일기예보나 기상예측 등을 위해서 필요한 대기압, 온도, 습도와 같은 기상정보 중에서 대기압의 변화를 측정하기위한 고층기상관측기를 설계, 구현하였다. 이를 위해 현재 구현되어 있는 고층기상관측기의 구조와 특징을 파악, 분석 후 대기압 상용센서를 하여 기존의 고층기상관측기와 비교해 구조적으로 간단하고 저가에 구현할 수 있도록 하였다.
대기중의 CO$_2$농도가 현재의 2배가 되면 대기온도는 3.8$^{\circ}C$상승한다고 한다. 그러나 CO$_2$가 대기중에서 증가하고 도시온도의 증가로 인한 green house effect와 분진농도가 증가하여 dust dome을 형성하게 되고 또 분진은 구름의 핵을 형성하므로 구름이 많아지면 기온이 내려간다. 대기의 혼탁도가 2배가 되면 기온은 3.4$^{\circ}C$내려간다고 하며 일사량이 1% 감소해도 지표의 평균 기온은 $5^{\circ}C$내려가고 15% 일사량이 감소하면 기온은 $9^{\circ}C$ 떨어진다.
건식 침적은 오염물질의 물리 화학적 특성과 기상상태(온도, 풍속, 대기안정도 등)와 표면 특성의 함수이다. 건식 침적은 크게 가스상 침적과 입자상 침적으로 나뉘어 지며, 입자상 침적은 다시 중력침강에 주로 영향을 받는 조대입자 영역과 브라운 운동에 주로 영향을 받는 미세 입자 영역으로 나뉘어 질 수 있다. 건식 침적량은 일반적으로 이론적인 건식 침적 속도와 실측된 대기 농도로부터 추정되어지거나 혹은 대체 표면 측정과 같은 직접적인 측정방법을 이용하여 산출되어진다. (중략)
반휘발성 유기화합물(Semivolatile organic compounds ; 이하 SOCs)은 높은 증기압과 낮은 반응성 때문에 지구 전역에 폭넓게 존재하고 있다. SOCs중 Polychlorinatd Biphenyls(이하 PCBs)는 난분해성 및 친지질성에 특성으로 환경중에서 순환하기 때문에 최근들어 많은 관심의 대상이 되고 있다. 이들 대부분은 태초의 환경과 모든 matrix(예, 토양, 식물, 대기, 수계 등)에서 발견되어 지고 있다. (중략)
지표면에서 방출된 $11{\mu}m$와 $12{\mu}m$의 복사량은 대기 입자에 의해 선택적으로 산란되고 흡수된다. 에어로솔이 대기 중에 존재할 경우 지표면에서 방출되는 $11{\mu}m$의 복사량이 $12{\mu}m$보다 흡수를 많이 하므로 밝기 온도가 낮게 나타나고, 반대로 구름에 대해서는 $12{\mu}m$가 흡수를 많이 하여 $11{\mu}m$의 밝기 온도가 높게 나타난다. 그러므로 $11{\mu}m$와 $12{\mu}m$의 밝기 온도 차이(BTD)를 통해 구름과 에어로솔의 존재 유무를 판별할 수 있고, 에어로솔의 광학 두께를 추정할 수 있다. 본 연구에서는 대기의 구성 물질과 연직 분포 상태, 지표면의 온도와 형태, 그리고 에어로솔의 구성성분에 따라 BTD 경계값과 민감도를 분석하였다. BTD 경계값은 이론적으로 $0^{\circ}K$라고 알려져 있으나 본 연구에서 US 표준 대기 상태일 때 $0.8^{\circ}K$의 경계값을 보인다. BTD 값은 태양 천정각, 에어로솔의 고도, 지표면 반사도, 그리고 대기의 연직적 온도 분포에 따라서는 영향을 적게 받았다. 그러나 위성 천정각, 지표면 온도와 방출율, 연직적 수증기 분포에 대해 영향이 크게 나타나며 에어로솔 탐지에 50%이상의 오차를 유발할 수도 있다. 그러므로 BTD 방법을 사용하는데 있어 주의가 요구되며, BTD값에 영향을 미치는 인자를 보정해 준다면 좀 더 정확한 에어로솔 탐지가 가능하리라 사료된다.
