 해당 지점이 포함된 KLAPS 격자(1~5)의 지표특성에 따라서 M값을 지정하였다. 만일 임의의 i지점은 농장이고 i지점이 포함된 KLAPS 격자 구획은 대부분이 숲이라면, 배경이 되는 KLAPS의 습도는 숲 지역을 의미한다고 볼 수 있다. 그러므로 상대습도를 추정할 때에 숲 지역에 대한 수증기압 변이는 제거하고 농장에 대한 수증기압 변이를 더해야 할 것이다. 따라서 특정일 낮 또는 밤의 수증기압 변이 최대값 Md은 모의대상지점 i에 대한 Mi값에서 배경자료가 되는 KLAPS 구획에 대한 M0 값을 빼는 방식으로 구하였다. Mi와 M0는 수학식 1의 계절변이가 적용된 값이며, 계산된 Md은 수학식 2 연산에 활용되었다. V0 값에 해당하는 KLAPS 풍속은 지상으로부터 10m 풍속값이기 때문에 지상 2m의 풍속으로 변환하였다. Wind profile power law의 전단계수 α값은 지표거칠기에 따라 달라지는 것이 큰 특징이지만(Plate, 1971) 대상지역 인근에서 관측된 층위별 풍속은 초지 및 농경지에 설치된 R지점이 유일하다. α값은 지표영향이 클수록 일변동이 뚜렷하기 때문에, 2016년 1년간 지상 1m, 3m, 6m의 시간별 평균풍속으로 경험적인 α값을 도출하여 사용하였고, 지표거칠기의 구분이 없으로 인해 발생할 수 있는 실제 풍속과의 차이는 오차의 영역으로 남겨두었다. 반면, 검증지점 7지점에 해당하는 풍속(Vi)은 추정된 값이 부재하여 부득이하게 관측값을 대신 이용하였다. During the verification period (January 2015 - October 2015), the KLAPS numerical data of 8 times a day at 3-hour intervals (0000, 0300, 0600, ?? 2100LST) were used as background data to compare the relative values of 7 verification points (K to Q) in the target area. Humidity was estimated. The M value was designated according to the indicator characteristics of each verification point and the indicator characteristics of the KLAPS grid (1 to 5) containing the corresponding point. If a random point i is a farm and most of the KLAPS grid division containing point i is a forest, the background humidity of KLAPS can be considered to indicate a forest area. Therefore, when estimating relative humidity, the water vapor pressure variation for forest areas should be removed and the water vapor pressure variation for farms should be added. Therefore, the maximum value of water vapor pressure variation M d during the day or night on a specific day was obtained by subtracting the M 0 value for the KLAPS section, which serves as background data, from the M i value for the simulated point i. M i and M 0 are values to which the seasonal variation of Equation 1 was applied, and the calculated M d was used in the calculation of Equation 2. Since the KLAPS wind speed corresponding to the V 0 value is the wind speed value of 10 m above the ground, it was converted to the wind speed of 2 m above the ground. The main feature of the wind profile power law's shear modulus α value is that it varies depending on the surface roughness (Plate, 1971), but the only wind speed at each level observed near the target area is at point R installed in grassland and agricultural land. Since the α value has more pronounced daily fluctuations as the surface impact increases, an empirical α value was derived and used using the hourly average wind speeds at 1m, 3m, and 6m above the ground for one year in 2016, and the The difference from the actual wind speed was left in the area of error. On the other hand, the wind speed (V i ) corresponding to verification point 7 did not have an estimated value, so observed values were inevitably used instead.
수학식 1~3을 통해 계산된 수증기압 변이는 KLAPS로 계산한 수증기압에 더하였고, 이것을 KLAPS 기반 포화수증기압으로 나누어 상대습도로 변환하였다. 모형의 성능 평가는 KLAPS의 습도 그 자체(old)와 지표피복별 수증기압의 보정하는 기법(new model)을 비교하였다. 두 모형의 추정오차는 ME (mean error)와 RMSE (root mean square error) 및 MAE (mean absolute error)로 확인하였다.The water vapor pressure variation calculated through Equations 1 to 3 was added to the water vapor pressure calculated using KLAPS, and this was converted to relative humidity by dividing it by the KLAPS-based saturated water vapor pressure. The performance evaluation of the model compared KLAPS's humidity itself (old) with the technique for correcting water vapor pressure by ground cover (new model). The estimation errors of the two models were confirmed by ME (mean error), RMSE (root mean square error), and MAE (mean absolute error).
도 3은 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치에서 분석지점별 무풍조건에서의 기준지점 대비 수증기압 변이 그래프이다.Figure 3 is a graph of water vapor pressure variation compared to the reference point under wind-free conditions for each analysis point in the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention.
표 3은 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치에서 지표피복 특성별 무풍조건에서의 수증기압 변이 최대피 모수 M 도출 표이다.Table 3 is a table derived from the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and the influence of wind according to the present invention, the maximum moisture vapor pressure variation parameter M under windless conditions for each ground cover characteristic.
