• 제목/요약/키워드: 북극해

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극지 운항 선박을 위한 항로 계획 방법 연구

  • 이혜원;노명일;이준범;김기수;강국진;정성엽
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2018년도 추계학술대회
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    • pp.181-182
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    • 2018
  • 지속되는 지구 온난화 현상으로 인해 해빙 속도가 가속화되면서, 북극 항로 활용의 필요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 북극해의 지형과 해빙 상태를 모두 고려한 최적 북극 항로 계획 방법을 제안하였다. 먼저, 연료 소모량을 최소화하는 항로를 탐색하기 위해 북극 항로 계획을 각종 지표를 전산화한 최적화 문제로 정식화하였다. 또한, 해빙을 고려하기 위해 POLARIS 규정을 고려한 선박의 운항 제약 조건을 추가하였다. 제안된 방법을 이용해 최적 북극 항로를 탐색한 결과, 안전하고 경제적인 항로를 도출할 수 있음을 확인하였다.

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북극해에서 입자추적 방법을 이용한 유빙 추적 연구 (Tracing the Drift Ice Using the Particle Tracking Method in the Arctic Ocean)

  • 박광섭;김현철;이태희;손영백
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제34권6_2호
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    • pp.1299-1310
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    • 2018
  • 본 연구는 북극해에 분포하는 유빙의 움직임을 이해하기 위해 현장관측 자료와 입자 추적 방법을 사용하여 분포 및 이동경향을 분석하였다. 북극해에서 유빙의 움직임은 NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)에서 제공하는 ITP(Ice-Tethered Profiler)의 자료 중에서 2009년부터 2018년 자료를 이용했다. 유빙의 유동은 각 연도별로 분류하고 각각의 ITP 자료를 이용하여 위치 및 속도를 분석하였다. 입자 추적은 HYCOM(Hybrid Coordinate Ocean Model)과 ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)에서 제공하는 일별 해류 및 바람 자료를 사용하여 2009년부터 2018년까지의 유빙의 움직임을 모의하였다. 북극해 전역에서 유빙의 이동경향을 분석하기 위해서 현장관측 자료인 ITP자료를 입력 자료로 이용하여 북극해에서 해류와 바람과의 관계식을 계산하여 라그랑지안 입자 추적을 수행하였다. 입자 추적 시뮬레이션은 해류에 의한, 그리고 해류와 바람에 의한 영향을 고려한 두 종류의 실험을 수행하였고, 대부분의 입자는 해류와 바람의 영향을 고려한 경우에 현장관측 자료와 동일하게 재현되었다. 북극해에서 유빙의 움직임은 바람의 영향을 고려한 관계식을 이용하여 재현되었고, 이를 이용하여 특정 연도의 유빙의 이동경향을 분석하였다. 2010년의 경우 Arctic Oscillation Index(AOI)는 음의 해로 입자들은 보퍼트 환류(Beaufort Gyre)를 따라 명확하게 움직임을 보이고, 극점 인근에서는 상대적으로 더 빠른 속도를 나타낸다. 반면에 2017년의 경우 AOI는 양의 해로 대부분의 입자들은 Gyre에 크게 영향을 받지 않는 움직임을 보이며 보퍼트 해 (Beaufort Sea) 인근에서 나타나는 이동속도 또한 상대적으로 감소하였고, 극점에서의 이동속도도 감소했다. 2010년과 2017년의 계절적 특징은 2010년도의 유빙의 이동속도는 동계(0.22 m/s)에 증가되고 춘계(0.16 m/s)에 감소되며, 2017년의 경우 하계(0.22 m/s)에 증가되고 춘계(0.13 m/s)에 감소되었다. 결과적으로 입자추적 방법은 제한된 현장관측 자료를 대신하여 북극해에서 유빙의 분포 및 이동경향을 이해할 수 있는 방법으로 위성자료와 연계하여 장기적인 유빙의 탐지 및 이동경향을 이해하는 유용한 방법이 될 것이다.

북극해 해빙 탐지를 위한 Sentinel-1 HV자료의 방사보정 연구 (A Study on the Radiometric Correction of Sentinel-1 HV Data for Arctic Sea Ice Detection)

  • 김윤지;김덕진;권의진;김현철
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제34권6_2호
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    • pp.1273-1282
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    • 2018
  • 최근 북극항로와 온난화 등의 영향으로 인해 북극해에 대한 활발한 연구가 진행되고 있다. 기존에 수동 마이크로파 복사계를 이용하여 북극해 해빙의 정량적 면적을 산출하는 연구는 진행되어 왔으나, 보다 고해상도로 해빙의 가장자리에서 발생하는 융해 및 표면 거칠기 변화에 대한 연구는 잘 이루어지지 않았다. 또한, 최근 Sentinel1-A/B자료가 무료로 배포되고, 특히 북극해 영역에 대한 수많은 자료들이 짧은 기간 동안 생산 및 제공되고 있기에, 이러한 대용량 자료들을 모자익(mosaic)하여 북극해 전체에 대한 고해상도 해빙정보 이용이 가능하게 되었다. 그러나 Sentienl-1A/B의 광역관측(Extended Wide, EW)모드 자료를 효과적으로 사용하기 위해서는 보다 정확한 방사보정이 수행되어야 한다. 이를 위해 이중편파 Sentinel-1A/B 자료에 나타나는 thermal noise와 scalloping 효과를 자동적으로 보정할 수 있는 방사보정 기법을 개발하였으며, 나아가 방사보정 된 이중편파 SAR자료를 이용할 경우 해빙과 open-water를 보다 더 잘 구분할 수 있음을 확인하였다.