방울토마토(Lycopersicon esculentum cv. Koko) 재배 온실에 피해를 주는 온실가루이 개체군(Trialeurodes vaporariorum (Westwood))의 온도 발육 모형과 암컷 성충 산란 모형을 작성하여 시설 내 대기 중 온도와 미기상 온도인 잎 뒷면 온도를 적용한 DYMEX 프로그램(호주 CSIRO에서 개발한 미리 탑재된 모듈들을 사용하는 모의 실험 프로그램)으로 밀도 변동을 모의 실험하였다. 온도에 따라 상이한 발육 기간과 산란수를 각각 표준화시킨 발육 완료 분포 모형과 연령 특이적 산란수와 생존율을 비선형 회귀 모형에 적합시켜 밀도 변동 모의 실험을 하였다. 실제 줄내림 방식의 방울 토마토에서 토마토 식물체를 3위치(상단: 지상 1.6m 이상, 중단: 지상 0.9-1.2m 사이, 하단: 지상 0.3-0.5m 사이)로 나누어 각 위치별로 온실 내 대기 중 온도와 잎 뒷면 온도를 기록하였다. 온실 내 대기 중 온도와 잎 뒷면 온도간의 상관 관계를 비선형 회귀로 적합하여, 온실 내 미기상 온도 자료를 만들었다. 온실 내 미기상 온도 자료인 잎 뒷면 최대 온도는 대기 중 최대 온도보다 항상 낮게 유지되고 있었으며, 하단, 상단, 중단의 순으로 온도가 낮아지는 현상을 보였다. 모의 실험을 위한 시기와 초기 이입 밀도의 설정은 황색 점착 트랩을 이용하여 실제 온실에서 이입되는 시기(6월초)에 유인된 암컷 성충 10마리를 사용하였다. 온실 내 대기 중 온도 자료와 잎 뒷면 온도 자료를 각각 이용하여 온실가루이 유충의 발육 모형과 성충의 산란 모형을 DYMEX 프로그램으로 모의 실험하였다. 모의 실험 결과 검증을 위해 대기 중 온도와 잎뒷면 온도를 조사한 온실에서 토마토 식물체 3위치별, 각태별 온실가루이 밀도의 육안 조사도 실시하였다. 알의 경우 크기로 인해 육안 조사 대상에서 제외되었다. 육안 조사 결과와 육안 조사 시기의 DYMEX 모의 실험 결과값을 상관 분석하였다. 육안 조사 온실가루이 밀도와 잎 뒷면 온도를 이용한 모의 실험 결과 밀도가 모든 발육태에서 항상 양의 상관 관계를 보였다. 육안 조사 결과 밀도 변동 패턴도 방울토마토 잎 뒷면 온도를 이용한 모의 실험 결과 밀도 변동 패턴과 유사하였다. 본 연구 결과 방울토마토 온실에서 온실가루이 개체군 밀도 변동의 적절한 예측을 위해서는 잎 뒷면 온도를 고려해야 하는 것으로 나타났다.
자외선 영역에서 별의 색 지수와 유효온도와의 상관관계를 구하기 위해서 118개의 IUE(Inter-national Ultraviolet Explorer) 표준성에 대해서 유효온도와 자외선 영역에서의 색 지수를 구하였다. 별의 유효온도는 IUE 저 분산 스펙트럼을 차등 보정 법을 이용하여 Kurucz 대기모델(1993)에 fitting하여 구하였고, 자외선 영역에서의 색 지수는 2750 $\AA$과 2950 $\AA$에서의 등급 차이로 정의하였다. Kurucz 대기모델(1993) fitting으로 구한 온도는 다른 논문(Malagnini & Morossi 1990, Malagnini et al. 1986)에서 구한 온도와 낮은 온도의 낮은 온도의 별을 제외하고 대체로 비슷하였으며, 자외선영역에서의 색 지수와 유효온동의 상관계 또한 Kurucz 대기모델에서의 결과와 비슷하게 나타났다.