(F)Town+paddy
(F)
(E)town+farmland
(E)
(B & D)farmland
(B&D)
(C)forest+town
(C)
(H)forest+grass
(H)
(A)dense forest
(A)
(I)Paddy
(I)
무풍 조건에 대하여 확인된 기준지점 대비 수증기압의 변이는 숲-농경지-마을 순서로 높게 나타났다. 이는 식물이 기공을 통한 가스 교환 과정에서 H2O를 함께 내보내어 식생지가 보다 습해지는 특징이 드러난 것이다. 도 3에서 비교한 A~I 지점별 수증기압 변이는 분석기간 동안 기준지점과 대상지점 모두 바람이 0m/s인 때에 기준지점 대비 분석지점의 수증기압이 어느정도 더 높은지에 대한 결과이다. 바람이 없는 조건에서도 수증기압 편차값은 양의 값과 음의 값 모두 발생하였는데, 그 중 양의 값의 최대값과 음의 값의 최저값(절대값의 최대값)을 구하여 우세한 쪽에서 반대 경향의 값을 상쇄시킨 나머지 값을 구한 것이다. 전반적으로 낮 동안의 수증기압 변이가 밤 보다 더 높게 나타나, 활발한 광합성 과정에 의해 증산량이 늘어난 것으로 보인다. 다만, 낮에 무풍조건을 만족시키는 경우는 야간에 비해 숫자가 적었기 때문에 식물의 광합성에 의해 발생할 수 있는 잠재적인 수증기압의 상승 효과는 실제로는 이보다 더 크게 나타날 수 있다. 도 3에서 E 지점은 농경지와 마을이 어우러진 장소로써, 기준지점의 환경(폐교된 초등학교의 운동장 한 쪽 초지 위에 설치)과 상대적으로 가장 유사하였고 나머지 지점의 값들은 각각의 지표특성에 따른 모수 M값이 되었다(표 3).도 4는 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치에서 무풍 조건에 한정한 야간시간대(1900~0600 LST)의 기준지점대비 분석지점(A~I)별 연중 수증기압 편차 분포 그래프이다. 도 4는 지점별 M값을 수학식 1에 적용한 결과이다. 도 5는 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치에서 무풍 조건에 한정한 낮시간대(0700~1800 LST)의 기준지점대비 분석지점(A~I)별 연중 수증기압 편차 분포 그래프이다. 도 5에서 점선은 지점별 M값을 수학식 1에 적용한 결과이다.The variation in water vapor pressure compared to the reference point identified for wind-free conditions was high in the order of forest, agricultural land, and village. This shows that plants emit H2O during gas exchange through stomata, making the vegetation more humid. The water vapor pressure variation at points A to I compared in Figure 3 is a result of how much higher the water vapor pressure is at the analysis point compared to the reference point when the wind is 0 m/s at both the reference point and the target point during the analysis period. Even in windless conditions, the water vapor pressure deviation value occurred in both positive and negative values. Among them, the maximum positive value and the minimum negative value (maximum absolute value) were determined, and the opposite tendency value was calculated from the dominant side. The remaining value after canceling out was obtained. Overall, the variation in water vapor pressure during the day appears to be higher than that at night, suggesting that transpiration has increased due to the active photosynthetic process. However, since the number of cases where the wind-free condition is met during the day is less than that at night, the potential increase in water vapor pressure that may occur due to plant photosynthesis may actually be greater than this. In Figure 3, point E is a place where farmland and village are combined, and is relatively similar to the environment of the reference point (installed on grassland on one side of the playground of a closed elementary school), and the values of the remaining points are the parameter M values according to the characteristics of each indicator. (Table 3). Figure 4 shows the analysis point (A) compared to the reference point in the night time zone (1900-0600 LST) limited to no-wind conditions in the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention. ~I) This is a graph of distribution of water vapor pressure deviation throughout the year. Figure 4 is the result of applying the M value for each point to Equation 1. Figure 5 shows the annual water vapor pressure deviation for each analysis point (A to I) compared to the reference point during the daytime (0700 to 1800 LST) limited to no-wind conditions in the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention. It is a distribution graph. In Figure 5, the dotted line is the result of applying the M value for each point to Equation 1.
