해안가에 건설되는 구조물 표면은 해풍에 의해 직접적인 영향을 받는다. 해풍에 섞여 날아오는 염분이 건축물 외부에 흡착하여 시간이 경과함에 따라 내부로 확산 이동하게 되어, 콘크리트 내부의 철근이 부식하게 된다. 따라서, 해안가 구조물의 비래염분에 대한 열화 예측을 보다 정확하게 조사하기 위해서는 실환경하에 작용하는 기상요인, 지형, 구조물의 형태 등 대상지역의 다양한 조건을 정밀하게 반영하여 정해야 할 필요가 있다. 풍향, 풍속, 온도, 습도등의 다양하게 변화하는 기상요인에서 각 요인에 따라 발생되는 비래염분량과의 상관성을 분석하기 위해서는 고정된 실험인자에 따른 지속적인 실험이 필요하다. 따라서 본 연구는 비래염분 포집기 개발 및 인공비래염분 발생장치(이하, 인공장치) 개발과 장치 성능의 정확성 향상을 위한 기초 실험 실시에 목표를 하였고, 또한 개발된 비래염분 포집기를 실 환경에 설치하여 각 실험인자에 따른 실환경에서의 비래염분 포집량을 분석하고자 한다.
해수에 침적되어 있는 구조물은 일정한 외부 염화물 조건을 가지게 되지만 비래염분의 환경하에 있는 콘크리트 구조물은 지역, 해안으로부터 거리, 구조물의 방향, 풍향 등 주변환경에 따라서 다양한 조건의 외부 염화물 조건을 갖게 된다. 따라서, 해수와 직접 접하지 않더라도 지역적인 특성에 따라 비래염분에 의한 염해를 받을 수 있으며, 그러한 사례들이 보고되고 있다. 그러나, 이러한 비래염분 환경조건을 규명하기는 쉽지 않아 이제까지는 많은 연구가 행하여 지지 못하였다. 따라서, 이 연구에서는 우리나라의 해안가 27개 지역 72개 지점을 선정하여 3년간 대기중의 비래염분에 대한 측정을 실시하여 분석하였다. 그 결과, 비래염분은 지역적 특성이 강하게 나타났으며, 계절적인 영향 또한 크게 나타났다. 또한, 해안으로부터 거리에 따라서 $y=ax^{-b}$의 함수의 경향으로 감소하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 비래염분 분포에 대한 분석결과는 향후 해안 인근 구조물의 내구성 설계나 유지관리에 큰 도움이 될 것으로 판단된다.
본 시험에서는 ´77년에서 2001년까지 대관령지역 비래진딧물의 발생을 조사한 성적을 바탕으로 진딧물의 비래변동을 분석하였고, 2000-2001년간의 비래진딧물의 PLRV 보독률을 구명하여 ´89-´91의 보독률과 대조하였다. 각 연도별 자료는 5년 단위로 묶어서 평균 비래량을 계산하였고, 2000년까지 비래량을 비교하였다. 최초 ´76-´80 시기의 비래량은 평균 575.2마리였으나, ´91-´95에는 2959.4마리, ´96-2000 시기에는 2281.6마리로 비래량이 증가하는 추세를 보였다. 특히 ´91-´95시기에 많은 비래량을 보인 것은 ´94, ´95년에 가뭄이 연속되어서 진딧물의 발생에 좋은 조건을 제공한 것으로 추측된다. 비래진딧물의 비래최성기는 6월 상-중순 사이로 아직까지 연도별로 유의성 있는 차이는 보이지 않고 있지만,비래최성기의 우점종은 연도별로 약간의 변화를 보여주고 있다. 1980년대 중반을 기점으로 그 이전에는 복숭아혹진딧물이 우점 비래하였으나, 그 이후부터는 목화진딧물의 비래가 가장 많았다. ´89-´91년에 수행한 PLRV 보독률 조사에서는 비래진딧물의 6.7-10.0%가 PLRV를 가지고 있는 보독진딧물로 밝혀진 바 있다. 그렇지만 2000년, 2001년 조사에서는 각각 10.1%, 11.0%로 조금 높게 나타났는데, 이는 과거 10년 전보다 진딧물의 비래량이 2배 이상 증가하고 있고 비래 진딧물의 종류도 다양해졌다는 사실을 감안할 때 보독률의 변동은 거의 없는 것으로 추정된다.
