고연색성의 실시간으로 색온도 제어 가능한 승강기용 조명 제품 개발을 위하여 4계절 별 일 중 주광의 색온도 변화를 계산하였다. 4계절 별 일 중의 색온도 변화는 대한민국 서울의 위치를 기준으로 태양광 직사조도, 청공광조도 등을 계산하고 지면조도와 색온도의 관계로부터 춘분, 하지, 추분, 동지의 일 중 색온도 변화를 계산하였다. 이 값들을 색온도 제어회로의 Microprocessor에 이식함으로 4계절 별로 실시간으로 색온도가 변화하는 승강기용 조명기구를 개발하였다. 또한 개발 시제품의 전기적, 광학적 성능 측정 결과 각각의 개발 목표 항목을 만족시켰다.
1973년에서 2001년 남한의 강수자료를 이용하여 계절성 강수에 대하여 연구 분석하였다. 남한 63개 관측지점에 대한 계절성 강수지수와 계절성 강수지수의 연 변화에 대해 조사하였다. 이 연구에서의 계절성 강수라 함은 연중 특정 몇 달에 집중되는 강수의 집중도를 의미한다. 강수 형태는 여러 원인에 의해 변하며, 여름철에는 국지성 강수가 발생한다. 계절성 강수 지수를 이용하여 남한 지역의 계절성 강수 특성을 분석한 결과 남한 지역은 전체적으로 계절성 강수의 특성을 띠고 있는 지역이었으나 1993년 이후 건조한 날씨가 길어지고, 이후 집중호우가 내리는 계절성 강수의 특성이 더욱 뚜렷해지고 있다. 이동평균을 이용하여 계절성 강수 지수의 연 변화를 분석한 결과 남한의 62개 관측지점의 계절성 강수 지수는 29년간 증가하는 추세를 보이고 있음을 확인하였다. 특히 과거($1973{\sim}1982$년)에는 6월, 7월에 집중되던 강수가 최근($1992{\sim}2001$)에는 8월, 9월에 집중되고 있으며, 10월에도 강수가 집중되는 현상을 보이고 있다. 또한 과거($1973{\sim}1982$)에는 계절성 강수 강도 3에 속하는 지역이 많았으나, 1993년 이후부터는 계절성 강수 강도 5와 6에 속하는 관측지점이 늘어나고 있는 추세이다. 계절성 강수 강도 5와 6에 속하는 관측지점이 늘어나고 있다는 것은 남한지역의 강수특성이 건조한 날씨가 계속되다가 이후 특정한 달에 강수가 집중되어 내리는 계절성 강수의 현상이 더욱 뚜렷해지고 있다는 것을 보여주고 있다.
국토의 균형적인 개발과 수계 수질 보호를 목적으로 한국 정부는 농촌 지역 하수도 보급 사업을 진행하고 있다. 본 연구는 농촌 지역 하수도 보급 사업의 하나인 A 하수종말처리장의 연간 운전결과를 분석하였다. 농촌 지역 하수종말처리장 유입 하수 농도는 계절에 따라 변화하며, 여름철에 가장 낮은 것으로 나타났다. 계절 변화에 따른 생물반응조의 처리 효율은 유기물질에 비해 영양염류가 계절에 따라 처리 효율의 변화가 큰 것으로 나타났으며 겨울철에 가장 낮은 것으로 나타났다. 또한 영양염류는 체류시간과 F/M ratio에 대해 유기물보다 민감하게 반응한 결과를 보였다. 농촌 지역 하수종말처리장 공법 선정 시 계절에 따라 변화하는 유입 하수의 특성을 고려해야 한다. 또한 겨울철 영양염류의 안정적인 처리 효율을 위한 유지관리가 필요하다.
본 연구는 낙동강 하구역에서 상세한 격자망을 구성하여 표층 퇴적물을 계절별로 채취하였다. 퇴적물의 계절적인 변화특성과 장기간의 변화특성을 조사하기 위하여 입도분석과 기존 자료들과의 비교를 수행하였다. 조사결과, 퇴적물 분포는 계절적으로 변화가 크게 나타나고 낙동강 하구둑의 방류량과 입사파랑의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 사질퇴적물들은 연간 탁월 파향인 ENE 계열 파랑의 영향으로 낙동강 하구역의 서쪽 진우도 전면으로의 이동이 우세하게 나타났고 니질퇴적물은 흐름을 따라 수심이 깊은 외해쪽으로 이동하여 퇴적되는 것으로 나타났다. 현재의 낙동강 하구역의 퇴적상은 과거의 연구 결과들과 비교하여 커다란 차이를 보였다.