도 4와 도 5는 각각 야간과 주간에 대해 분석지점별로 무풍조건에서의 모든 수증기압 편차를 연중 scatter plot으로 나타낸 것이며, 그래프 내의 점선은 도 3의 수증기압 변이 값을 7월 24일 (day of year = 205)에 최대치로 존재하는 것으로 두고 수학식 1에 따라 겨울로 갈수록 감소되는 것을 나타낸다. 도 4와 도 5의 점선은 모든 수증기압 편차의 평균치에 가깝게 모의하는 것으로 간주되나, 무풍조건 하에서도 수증기압 편차에 변이가 크게 나타났다. 식물의 증산량은 지표와 식물근권의 수분량에 따라 달라지고, 광합성량과 뿌리활성 등 생리조건에도 영향을 받기 때문에 같은 무풍조건에서도 계절과 시간, 기상조건(광, 강수 등)에 따라서 차이가 발생하는 것인데, 이 발명에서는 그것의 평균치를 경험적으로 적용한 것이다. Figures 4 and 5 show all year-round water vapor pressure deviations in wind-free conditions for each analysis point at night and daytime, respectively, as a scatter plot, and the dotted line in the graph represents the water vapor pressure variation values in Figure 3 on July 24 (day of year = 205) and decreases as winter approaches according to Equation 1. The dotted lines in Figures 4 and 5 are considered to simulate close to the average value of all water vapor pressure deviations, but there was a large variation in water vapor pressure deviations even under windless conditions. The amount of transpiration of plants varies depending on the amount of moisture in the surface and the plant rhizosphere, and is also affected by physiological conditions such as photosynthesis and root activity, so even under the same wind-free conditions, differences occur depending on the season, time, and weather conditions (light, precipitation, etc.). , in this invention, the average value is applied empirically.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 주변 일대가 숲으로 이루어진 산속 A지점에서는 타 지점에 비해 상대적으로 가장 가장 높은 수증기압을 나타내었다. B지점은 산 경사지에 조성된 배 과수원 인근으로 설치된 장소는 야생 초지 위이며 잔디밭과 같이 관리되지는 않다. B는 A에 비해 수증기압 편차가 낮았으나 기준지점에 비해서는 높은 수준으로써 양의 값을 나타내었다. C지점은 산 능선에 조성된 한옥마을 가장 위쪽에 설치된 곳으로, 주변은 숲으로 둘러싸여 있으나 관측장소는 한옥마당 위이다. 도 4와 도 5를 참조하면, A지점에 비해서 수증기압 편차가 작고 B지점에 비해 변이가 적은 편이었다. 특히 C에서 음의 방향의 수증기압 편차는 타 지점에 비해 상대적으로 적고 편차 크기도 미미한 편이라 정량화된 수증기압 변이 최대치(M값)은 B보다 높게 계산되었다. D지점은 과수원과 밭으로 이루어진 농경지인데 과수원보다는 밭 쪽으로 노출되어 있으며, C지점에 비해 수증기압 편차가 약간 더 적은 편이었다. 도 3을 참조하면, E지점은 기준지점과 가상 유사한 환경인 만큼 수증기압 편차의 편기성은 거의 나타나지 않았으나, 도 4와 도 5를 참조하면, 실제 편차값 사례들에서는 (+)와 (-)경향이 모두 발생하였다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 학생수련회 건물 주차장과 옆 논밭 사이에 설치된 F 지점 역시 타 지점에 비해 수증기압 편차의 (+)방향의 편기성이 적게 나타난 편이었다. 도 4를 참조하면, G지점은 산경사지에 조성된 과수원 내부로써 야간에는 A지점과 유사한 정량적인 M값이 도출되었으나 실제 수증기압 편차값들 중에 일부분만 (+)방향의 큰 변이를 나타내었고 상당수는 -1~1hPa 사이에 머물렀다. 또한, 도 5를 참조하면, 낮 또한 수증기압 편차의 편기성이 뚜렷하지 않아, 도 3와 같이 M값이 낮게 계산되었다. H는 깊은 숲 내에 위치한 사찰 경내의 잔디밭에 설치되었고 항상 잔디가 관리되어 있었기 때문에, 인근의 숲의 영향도 받지만 관측 장소의 초지 피복에 영향을 받아 기준지점과의 수증기압 편차가 A보다 적었고 B~D와 유사한 수준이었으나 변이는 다양한 편이었다. 낮의 경우, 소수의 (+)방향의 큰 수증기압 편차로 인하여 M값이 지점C 수준과 같이 계산되었다. 야간의 M은 C지점과 농경지인 B, D지점의 M값보다 유사하지만 약간 더 높게 산출되었다. 평탄한 논 위의 I지점은 완전한 개활지인 반면, 기준지점의 경우 주변에 구조물, 식생 등이 존재하기 때문에 특히 여름철에 기준지점과의 수증기압 편차가 약간 (-)경향을 띄는 것으로 보인다. Referring to Figures 3 to 5, point A in the mountains where the surrounding area is comprised of forests showed the highest water vapor pressure relative to other points. Point B is near a pear orchard built on a mountain slope. The site is located on wild grassland and is not managed like a lawn. B had a lower water vapor pressure deviation than A, but it was higher than the reference point, showing a positive value. Point C is located at the top of the Hanok village built on a mountain ridge. It is surrounded by a forest, but the observation point is above the Hanok yard. Referring to Figures 4 and 5, the water vapor pressure deviation was smaller than that at point A and the variation was smaller than that at point B. In particular, the water vapor pressure deviation in the negative direction at C is relatively small compared to other points, and the size of the deviation is also insignificant, so the maximum quantified water vapor pressure variation (M value) was calculated to be higher than that at B. Point D is an agricultural land consisting of orchards and fields, but is exposed to the fields rather than the orchards, and the water vapor pressure deviation was slightly smaller than that of point C. Referring to Figure 3, since point E is a virtually similar environment to the reference point, there was little variation in water vapor pressure deviation. However, referring to Figures 4 and 5, in cases of actual deviation values, (+) and (-) trends were observed. All of this happened. Referring to Figures 3 to 5, point F, installed between the parking lot of the student training center building and the rice field next to it, also showed less bias in the (+) direction of the water vapor pressure deviation than other points. Referring to Figure 4, point G is inside an orchard built on a mountain slope, and a quantitative M value similar to point A was obtained at night, but only some of the actual water vapor pressure deviation values showed a large variation in the (+) direction, and many of them showed a large variation in the (+) direction. It stayed between -1 and 1 hPa. In addition, referring to Figure 5, the variation in water vapor pressure deviation during the day was not clear, so the M value was calculated as low as shown in Figure 3. H was installed on a lawn in the temple grounds located in a deep forest and the grass was always maintained, so the water vapor pressure deviation from the reference point was smaller than A due to the influence of the nearby forest but also the grassland cover at the observation site, and B~D It was at a similar level, but the variation was diverse. In the daytime, the M value was calculated at the same level as point C due to the large water vapor pressure deviation in the minor (+) direction. The M at night was calculated to be similar to, but slightly higher than, the M values at point C and agricultural areas B and D. While point I on a flat rice field is a completely open area, in the case of the reference point, since there are structures and vegetation around the reference point, the water vapor pressure deviation from the reference point appears to have a slight (-) tendency, especially in summer.
최종적으로, G를 제외한 나머지 분석지점들은 해당 위치의 지표피복특성을 나타내는 정량적인 M값으로 사용하였다. G의 경우 M값의 계산 규칙에 따르면 낮과 밤이 타 지점들과 반대 경향으로 계산되었는데, 전체 수증기압 편차 분포를 보았을 때, B~D와 유사하고 일부 사례의 높은 (+)방향의 수증기압 변이는 숲 지역(dense forest)인 A의 범위를 넘지 않기 때문에 G는 최종 M값 지정에서 제외하였다. B와 D 지점은 동일한 농경지(farmland) 지역으로 분류하여 평균된 M값을 사용하였다. 또한 H지점은 깊은 숲 내에 위치한 초지 위였지만, 마찬가지로 깊은 숲 내에 농경지가 조성되어 있는 경우도 포함하기로 하였다. C지점은 숲이 상당히 가까이 있는 지점이므로 숲이 인공구조물(건물, 마당 등)에 비해 주도적으로 많은 경우에 한정하였다. 도 4와 도 5의 점선은 각 지점별 M값을 7월 24일 연중 최고치로 두고 수학식 1에 의해 연차변이를 적용한 결과인 Md이다.Finally, the remaining analysis points except G were used as quantitative M values representing the ground cover characteristics of the location. In the case of G, according to the rules for calculating the M value, day and night were calculated with opposite tendencies compared to other points. When looking at the overall water vapor pressure deviation distribution, it is similar to B to D, and in some cases, the water vapor pressure deviation in the high (+) direction is Because it does not exceed the range of A, which is a dense forest, G was excluded from the final M value designation. Points B and D were classified as the same farmland area, and the averaged M value was used. In addition, although point H was on grassland located within a deep forest, it was decided to also include cases where agricultural land was created within a deep forest. Since point C is a point where the forest is quite close, it was limited to cases where the forest dominates the artificial structures (buildings, yards, etc.). The dotted lines in Figures 4 and 5 are M d , which is the result of setting the M value at each point as the highest value of the year on July 24 and applying the annual variation according to Equation 1.
도 6은 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치에서 야간시간대(1700~0600LST) 기준지점의 풍속세기(V0)에 따른 숲(dense forest) 지역에 대한 최대 수증기압 변이의 변화를 나타낸 도면이다. 도 6에서 최대 수증기압 변이는 숲 지점의 관측풍속이 0m/s일 때 관측된 수증기압 편차값들 중 최고값(MAX)과 최저값(MIN)을 찾은 것이다.Figure 6 shows the maximum water vapor pressure for the dense forest area according to the wind speed (V 0 ) at the reference point during the night time (1700-0600LST) in the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention. This is a diagram showing the change in mutation. In Figure 6, the maximum water vapor pressure variation is the highest value (MAX) and lowest value (MIN) found among the water vapor pressure deviation values observed when the observed wind speed at the forest point is 0 m/s.
