카오스 이론과 비선형 동적 시스템을 이용한 한강유역 가뭄 전이특성 분석

• 영문명: Characterization of Drought Propagation in the Han River Basin Based on Chaos Theory and Nonlinear Dynamic System
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 김석우(Seok-Woo Kim) 박경운(Gyeong-Woon Park) 조봉연(Bong-Yeon Cho) 유지영(Jiyoung Yoo) 김태웅(Tae-Woong Kim)
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』24권3호, 191~198쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2024.06.30

국문 초록

본 연구는 카오스 이론과 비선형 동적 시스템을 적용하여 한강 유역의 가뭄 전이 특성을 분석하였다. 기상학적 및 수문학적 가뭄 사이의 비선형 복잡성은 수렴형 교차 매핑 및 위상 공간 재구성 기법을 활용하여 분석했다. 한강 유역 24개 중권역의 기상 및 수문학적 가뭄의 전이특성에 대한 인과성을 분석한 결과, 11개 유역은 양방향 인과성을 나타냈고, 다른 13개 유역은 단방향 인과성을 나타냈다. 그리고, 단방향 인과성을 가진 13개 유역 중 12개 유역은 지체시간이 4개월일 때, 남은 1개 유역은 지체시간이 7개월일 때, 두 가뭄 유형 간의 상관성이 큰 것으로 나타났다. 또한, 가뭄 유형 사이의 상호작용의 복잡성은 임베딩 차원과 시간 지연과 같은 주요 매개변수 조정 그리고 상관 차원 및 랴푸노프 지수를 통해 확인하였다. 이러한 접근법은 이전 연구들에서 분석하지 못했던 가뭄 전이의 비선형 동적 특성에 대한 분석을 가능하게 하였다.

영문 초록

This study characterized drought propagation in the Han River basin based on chaos theory and nonlinear dynamic systems. The nonlinear complexity of drought propagation, specifically between meteorological and hydrological droughts, was identified using convergent cross-mapping and phase-space reconstruction techniques. The analysis results on the causality of drought propagation between meteorological and hydrological droughts revealed that among the 24 middle-sized watersheds of the Han River basin, 11 watersheds had bidirectional causality, and the other 13 watersheds had one-directional causality. This study also confirmed that there were large correlations between the two drought types when 12 of the 13 watersheds with one-directional causality had a lag time of 4 months and the remaining watershed had a delay time of 7 months. The complexity of the interaction between different droughts was confirmed through adjustments of key parameters, such as the embedding dimension, time delay, correlation dimension, and Lyapunov exponent. The approach proposed in this study made it possible to analyze the nonlinear dynamic characteristics of drought propagation, which have not been analyzed in previous studies.

목차

1. 서 론

2. 분석 자료 및 방법

3. 결과 및 논의

4. 결론

감사의 글

References

키워드

가뭄 전이 비선형 동적 시스템 카오스 이론 한강 유역 Drought Propagation Nonlinear Dynamic System Chaos Theory Han River Basin