본 연구에서는 2015년-2017년 사이에 실시간 예찰 장비인 스마트 공중 포집기(SSNT)에 의해 포획된 멸구류 3종, 애멸구, 흰등멸구, 벼멸구의 비래 밀도를 분석하였으며, 각 멸구류가 전염하는 바이러스에 대하여 보독충률을 조사하였다. 중국과 가까운 충남, 전남, 전북과 경기도의 서해안 지역의 경우, 비래 밀도는 각각 27.5%, 17.2%, 15.3% 및 10.9%로 충남의 비래 밀도가 가장 높았고, 남해안 지역인 경남 지역의 비래 밀도는 15.9%였다. 그러나 경북과 강원도 지역의 동남부 지역에서 비래 밀도는 6.9%, 4.7%로 상대적으로 낮았으며, 충북의 내륙지역에서 비래 밀도는 1.6%로 가장 낮았다. 2015년부터 3년간 멸구류의 월별 대량 비래 시기는 애멸구는 7월, 흰등멸구와 벼멸구는 7-8월이었다. 2016년 이동성 멸구류 3종의 일별 대량 비래는 7월 중 하순에 7월 15일, 21일, 27일로 3회였으며, 2017년은 5월 28일, 6월 7일 및 7월 8일로 3회였다. 이 시기의 기후도는 중국과 필리핀 부근에서 형성된 고기압 사이로 우리나라를 향해 이동하는 저기압 골이 형성되었다. 2015-2017년 SSNT에 포획된 비래 멸구류의 바이러스 보독충률 조사는 RSV 등 5종의 벼 바이러스에 대하여 RT-PCR 유전자 진단을 하였다. 애멸구 1,185마리를 대상으로 RSV와 RBSCV를 검정한 결과 RSV는 검출되지 않았고, RBSDV는 0.4%의 보독충률을 보였다. 흰등멸구 898마리를 검정한 결과 SRBSDV를 보독 한 개체는 없었으며, 벼멸구 33마리를 대상으로 검정한 결과 RRSV와 RGSV를 보독한 개체는 없었다.
철근 콘크리트 구조물의 염해 내구수명 산정을 위해서는 비래염분량 평가가 필수적이다. 현재까지 국내에서도 국외에서 개발된 포집기를 주로 사용해 왔으나 포집기 자체의 결함으로 포집 정확도에 문제가 있다는 지적이 일어왔었다. 본 연구 결과 기존의 포집기는 후풍의 영향을 배제할 수 없어 실제 포집기를 통과하면서 거즈에 부착된 비래염분은 후풍의 영향에 의해 이탈되어 포집량이 낮게 평가됨과 동시에 방향성, 즉 남쪽에서 불어오는 비래염분도 북향하고 있는 포집기에 포집되어 방향에 대한 구분이 없어지는 현상을 해석적, 실험적으로 규명하고, 문제해결형 개량형 포집기를 개발하였다. 또 해안지역에서 실측에 사용하여 높이별 비래염분량 측정과 동시에 포집기의 성능검증을 실시하였다.
대기 중의 비래염분은 해풍에 의해 내륙으로 이동되고 해안 인근 콘크리트 구조물의 표면에 부착하여 내부로 침투하게 된다. 비래염분 환경에 있는 콘크리트 구조물의 표면염분량은 비래염분량에 의해 영향을 받기 때문에 비래염분량의 분포 특성에 따라 표면염분량도 변화하는 경향이 있다. 따라서, 비래염분 환경 하의 구조물은 해수에 직접접하는 구조물과 달리 표면부의 염분량을 예측하기가 상대적으로 어렵고, 침투되는 경향 또한 다르기 때문에 이에 대한 결과를 얻는것은 중요하다고 할 수 있다. 따라서, 이 연구에서는 비래염분 환경에서 콘크리트 표면으로부터 내부로 침투하는 염분을 표면염분량과 침투 염분량으로 구분하여 그 특성을 파악하였다. 이를 위하여 콘크리트 시험체를 제작하여 해안 현장에서 옥외노출실험을 3년간 실시하였으며, 노출기간 1년과 2년, 3년차에서 시험체를 회수하여 표면염분량 및 표면으로부터 깊이별 비래염분 침투량을 분석하였다. 분석 결과, 콘크리트의 표면조도에 따라 표면염분량의 차이가 발생하였으며, 강우의 영향을 받지 않은 경우 더 많은 표면염분량이 존재하였다. 침투 염분량은 대기중의 비래염분량 및 노출기간에 따라 차이가 발생하였으며, 장기재령으로 갈수록 표면부보다 콘크리트 내부에서 많은 염분량을 나타내는 경향이 두드러졌다.