계산된 Md값은 도 6의 기준지점 풍속(V0)에 따른 감소곡선과 같이 바람에 의해 상쇄시켰다. 도 6에 나타낸 두 가지 심볼(ⅹ, +)은 야간동안 dense forest 지점 A의 풍속이 0m/s였던 경우에 한정하여 기준지점 풍속에 따라 데이터를 구분하였을 때, 각 그룹별 수증기압 편차값의 최고값(MAX)과 최소값(MIN)을 나타낸 것이다. 심볼 옆의 레이블은 해당 그룹의 데이터 개수로, V0가 세질수록 A가 무풍이었던 조건의 수는 크게 감소되었다. 한편, V0의 세기에 상관없이 항상 양의 방향의 수증기압 변이가 음의 방향의 수증기압 변이에 비해 우세하였다. 점선 'EST'는 두 심볼 데이터로 각각의 풍속에 따른 수증기압 변이 감쇄 곡선을 수학식 2의 형태로 도출한 결과이며, Md에 V0가 0m/s 일 때의 MAX(=3.6073), MIN(=-1.7327)값을 넣었을 때의 k값은 각각 5.8735, 25.3843이었다. 이 k값은 모든 지역 및 시간에 대하여 공통적으로 식 2의 모수로 사용하였는데, 지표피복별로, 특히 낮 시간대에는 대상지점 풍속(Vi)이 0m/s인 경우의 수 자체가 적어서, 조건에 맞게 통제된 데이터를 V0의 세기별로 얻기가 어렵기 때문이다. The calculated M d value was offset by the wind, as shown in the reduction curve according to the wind speed (V0) at the reference point in Figure 6. The two symbols (ⅹ, +) shown in FIG. 6 are the highest values of water vapor pressure deviation values for each group when the data is classified according to the wind speed at the reference point limited to the case where the wind speed at dense forest point A was 0 m/s during the night. (MAX) and minimum value (MIN). The label next to the symbol is the number of data in the group, and as V 0 increases, the number of conditions in which A was windless greatly decreases. Meanwhile, regardless of the strength of V 0 , water vapor pressure variation in the positive direction was always superior to water vapor pressure variation in the negative direction. The dotted line 'EST' is the result of deriving the water vapor pressure variation attenuation curve according to each wind speed in the form of Equation 2 with two symbol data, and MAX(=3.6073) and MIN(=) when V 0 in Md is 0 m/s When the value (-1.7327) was entered, the k values were 5.8735 and 25.3843, respectively. This k value was commonly used as a parameter in Equation 2 for all regions and times, but the number of cases where the wind speed (V i ) at the target point was 0 m/s was small for each ground cover, especially during the daytime, so it was used to meet the conditions. This is because it is difficult to obtain controlled data by intensity of V 0 .
도 7은 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치에서 야간(좌)과 주간(우)에 대한 기준지점 대비 분석지점(A~I)의 수증기압 편차를 풍속 편차와 비교한 그래프이다. 도 7에서 편차 값이 양의 값이면 분석지점의 값이 기준지점보다 더 큰 것을 의미한다.Figure 7 shows the wind speed deviation and water vapor pressure deviation at analysis points (A to I) compared to the reference point for night (left) and daytime (right) in the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention. This is a comparison graph. In Figure 7, if the deviation value is a positive value, it means that the value of the analysis point is greater than the reference point.
도 6에서 나타내는 수증기압 변이는 수학식 2의 근거로써, 대상지점의 풍속 Vi 와 V0 간의 편차가 (-)값일 때, 대상지점의 바람이 잠잠하여 수증기압 변이가 최대로 발생할 수 있는 정도의 크기를 표현한다고 볼 수 있다. 또한 도 7은 대상지점의 풍속(Vi)이 V0 보다 더 센 경우, 즉 Vi 와 V0 간의 편차가 (+)값일 때, 전체 분석지점(A~I)에 대한 수증기압 편차를 나타낸 것으로써, Vi 가 더 세질수록 수증기압의 변이는 급격히 감소하였다. V0 풍속이 어느 정도이던 간에 Vi 가 1~2m/s 이상이 되면 수증기압의 변이가 대부분 ±1hPa 이내에 머무르며, 약 2m/s 이상이 되면 수증기압 편차값들이 0에 수렴하게 되었다. 상대습도 및 수증기압의 상세화 시, 배경이 되는 기준 기상정보(기온, 습도, 풍속 등)에서 풍속값(=V0에 의해 수학식 2를 통해 도출된 잠재적인 최대 수증기압 변이는 수학식 3과 같이 추정 지점의 풍속(=Vi)으로 재차 보정되는데, 풍속 2m/s 이상 시 수증기압 변이가 0이 되도록 처리한 것에 문제는 없는 것으로 판단된다.The water vapor pressure variation shown in FIG. 6 is based on Equation 2. When the deviation between the wind speed V i and V 0 at the target point is a (-) value, the wind at the target point is calm and the water vapor pressure variation can occur at its maximum size. It can be seen as expressing . In addition, Figure 7 shows the water vapor pressure deviation for all analysis points (A ~ I) when the wind speed (Vi) at the target point is stronger than V 0 , that is, when the deviation between V i and V 0 is a (+) value. , As V i became stronger, the variation of water vapor pressure rapidly decreased. No matter what the V 0 wind speed is, when V i exceeds 1~2 m/s, most of the variations in water vapor pressure stay within ±1 hPa, and when it exceeds about 2 m/s, the water vapor pressure deviation values converge to 0. When detailing relative humidity and water vapor pressure, the potential maximum water vapor pressure variation derived through Equation 2 by the wind speed value (=V 0 ) from the background standard meteorological information (air temperature, humidity, wind speed, etc.) is estimated as Equation 3. It is corrected again based on the wind speed of the point (=V i ), and it is judged that there is no problem in processing the water vapor pressure variation to 0 when the wind speed is 2 m/s or more.