북극해 항로 검토를 위한 북극해빙 모니터링

  • 양찬수
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2009년도 공동학술대회
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    • pp.21-22
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    • 2009
  • 북극의 환경은 전 지구적으로 환경변화에 민감하다. 그중 해빙의 증가 및 감소는 지구의 온난화 진행의 지표로 작용을 한다. 본 연구에서는, 수동 마이크로파 센서인 AMSR-E를 이용하여 북극을 중심으로 북위 $60^{\circ}$ 이내의 지역에서 2002년$\sim$2009년 동안의 북극해빙 면적에 관한 데이터를 획득하고 북극 해빙 전체면적의 증가 및 감소에 관한 변화를 관측하였다. 추가로, 고해상도인 합성개구레이더를 이용하여 북극 다산기지 주변 해역에 대해 얻어진 데이터의 결과에 대해 고찰한다. 구체적인 연구 내용은 다음과 같다. 1. 북극 해빙 면적의 연변동 조사, 2. 북극 해역별 해빙 분포 특성, 3. 해빙 변동 특성 해석, 4. 향후, 활용 방향 소개: 온난화에 따른 북극 기후 변화, 북극 자원탐사 및 항로 개발 적용 방안, 5. SAR의 주파수별, 편파별 해빙 산란 특성 기초 조사 및 향후 활용 방향, 6. 북극 현장 관측 프로그램 소개.

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북극해 일대에서 본격화되기 시작한 강대국 경쟁 (The Return of Great Power Competition to the Arctic)

  • 홍규덕;송승종;권태환;정재호
    • 해양안보
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    • 제2권1호
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    • pp.151-184
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    • 2021
  • 21세기 최대의 화두 중 하나는 기후이변으로 인한 지구 온난화 현상이다. 지구온난화는 글로벌 생태계를 위협하는 재앙인 동시에, 북극항로의 상용화를 통한 물류비용 절감이나 광물자원 개발 등을 가능케 하는 기회이기도 하다. 지구의 생태·환경 위협과 새로운 경제적 기회가 병존하는 '북극의 역설'이 글로벌 국제환경에 심대한 영향을 미치게 될 것임을 예고한다. 빙하가 사라지면서, 수에즈-파나마 운하를 통과하지 않고 북극해를 통과하는 루트가 '제3의 항로'로 떠올랐다. 이는 기존 항로의 거리를 30% 정도 줄일 수 있다. 아울러 지구 온난화는 지정학적 패러다임의 변화를 몰고왔다. 북극 얼음이 녹아내리기 시작하면서 북극이 '상수'가 아닌 21세기 최대의 지정학적 '변수'로 떠오를 조짐이다. 이에 따라 탈냉전 시대에 들어 '평화와 협력의 공간'으로 인식되던 북극이 군사·안보측면이 강조되는 새로운 전략환경에 직면하고 있다. 냉전종결 이후 한동안 환경보호 등을 중심으로 협력적 모습을 보이던 북극이 다시금 '냉전 2.0'을 예고하며, 강대국들 간의 새로운 경쟁과 대결의 무대로 변모하고 있다. 본 연구의 목적은 북극해의 전략적 가치를 지정학적 및 지경학적 관점에서 평가하고, 북극 일대에서 벌어지는 신냉전 다이내믹을 분석함으로써, 이를 바탕으로 우리에게 주는 전략적 함의를 도출해 보는 것이다.

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북극해항로 해상운송 현황 및 당면과제

  • 홍성원
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2015년도 추계학술대회
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    • pp.135-137
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    • 2015
  • 본 논문에서는 북극해항로(NSR)의 운항여건, 현황 및 기간별 운항내용에 대한 평가가 다뤄진다. 한국 관련 NSR 운항내용이 상세히 설명되며, 특히 2014년-15년, 서방의 대러시아제재여파 및 국제유가하락 등에 따른 NSR 국제통과수송 급락 배경 분석이 이뤄진다. 또한 현재 주요 국가들의 NSR에 대한 관점이 소개되며, 향후 NSR의 지속 활용을 위한 선사, 정부, 지자체 등 주요 주체들의 당면과제와 방안이 제시된다.

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선박조종시뮬레이션을 이용한 북극해 안전 호송에 관한 연구 (A study on the northern sea route safety convoy using ship handling simulation)

  • 김원욱;김종수
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제40권9호
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    • pp.847-851
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    • 2016
  • 지구 온난화 현상으로 2030년 정도에는 북극해 항로 이용이 연중 가능할 것으로 예상되고 있어 향후에 교통량이 증가할 것으로 판단된다. 하지만 현재는 쇄빙선 선장의 지시에 따라 운항하고 있어 안전 호송 속력 및 간격은 정량화되지 못하고 있다. 본 연구에서는 기존 연구인 최소 안전이격거리 및 최단 정지거리에 대하여 선박조종시뮬레이션 수행을 통해 검증하고 다음과 같은 결과를 얻었다. 정지거리 감소에 있어서 lead 간격이 선폭의 2~4배인 경우에 선속이 7 [kts] 이하인 경우 crash astern과 crash astern & hard rudder인 경우에서 유의적인 차이는 없었으나 선속이 10 [kts]인 경우는 3.5L에서 2.5L로 정지거리가 감소함이 확인되었다. 총 10척의 대상선박에 대하여 crash astern을 사용하여 최단 정지거리를 구한 결과 5 [kts]일 경우는 0.98L~1.8L, 8 [kts]에서는 1.9L~4.0L로 나타났다. 좁은 수로에서의 최소 안전이격거리는 6L이지만 북극해 항로는 전방만 해당하므로 3L이 필요하다. 이 결과를 적용하면 북극해 안전호송 속력은 5 [kt]이하이며, 8 [kts]이상으로 호송 시에는 crash astern & hard rudder를 이용하여 호송거리를 약 3.4L 이상은 유지하여야 한다.