오존에 의한 식물체의 가시피해 발현 이전에 나타나는 비가시적 피해를 찾아내기 위하여 적외선 열화상장치(infrared thermography)를 이용하여 하루 8시간씩 0.3 ppm 오존에 노출된 나팔꽃(Ipomoea purpurea)잎표면의 온도분포 변화를 조사하였다. 노출 첫날에는 온도분포의 뚜렷한 변화를 볼 수 없었다. 노출 2일째, 오존 노출 2시간 결과후, 완전히 자란 제3엽의 특정 부분에서 급격한 온도분포 변화를 보였으며, 그로부터 약 4시간 경과 후에 동일 지점에서 최초의 가시적 피해가 발생했다. 급격한 온도분포 변화를 보인 부분과 최초 가시피해가 발생한 부분이 일치한 점은 가시피해 발생과 그 이전의 온도분포 변화가 밀접하게 상관되어 있다는 것을 의미한다고 하겠다. 잎표면의 열화상 분석방법을 대기오염원에 의한 식물체의 가시피해 발현 이전에 진행되고 있는 비가시적 반응의 조기진단에 적용할 수 있으며 생태환경 친화적인 대기 환경관리를 위한 대기오염원은 배출조절용 생체반응기(biosensor)로 이용 가능하겠다.
지표 온도를 산출하는 중규모 대기 모형은 일반적으로 태양 복사의 직달 일사량에 대하여 경사진 지형의 효과를 고려하지 않는다. 이는 실제 태양 복사량의 국지적 차이를 나타내지 못하며, 그 결과 국지적인 지표 온도에서의 큰 오차를 가져온다. 따라서 지형의 기하학적 특성뿐만 아니라 지표의 식생 특성을 고려함으로써, 정확한 국지적 지표 온도를 나타내고자 하였다. 본 연구의 목적은 GIS의 그리드 모형을 적용한 에너지 균형 모형(EBM)을 사용하여 진단적으로 지역적 지표 온도를 산출하는 것이다. 본 연구에서, 한반도 남부 지역의 지형적 비균질성은 그리드 내의 지형 방위각과 경사각의 함수인 조도각의 항으로써 흡수된 지표 일사량 계산에 고려되었다. 또한 지표 온도 변화에 주요한 변수가 되는 지표의 식생 특성이 NDVI의 항으로 사용하였다. 지표의 경사진 지형의 효과와 식생 특성이 고려된 지표 온도의 상세한 지역적 분포가 연구 결과로써 제시되었다. 이러한 지역적 지표 온도 분포는 저층 대기에서 지형에 의한 지역 순환을 형성할 수 있으며, 실제 자연에서의 지역 순환을 더욱 잘 설명할 수 있을 것이다.
본 연구는 미래 기후변화 시나리오에 근거하여 예측되는 온도 상승조건에서 노지 월동채소인 극조생 양파 '싱싱볼'의 생육 및 구 비대에 미치는 영향을 확인하고자 온도구배터널에서 수행하였다. 처리구는 대조구인 대기온도(일평균 $9.8^{\circ}C$) 조건, 온도상승구인 대기온도 $+2^{\circ}C$(일평균 $12.0^{\circ}C$)와 대기온도 $+5^{\circ}C$(일평균 $14.3^{\circ}C$) 조건 등 3수준으로 설정하였다. 생육기 온도 상승에 따른 양파의 생육을 조사한 결과, 대조구인 대기온도 조건에 비해 대기온도 $+2^{\circ}C$ 고온조건에서 자라는 양파가 초장도 길었고, 엽초경도 두꺼워졌으며, 총엽면적, 지상부 생체중 및 지상부 건물중이 증가되었다. 양파의 구 특성을 조사한 결과, 구경이나 구중은 생육후기로 갈수록 커지는 경향을 보였고, 대조구에 비해 대기온도 $+2^{\circ}C$ 고온조건에서 구 크기가 더 커지는 경향을 보였다. 구 비대 개시점인 구 비대지수도 대기온도 $+2^{\circ}C$ 고온조건에서는 타 조건에 비해 가장 빠른 경향을 보였다. 이상의 결과로 보아 대기온도보다 $2^{\circ}C$ 상승하였을 때 극조생 양파의 생육이 원활히 진행되고 수량이 증가되고 품질도 유지되겠으나, 대기 온도보다 $5^{\circ}C$ 이상 고온조건에서는 수량이 감소될 것으로 예측된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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