도 8은 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치에서 2016년 층위별 풍속으로 계산한 전단계수의 시간별 비교 그래프이다. 도 8의 상단 그래프는 매시 전단계수 평균값을, 하단 그래프는 표준편차를 나타낸 것이다. 전단계수는 지상 1m에서 3m간, 1m에서 6m간, 3m에서 6m 간 풍속으로 3가지 종류로 계산하였다.Figure 8 is a time-dependent comparison graph of the shear coefficient calculated from the wind speed for each layer in 2016 by the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention. The upper graph of Figure 8 shows the average mesh shear modulus, and the lower graph shows the standard deviation. The shear modulus was calculated in three types: wind speed from 1m to 3m above the ground, from 1m to 6m, and from 3m to 6m.
본 발명에 따른 모형, 즉, 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치의 검증은 KLAPS의 상대습도를 그대로 사용하는 경우와 그것을 수학식 1~3의 과정을 통해 지표피복 및 풍속 영향으로 인한 보정과정을 거친 경우를 비교하는 방식으로 진행되었다. 먼저, 도 8의 상부 그래프를 참조하면, 본 발명의 KLAPS 적용을 위해 10m풍속을 power law로 2m 풍속으로 변환하는 과정에서 사용된 R지점의 전단계수 α값은 지표에 가까운 풍속으로 산출된 α값일수록 일 변동 폭이 크게 나타났다. 지상 1m와 3m 풍속 간에 계산된 α값이 가장 일 변동이 두드러졌으며, 반면 지상 3m와 6m 풍속 간 α값에서는 일변화가 거의 나타나지 않았다. 지상 1m~3m, 1m~6m 간에 α값은 일출 전까지 야간 동안에는 높게 유지되다가 일출 이후 급격히 감소하였고 낮 동안에는 낮게 유지되다가 일몰 즈음부터는 다시 급격히 상승하는 패턴을 나타내었다. α값의 표준편차는 1m와 6m 풍속 간에 가장 적게 나타났으며, 이 때의 전단계수를 KLAPS 풍속 조정에 사용하였다.The verification of the model according to the present invention, that is, the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and the influence of wind, can be done by using the relative humidity of KLAPS as is and evaluating the effect of ground cover and wind speed through the process of Equations 1 to 3. This was done by comparing cases that underwent a correction process. First, referring to the upper graph of FIG. 8, the shear modulus α value at point R used in the process of converting 10 m wind speed to 2 m wind speed using power law for application of KLAPS of the present invention is the α value calculated at wind speed close to the surface. The more days there were, the larger the daily fluctuations were. The α value calculated between wind speeds of 1m and 3m above the ground showed the most noticeable daily variation, while the α value between wind speeds of 3m and 6m above the ground showed little daily variation. Between 1m and 3m and 1m and 6m above the ground, the α value remained high during the night before sunrise, then decreased sharply after sunrise, remained low during the day, and showed a pattern of rapidly rising again from around sunset. The standard deviation of the α value was the lowest between 1m and 6m wind speeds, and the shear coefficient at this time was used to adjust the KLAPS wind speed.
표 4는 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치를 검증지점(K~Q)별 적용한 결과를 KLAPS의 상대습도와 비교한 결과이다. 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치에서 수증기압 보정이 0.1hPa 이상 이루어진 날짜/시간을 추려(Count)내었다.Table 4 shows the results of applying the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention for each verification point (K to Q) compared with the relative humidity of KLAPS. In the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention, the dates/times when water vapor pressure correction was made by more than 0.1 hPa were counted.