대한해협의 Mitsushima와 Okinoshima에서 50년 이상 연속적으로 관측된 표면수온 자료의 분석을 통하여, 이 해협표면수온의 계절적 변화의 연별변동을 조사하고, 또한 누년간의 계절적 평균을 제거한 이상 수온(temperature anomalies)의 변동에 대하여 분석하였다. 표면수온의 빈도 분포는 누년 평균치에서 최대치를 나타내지 않고, 평균치보다 높은 수온과 낮은 수온 두 곳에서 최대빈도를 나타낸다. 계절적 변화를 제거한 이상수온은 $0^{\circ}C$에서 최대 빈도를 나타내며, $95\%$ 이상의 이상수온의 범위는 ${\pm}2^{\circ}C$이내이다. 표면수온 계절변화의 조화상수는 해에 따라서 바뀌는 바, 연평균과 연주기 및 반년주기의 진폭의 표준편차는 $1^{\circ}C$ 미만이고, 연주기 및 반년주기 위상의 표준편차는 각각 $5^{\circ}$ 정도 및 $50^{\circ}$ 미만이다. 대한해협에서 표면수온의 연평균이 증가함에 따라 연주기 진폭은 감소하는 경향이 나타난다. 본 논문에서는 자료 분석을 통하여 나타난 수온 변화에 대한 물리적인 설명을 제시하고 있다.
기후변화가 심화됨에 따라 식물계절연구의 중요도가 증가하고 있으며 자동영상촬영장치 (피노캠, Phenocam)을 활용한 연구방법이 급부상하고 있다. 본 연구에서는 국립생태원에서 운영하는 피노캠을 활용하여 국내 주요 생태계 유형에 대한 식물계절 변화의 경향을 확인하고 기후요인과의 상관관계를 분석했다. 식물계절의 변화 양상은 지역 및 수종별로 다르게 나타났다. 곰솔 및 소나무림은 전체 생장 기간이 증가하는 경향을 보이며 주로 겨울철 기온과 강수량과 양의 상관관계를 보였으나, 한라산 구상나무는 8월 강수량이 많을수록 생장종료일이 빨라졌으며 최근 발생하는 구상나무 고사 현상과의 연관성 분석이 추후 필요할 것으로 보인다. 분석 결과에서 더 나아가 데이터 수집 과정에서 발생할 수 있는 결측치 문제 등에 대한 해결책을 제시하였으며, 향후 연구 범위를 확장하고 다양한 생태계 유형을 반영하기 위해 피노캠 연구와 위성 관측을 결합하는 방안을 제안하였다.
매년 반복되는 식물의 생활사를 장기적으로 관측하는 것은 기후변화 반응을 감지하는데 있어 가장 단순한 방법이며, 중요한 지표로 인식되고 있다. 반복 디지털 이미지를 이용한 식물계절 변화 관찰 방법은 전통적(현장에서 전문가에 의해 관찰) 방법과 위성원격탐사(위성영상의 식생지수를 활용한 위성원격 관찰)의 한계를 보완한 방법이다. 본 연구는 디지털 카메라를 기반으로 한 반복 이미지로부터 식물계절 변화 관측과 계절현상을 정량화하기 위하여 점봉산 산림생태계를 대상으로 하였다. 한반도 전역에 분포하는 신갈나무림(낙엽활엽수림)과 상록침엽수림의 대표 수종인 소나무를 선정하여 식물계절 특성에 따른 경향성을 파악하고자 하였다. RGB 채널 이미지 데이터로부터 식생지수(Gcc)를 산출하였다. Gcc 진폭의 크기는 상록침엽수림이 낙엽활엽수림 보다 작았으며, Gcc의 기울기(봄철 증가와 가을철 감소)는 상록침엽수림이 낙엽활엽수림과 비교하여 완만하였다. 소나무림은 생장의 시작(UD)이 신갈나무림에 보다 빨랐고, 생장의 종료(RD)는 늦은 것으로 나타났다. 식물계절 현상의 정확도 검증은 RMSE가 0.008(ROI1)과 0.006(ROI3)으로 높은 정확도를 보였다. 이러한 결과는 온대북부형 낙엽활엽수림의 Gcc 궤적의 경향성을 잘 반영하였으며, 디지털 카메라를 이용한 반복 이미지 관측 방법이 식물계절 변화 관측에 있어 유용할 것으로 판단된다.
