베이지안 네트워크와 코플라 함수의 결합을 통한 가뭄전이 발생확률의 정량적 분석
- Title
- 베이지안 네트워크와 코플라 함수의 결합을 통한 가뭄전이 발생확률의 정량적 분석
- Other Titles
- Quantitative analysis of drought propagation probabilities combining Bayesian networks and copula function
- Author
- 김태웅
- Keywords
- Drought propagation; Bayesian networks; Copula function; Propagation probability; 가뭄전이; 베이지안 네트워크; 코플라 함수; 가뭄전이 발생확률
- Issue Date
- 2021-07
- Publisher
- 한국수자원학회
- Citation
- 한국수자원학회 논문집, v. 54, NO 7, Page. 523-534
- Abstract
- 수문순환 과정에서 강수량의 부족으로 발생된 기상학적 가뭄은 농업 및 수문학적 가뭄으로 전이된다. 기상학적 가뭄과 다르게 농업적 가뭄과 수문학적 가뭄의 발생은 인간 생활에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 가뭄의 전이과정을 분석하는 것은 가뭄의 효과적 대비와 대응을 위하여 필요한 일이다. 본 연구에서는 관측된 강수량과 수문모형으로 모의된 자연유출량 자료를 바탕으로 기상학적 가뭄과 수문학적 가뭄을 정의하고, 베이지안 네트워크 모형을 활용하여 기상학적 가뭄과 수문학적 가뭄 간의 전이 관계를 확률론적으로 분석하였다. 베이지안 네트워크의 결합확률을 산정하기 위하여 코플라함수를 활용하였다. 분석 결과, 기상학적 가뭄이 보통가뭄 상황에서는 수문학적 가뭄으로 전이될 확률은 0.41 ~ 0.63, 기상학적 가뭄이 극심한 경우에는 수문학적 가뭄으로 전이될 확률은 0.83 ~ 0.98이었다. 즉, 기상학적 가뭄이 심화됨에 따라 수문학적 가뭄으로 전이될 확률은 증가되었다. 계절별로는 가을에 가뭄전이 발생확률이 0.71 ~ 0.89로 가장 높으며, 겨울에는 0.41 ~ 0.62의 값으로 낮게 산정되었다. 결론적으로 여름에서 가을까지 기상학적 가뭄 심도가 심화됨에 따라서 수문학적 가뭄으로의 전이 확률이 높아지며, 해당 시기 동안 가뭄에 적절한 대응을 수행하면 가뭄의 예방이 가능할 것이다. Meteorological drought originates from a precipitation deficiency and propagates to agricultural and hydrological droughts through
the hydrological cycle. Comparing with the meteorological drought, agricultural and hydrological droughts have more direct impacts
on human society. Thus, understanding how meteorological drought evolves to agricultural and hydrological droughts is necessary for
efficient drought preparedness and response. In this study, meteorological and hydrological droughts were defined based on the
observed precipitation and the synthesized streamflow by the land surface model. The Bayesian network model was applied for
probabilistic analysis of the propagation relationship between meteorological and hydrological droughts. The copula function was
used to estimate the joint probability in the Bayesian network. The results indicated that the propagation probabilities from the
moderate and extreme meteorological droughts were ranged from 0.41 to 0.63 and from 0.83 to 0.98, respectively. In addition, the
propagation probabilities were highest in autumn (0.71 ~ 0.89) and lowest in winter (0.41 ~ 0.62). The propagation probability
increases as the meteorological drought evolved from summer to autumn, and the severe hydrological drought could be prevented by
appropriate mitigation during that time.
- URI
- https://koreascience.kr/article/JAKO202123261952189.pagehttps://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/172580
- ISSN
- 2799-8746; 2799-8754
- DOI
- 10.3741/JKWRA.2021.54.7.523
- Appears in Collections:
- COLLEGE OF ENGINEERING SCIENCES[E](공학대학) > CIVIL AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING(건설환경공학과) > Articles
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