KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

Korean Society of Civil Engeneers (대한토목학회)
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Estimation on Trends of Reference Evapotranspiration of Weather Station Using Reference Evapotranspiration Calculator Software

Reference Evapotranspiration Calculator Software를 이용한 기상관측소 기준증발산 추정

  • 최원호 (한양대학교 공과대학 건설환경공학과) ;
  • 최민하 (한양대학교 공과대학 건설환경공학과) ;
  • 오현제 (한국건설기술연구원 건설환경연구실) ;
  • 박주양 (한양대학교 공과대학 건설환경공학과)
  • Received : 2009.09.07
  • Accepted : 2010.01.22
  • Published : 2010.04.30
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Abstract

The Reference Evapotranspiration Calculator Software (REF-ET) supports computational guidelines for the reference evapotranspiration using seventeen FAO Penman-Monteith (PM) equations simultaneously such as the ASCE and FAO standardized forms. The REF-ET can conveniently consider missing data predictions and regional site characterizations, when reference ET is computed on monthly, daily, and hourly time steps. The applicability of the REF-ET was estimated to simulate the reference ET using hourly weather data from Seoul weather station for 29 years. The result found that the FAO24-Rd and 1957-Makk equations closely concerned with solar radiation parameter which were the most highly correlated to reference ET computed by pan coefficient. In addition, the 1957-Makk equation was identified as the most correct computational method for reference ET by analysis of bias and root mean square error. The 1957-Makk equation could predict the reference ET within the error of less than 1.06 mm/day, though all the other equations tended toward overestimation of predicting the reference ET in comparison with refecence ET of pan. The results of this study suggest that the REF-ET will be applicable to support reference ET estimation for a variety of field condition and time-scale.

Reference Evapotranspiration Calculator Software (REF-ET)는 ASCE 및 FAO 기준증발산량을 포함한 총 17개의 FAO Penman-Monteith (PM) 방정식의 연산을 동시에 수행할 수 있는 프로그램으로서, 본 연구에서는 REF-ET에 대한 상세한 소개와 함께 기상관측소의 관측자료를 이용하여 REF-ET의 효용성을 논하였다. REF-ET는 각종 PM 방정식들에 대한 시일 월 단위 모의와 지역적 특성의 반영 및 결측자료에 대한 보정 등이 가능하다. REF-ET를 이용하여 서울 기상관측소의 29년간 증발산량을 모의한 결과, 일복사량에 주로 좌우되는 FAO24-Rd 식과 1957-Makk 식의 상관계수가 각각 0.89와 0.88로 높게 나타났으며, 이는 소형증발접시를 이용한 기준증발산량 관측값이 공기 동력학적 증발량만을 주로 반영하기 때문인 것으로 사료된다. 또한 RMSE/bias 분석을 통해 기준증발산 방정식들에 의한 계산값이 증발접시로부터의 기준증발산량에 비해 다소 과대평가되는 현상을 나타내었으나, 이 경우에도 1957-Makk 식이 가장 정확한 것으로 나타났다. 일단위 시계열 분석시 1957-Makk 식은 여름철의 증발산량을 저평가하는 경향을 나타내었으나, 전체적으로 1.06 mm/day의 오차로 증발산량을 모의 가능하였다. 차후 기상관측자료의 정확도를 높이는 연구들과 REF-ET를 병행한다면, 해당 지역 및 기간에 대한 증발산량 모의 및 관련 특성인자를 파악하는 연구에 활용도가 높을 것으로 기대된다.