논에 서식하는 미꾸라지의 등, 체측, 후두부 피부조직에 대한 조직학적 연구를 통해 계절변화에 따른 점액세포의 변화여부를 조사하였다. 계절이 변화함에 따라 표피조직의 일반적인 형태에는 변화가 없었으나 상피조직에 존재하는 점액세포의 단위면적당 개수와 크기가 유동적으로 변화하였다. 비록 점액세포의 발달정도는 겨울철에 크게 증가하고 여름철에 감소하는 경향을 보였지만, 농지경작을 위해 관개를 실시한 봄(3~4월)과 추수를 위해 물을 배수시켜 미꾸라지의 피부가 공기에 노출되었던 가을(8~9월)에 점액세포의 월별 변화율이 가장 크게 조사되었다. 또한 농지 수온이 급격하게 높았던 6월에 점액세포가 일시적으로 발달하는 모습이 관찰되었다. 계절에 따른 점액세포의 변화는 유동적인 농지환경에 대한 능동적 행동이자 피부호흡을 하기 위함으로 여겨진다.
본 연구는 창원시 지역의 빗물의 계절적 수질변화와 저류조의 경과일수에 따른 수질 변화를 조사 연구하였다. 빗물의 계절적 수질 변화를 보면 전체적인 오염물질의 농도는 봄철 및 겨울철이 높았다. 내리는 빗물과 저류조 빗물의 수질을 비교하였을 때 pH의 경우, 내리는 빗물은 pH 4.3, 저류조의 빗물은 pH 6.0을 나타내었고, 탁도의 경우는 1.82 NTU에서 14.61 NTU로 대략 8배 정도로 크게 증가하였다. 저류조의 경과 일수에 따른 수질 변화는 과망간산칼륨소비량이 초기 강우에서 먹는 물 수질기준을 초과하여 검출되었고, 증발잔류물은 초기우수에서 116 mg/L 검출되었으나 저류시간 6일 경과 후부터 34일까지는 70~80 mg/L로 저류시간이 길어져도 농도의 변화는 크지 않았다.
산업화와 도시화가 광범위하게 진행되면서 온실가스 배출로 인하여 기후변화가 심해지고 있다. 우리나라는 기후변화로 인하여 평균기온이 상승하였으며, 연간 강수량도 증가하였다. 이러한 기후변화로 태양의 움직임에 맞춰 계절을 표현하는 절기의 의미도 무색해지고 있다. 따라서 본 연구에서는 제주권을 제외한 5개의 권역(수도권, 경상권, 충청권, 전라권, 강원권)을 대상으로 과거 관측자료 및 미래 대표농도경로(Representative Concentration Pathways, RCP) 기후변화 시나리오의 평균 온도 및 강수량 자료를 이용하여 계절 및 절기의 특성 변화를 비교·분석하였다. 계절길이를 분석한 결과, 전국적으로 여름의 길이가 길어지고 겨울의 길이가 짧아졌으며, 여름철 강수량은 대체적으로 증가하였다. 충청권의 경우, RCP 8.5 시나리오에서는 과거에 비해 여름의 길이는 46%, 강수량은 16.2% 증가하였으며, 겨울의 길이는 31.8% 감소하였다. 절기의 경우, 모든 절기에서 기온이 상승하였다. 특히, 충청권의 경우, RCP 8.5 시나리오에서는 과거에 비해 대서의 기온은 15.5%, 대한의 기온은 75.7% 증가하였다. 본 연구 결과를 통해 계절과 절기의 수문학적인 특성을 권역별로 파악할 수 있었으며, 이는 우리나라 기후변화 대응정책을 마련하는데 기초자료로 사용될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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