1981년부터 '87년 7년간 전국 151개 예찰소에 유아등으로 채집한 별멸구 유살성적을 비래파별로 구분하고 일일기상도와 850mb천기도를 근거로 비래시기의 기상형채를 검토한 결과 1)벼멸구의 주비래시기는 연도에 따라 차이가 있지만 주로 7월 중.하순이었다. 2) 비래량은 7월 하순에 가까울수록 많았으며 비래지역도 넓어졌다. 3)벼멸구 비래가 있었던 시기의 기상은 전선을 동반한 저기압이 우리나라를 통과할 때(A type)가 12회로 가장 많았고, 전선과 저기압이 남해안과 제주도를 통과할 때(B type)가 5회, 전선만이 걸쳐 있을 때 (C type)기 7회, 전선과 저기압이 통과가없을 때 (D type)가 2회 기록되었다. 4) 어니 브래형테에서나 우리나라 서남지방부터 비래가 있었으며, 이 지역이 비래량도 많았다. 5)비래시기에 기상의 공통점은 850mb천기도상에서 비래원으로 추정되는 중국 남부지방으로부터 남서풍이 불어오고 있었으며(26회중 26회), 강우전선은 26회중 24회, 저기압은 26회중 17회였다. 6)이상의 결과로 벼멸구는 중국으로부터 남서기류를 따라 이동해 오면 이동하는 과정에서 낙하를 유발하는 조건(전선등)이 있을 때 지상으로 떨어지는 것으로 생각된다.
열대거세미나방(Spodoptera fruligiperda)은 열대성 비래해충으로서 우리나라에서도 최근 비래하여 피해가 발견되고 있다. 본 연구는 열대거세미나방 비래 세대와 후세대의 옥수수에 대한 피해양상을 파악하고자 수행하였다. 옥수수 품종별 열대거세미나방 비래 세대에 의한 피해주율은 적게는 4.3% (알록이옥수수)에서 많게는 33.0% (초당옥수수)로 다양하였으며, 전체 평균 피해주율은 13.2% 이었다. 열대거세미나방에 피해를 받은 옥수수 중에서 최종 번데기까지 이르는 데에 성공한 주의 비율은 19.3% 이었다. 비래 후세대가 암이삭에 미치는 피해는 비래세대에서 거의 무시할 수준으로 확인된 것과는 달리 높게 나타났으며, 종자까지 피해받은 암이삭의 비율은 60%가 되었다. 유충의 분산은 2령기에 가장 활발하였으며, 한 이랑을 따라서 일렬로 일어났다. 기타 열대거세미나방의 피해발달과 본결과의 활용방안에 대하여 고찰하였다.
본 연구는 수치모델 바람 자료를 통해서, 중국 비래해충 발원지의 기압별 분포와 바람장미도를 확인하여 풍향과 풍속을 분석하였다. 사용한 수치모델은 Land-Atmosphere Modeling Package (LAMP) - WRF 자료이며, 시공간 해상도는 1시간 간격의 약 20 km 수평해상도 자료이다. 2021년도에 벼멸구와 애멸구가 동시에 관찰된 예찰일인 7월 16일을 대상으로 하였다. 예찰일을 포함하는 7월 8일부터 7월 17일까지 발원지와 우리나라에 850 hPa부터 925 hPa에 이르는 하층대기에 제트 기류가 발생하는지를 살펴보기 위하여 LAMP 바람의 동서, 남북, 연직 성분 자료를 이용하여 풍속을 분석하였다. 바람의 연직 분포결과 비래해충 발생 시기가 될 때 바람이 비래해충 유입에 유리하게 바뀌는 것이 확인되었다. 바람장미도의 분석 결과, 우리나라와 가까운 지점에서 바람의 약 30% 이상이 제트 기류였고, 다섯 지점의 제트 기류의 풍향은 상층보다 하층에서 대부분 우리나라와 일본으로 향하고 있었으며, HYSPLIT의 역궤적 추적을 통해서도 하층 제트가 비래해충의 국내 유입에 영향을 준 것으로 분석이 되었다. 이 연구는 원하는 지점에서의 하층 제트의 풍속과 풍향을 비래해충 발생 시기와 비발생 시기를 비교 분석한 것으로, 국내로 유입되는 비래해충의 시기와 바람 통로에 대한 수평 및 연직적 연관 분석에 도움을 줄 것이다. 국내 144개 시군 농업기술센터에서 운영 중인 공중 포충망 설치 지역에 대한 검토와 평가에도 활용될 수 있을 것이다.
The newly developed eight-directional collector was installed at five different locations in the coastal area after its functionality was verified through experiments. Based on the airborne chloride amount measured for one year, the distribution characteristics of airborne chlorides were examined by direction. In terms of direction, a large amount of airborne chlorides was collected, not only in the direction facing the coast but also in the opposite direction. The amount measured at effective three directions was 1.5 times that measured at non-effective three directions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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