표 4를 참조하면, KLAPS의 온도와 습도 및 풍속자료, 검증대상지점(K~Q)의 풍속자료로 추정된 상대습도는 KLAPS 자료 그대로를 사용하는 경우 대비, RMSE 1.6~7.5%, MAE 3.6~9.1% 가량이 감소되었다. 공통적으로, 모든 검증지점에서 ME의 편기성이 감소하였는데, KLAPS 상대습도가 실제보다 과대(ME > 0)하였던 K, L, O지점은 모두 모형적용 후 ME가 줄어들었고, 반면 KLAPS의 상대습도가 실제보다 과소(ME < 0)하였던 M, P, Q지점 역시 모형적용 후 편기성이 개선되었다. N지점은 해당 지점의 지표피복 특성과 KLAPS 구역 내의 지표피복이 동일하게 분류되어 모형에서 보정되는 값이 0이었다. 지점 K와 L은 산간 경사면의 녹차밭이고 지점 O는 산 능선의 고사리밭인데, KLAPS 5km×5km영역 전체는 대부분 산간지를 덮고 있어서 KLAPS 습도는 높은 값을 가지고 있으나, 그 영역 내의 부분적인 농경지에서는 KLAPS보다 더 낮게 보정되어야 하는 것이다. 반면, 매실 과수원인 P지점은 밭과 과수원으로 이루어진 일반적인 농경지대에 기상관측장비가 설치된 것으로, P지점이 포함된 KLAPS 영역은 농경지 면적이 넓으며 마을도 지역도 타 영역에 비해 많이 포함되어 있어 KLAPS 상대습도 값이 P지점의 관측값에 비해 낮은 경향을 나타내었다. 이러한 과소추정 경향이 모형적용을 통해 다소 완화되었다. M지점은 경사지의 고사리밭이지만 바로 옆 주변이 숲으로 이루어져 있는데, KLAPS 습도의 ME는 0보다 다소 낮은 값이었으나, 모형을 적용함으로써 과소추정경향이 약간 개선되었다. Q지점은 마을 근처의 숲 옆 초지이며 수목으로 둘러싸인 작은 공터인데, KLAPS에서는 상대습도가 실제보다 낮게 나타났지만 모형을 통해 과소추정오차가 개선되었다. 다만, 각 지점간 추정오차비교는 할 수 없었는데, 개별 검증지점마다 수증기압 보정이 0.1hPa 이상 발생한 사례(날짜/시간) 수가 다르기 때문이다(표 4, Count). Referring to Table 4, the relative humidity estimated from the temperature, humidity, and wind speed data of KLAPS and the wind speed data of the verification target point (K~Q) is RMSE 1.6~7.5%, MAE 3.6~ compared to the case where KLAPS data is used as is. It decreased by about 9.1%. In common, the bias of ME decreased at all verification points. At points K, L, and O, where the KLAPS relative humidity was excessive (ME > 0), the ME decreased after applying the model, while the relative humidity of KLAPS decreased Points M, P, and Q, which were smaller than the actual value (ME < 0), also improved convenience after applying the model. At point N, the ground cover characteristics of that point and the ground cover within the KLAPS area were classified as the same, so the corrected value in the model was 0. Points K and L are green tea fields on the mountainous slopes, and point O is a fern field on the mountain ridges. The entire KLAPS 5km×5km area covers most of the mountainous areas, so KLAPS humidity has a high value, but KLAPS humidity is high in partial agricultural areas within the area. It should be corrected even lower. On the other hand, point P, which is a plum orchard, has weather observation equipment installed in a general agricultural area consisting of fields and orchards. The KLAPS area that includes point P has a large agricultural land area and includes more villages and regions than other areas, so KLAPS The relative humidity value tended to be lower than the observed value at point P. This underestimation tendency was somewhat alleviated through model application. Point M is a fern field on a slope, but the immediate surrounding area is comprised of a forest. The ME of KLAPS humidity was slightly lower than 0, but the underestimation tendency was slightly improved by applying the model. Point Q is a grassland next to a forest near a village and a small vacant lot surrounded by trees. In KLAPS, the relative humidity was shown to be lower than actual, but the underestimation error was improved through the model. However, it was not possible to compare estimation errors between each point, because the number of cases (date/time) in which water vapor pressure corrections of 0.1 hPa or more occurred at each individual verification point were different (Table 4, Count).
본 발명에 따른 지표피복 및 바람효과를 적용하는 신규 모형 적용 결과, 국지적으로 발생하는 상대습도 추정오차가 개선율 10%미만 수준에 머물렀으나, 기상정보 추정오차의 편기성이 해당 정보를 장기간 사용할 때 편기성이 누적된다는 문제를 감안하면, 약간의 오차 감소도 의미 있는 결과로 판단된다.As a result of applying a new model that applies ground cover and wind effects according to the present invention, the locally generated relative humidity estimation error remained at a level of less than 10%, but the convenience of the weather information estimation error makes it convenient when using the information for a long period of time. Considering this cumulative problem, even a slight reduction in error is considered a meaningful result.
다음은 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 후술될 내용 중 전술된 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치의 설명과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.Next, the detailed estimation method for relative humidity considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention will be described with reference to the drawings. Among the content to be described later, content that overlaps with the description of the detailed relative humidity estimation device considering the ground cover characteristics and the influence of wind according to the present invention described above will be omitted or briefly described.
도 9는 본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 방법의 순서도이다.Figure 9 is a flowchart of a detailed estimation method for relative humidity considering the ground cover characteristics and wind influence according to the present invention.
본 발명에 따른 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 방법은 도 9에 도시된 바와 같이, 수증기압 변이를 연산하는 단계(S1)와, 수증기압을 보정하는 단계(S2), 및 상대습도를 추정하는 단계(S3)를 포함한다.As shown in FIG. 9, the detailed estimation method of relative humidity considering the ground cover characteristics and the influence of wind according to the present invention includes the step of calculating the water vapor pressure variation (S1), the step of correcting the water vapor pressure (S2), and the relative humidity It includes a step (S3) of estimating .