Keywords

References

  1. 강민석, 박성빈, 권호정, 홍진규, 임종환, 김경하, 최영진, 김 준(2008) 복사 결합된 Penman-Monteith 방정식을 이용한 한국의 숲과 농경지에서 관측된 증발산 해석, 2008년도 한국기상학회 가을 학술대회 논문집, 한국기상학회, pp. 344-345.
  2. 김해동, 임진욱, 이순환(2006) 위성자료를 이용한 대구광역시의 상대적 증발산 효율 분포, 한국지구과학회지, 한국지구과학회, 제27권, 제6호, pp. 677-686.
  3. 류상범, 김영아(2000) 광릉수목원에서의 증발산량 변화: 가을에서 초겨울까지, 한국기상학회지, 한국기상학회, 제36권, 제1호, pp. 43-50.
  4. 윤용남(2008) 기초수문학(초판 1쇄), 청문각, pp. 161.
  5. 윤진일(2004) 윤진일 종관기상자료에 근거한 지표 증발산의 공간 변이 추정, 환경연구, 강원대학교 환경연구소, 제21권, pp. 191-213.
  6. 윤진일, 나재철, 홍석영, 김준, 김광수, 정유란, 채남이, 최태진(2004) 공간자료와 지면모형을 이용한 면적증발산 추정, 한국농림기상학회지, 한국농림기상학회, 제6권, 제3호, pp. 149-163.
  7. 이재수(2009) 수문학(초판 4쇄), 구미서관, pp. 158.
  8. 임창수(2008) 연별 및 월별 FAO Penman-Monteith 기준증발산 추세 분석, 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제28권, 제1B 호, pp. 65-77.
  9. 정하우, 김성준, 임정남(1988) Penman식에서 보정계수(C)가 잠재증발산량에 미치는 효과: 수원지방의 수도에 대하여, 한국농공학회지, 한국농공학회, 제30권, 제3호, pp. 51-57.
  10. 홍진규, 김준(1996) 식물에서 대기로의 증발산: 미기상학적 고찰, 1996년도 한국기상학회 가을 학술대회 논문집, 한국기상학회, pp. 162-165.
  11. 황숙지, 김 준, 남재철, 윤진일, 임종환(2000) Penman-Monteith 복합 방정식을 이용한 산림에서의 증발산 추정, 2000년도 한국작물학회 학술발표대회 논문집, 한국작물학회, pp. 112-113.
  12. Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., and Smith, M. (1998) Crop evapotranspiration-guidelines for computing crop water requirements, FAO Irrigation and Drainage Paper 56, FAO, ISBN 92- 5-104219-5.
  13. Allen, R.G. (2000) REF-ET, Reference Evapotranspiration Calculator Version Windows 2.0, University of Idaho Research and Extension Center, Kimberly, Idaho.
  14. Brutsaert, W. and Parlange, M.B. (1998) Hydrologic cycle explains the evaporation paradox, Nature, Vol. 396, No. 30, pp. 30. https://doi.org/10.1038/23845
  15. Chiew, F.H.S., Kamaladasa, N.N., Malano, H.M., and McMahon, T.A. (1995) Penman-Monteith, FAO-24 reference crop evapotranspiration and class-A pan data in Australia, Agriculture Water Management, Vol. 28, No. 1, pp. 9-21. https://doi.org/10.1016/0378-3774(95)01172-F
  16. Jacobs, J.M., Anderson, M.C., Friess, L.C., and Diak, G.R. (2004) Solar radiation, longwave radiation and emergent wetland evapotranspiration estimates from satellite data in Florida, USA, Journal of Hydrological Sciences, Vol. 49, pp. 461-476.
  17. Kang, M., Park, S., Kwon, H., Choi, H.T., Choi, Y.-J., and Kim, J. (2009) Evapotranspiration from a deciduous forest in a complex terrain and a heterogeneous farmland under monsoon climate, Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences, Vol. 45, No. 2, pp. 175-191.
  18. Sumner, D.M. and Jacobs J.M. (2005) Utility of penman-monteith, priestley-taylor, reference evapotranspiration, and pan evaporation methods to estimate pasture evapotranspiration, Journal of Hydrology, Vol. 308, pp. 81-104. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2004.10.023
  19. Walter, I.A., Allen, R.G., Elliott, R., Jensen, M.E., Itenfisu, D., Mecham, B., Howell, T.A., Snyder, R., Brown, P., Echings, S., Spofford, T., Hattendorf, M., Cuenca, R.H., Wright, J.L., and Martin, D. (2000) ASCE's Standardized Reference Evapotranspiration Equation, Proceedings of the 4th Decennial Symposium, ASAE, Phoenix, AZ.