수증기압 변이를 연산하는 단계(S1)는 수증기압 변이 연산부가 수증기압 변이를 연산한다. 이는 전술된 수학식 3과 같이 연산할 수 있다.In the step (S1) of calculating the water vapor pressure variation, the water vapor pressure variation calculation unit calculates the water vapor pressure variation. This can be calculated as in Equation 3 described above.
수증기압을 보정하는 단계(S2)는 수증기압 변이를 연산하는 단계(S1)에서 연산된 수증기압 변이를 기반으로 수증기압 보정부가 수증기압을 보정한다. 이는 전술된 바와 같이, 수증기압 보정부가 수증기압 변이 연산부(100)에서 연산된 수증기압 변이를 수증기압에 적용하여 보정할 수 있다.In the step (S2) of correcting the water vapor pressure, the water vapor pressure correction unit corrects the water vapor pressure based on the water vapor pressure change calculated in the step (S1) of calculating the water vapor pressure change. As described above, this can be corrected by the water vapor pressure correction unit applying the water vapor pressure variation calculated by the water vapor pressure
상대습도를 추정하는 단계(S3)는 수증기압을 보정하는 단계(S2)에서 보정된 수증기압을 기반으로 상대습도 추정부가 상대습도를 추정한다. 이는 상대습도 추정부가, 수증기압 보정부(200)에서 보정된 수증기압을 포화수증기압으로 나누어 상대습도를 추정할 수 있다.In the step of estimating the relative humidity (S3), the relative humidity estimator estimates the relative humidity based on the water vapor pressure corrected in the step of correcting the water vapor pressure (S2). This means that the relative humidity estimation unit can estimate the relative humidity by dividing the water vapor pressure corrected by the water vapor
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.As described above, the present invention has been described with reference to the illustrative drawings, but the present invention is not limited to the embodiments and drawings disclosed herein, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. It is obvious that transformation can occur. In addition, although the operational effects according to the configuration of the present invention were not explicitly described and explained while explaining the embodiments of the present invention above, it is natural that the predictable effects due to the configuration should also be recognized.
100: 수증기압 변이 연산부 200: 수증기압 보정부
300: 상대습도 추정부100: Water vapor pressure variation calculation unit 200: Water vapor pressure correction unit
300: Relative humidity estimation unit
Claims (4)
상기 수증기압 변이 연산부에서 연산된 수증기압 변이를 기반으로 수증기압을 보정하는 수증기압 보정부, 및
상기 수증기압 보정부에서 보정된 수증기압으로 상대습도를 추정하는 상대습도 추정부를 포함하며,
상기 수증기압 변이 연산부에서 연산되는 수증기압 변이()는,
이며,
상기 이고,
상기 이며
상기 d는 365일,
상기 i는 대상지점,
상기 Vi는 상기 대상지점 i의 풍속,
상기 Vo는 배경풍속인 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 장치.
A vapor pressure variation calculation unit that calculates the water vapor pressure variation,
A vapor pressure correction unit that corrects the water vapor pressure based on the water vapor pressure variation calculated by the water vapor pressure variation calculation unit, and
It includes a relative humidity estimation unit that estimates relative humidity using the water vapor pressure corrected in the water vapor pressure correction unit,
The water vapor pressure variation calculated in the water vapor pressure variation calculation unit ( )Is,
and
remind ego,
remind and
where d is 365 days,
Where i is the target point,
The V i is the wind speed at the target point i,
The V o is a detailed relative humidity estimation device that takes into account the ground cover characteristics and wind influence, which is the background wind speed.
상기 수증기압 변이 연산부에서 연산된 수증기압 변이를 기반으로 수증기압 보정부가 수증기압을 보정하는 단계, 및
상기 수증기압 보정부에서 보정된 수증기압으로 상대습도 추정부가 상대습도를 추정하는 단계를 포함하며,
상기 수증기압 변이 연산부에서 연산되는 수증기압 변이()는,
이며,
상기 이고,
상기 이며
상기 d는 365일,
상기 i는 대상지점,
상기 Vi는 상기 대상지점 i의 풍속,
상기 Vo는 배경풍속인 지표 피복 특성과 바람의 영향을 고려한 상대습도 상세 추정 방법.A step where the water vapor pressure variation calculation unit calculates the water vapor pressure variation,
A water vapor pressure correction unit correcting the water vapor pressure based on the water vapor pressure variation calculated by the water vapor pressure variation calculation unit, and
A relative humidity estimating unit includes a step of estimating the relative humidity using the water vapor pressure corrected by the water vapor pressure correction unit,
The water vapor pressure variation calculated in the water vapor pressure variation calculation unit ( )Is,
and
remind ego,
remind and
where d is 365 days,
Where i is the target point,
The V i is the wind speed at the target point i,
The above V o is a detailed estimation method of relative humidity that takes into account the ground cover characteristics, which is the background wind speed, and the influence of wind.
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