국립수산과학원에서 장기간 관측한 정선해양관측자료와 연안정지관측자료를 이용하여 한국주변해역의 수온과 염분의 장기변화경향과 수층별 상관성을 보고자 하였다. 장기변화의 분석결과 한국연안수온은 하계냉수역이 발생하는 한국남서연안을 제외하고 상승하는 것으로 나타났다. 근해수온은 동해의 경우 표층은 상승하는 경향을 보인 반면 50m 와 l00m 수층은 하강하는 경향을 보였다. 남해의 경우 전 수층에서 상승하는 것으로 나타났으며, 서해의 경우 표층에서는 상승하나 50m 수층은 하강하는 것으로 나타났다. 근해염분은 동해의 경우 표층에서 하강하는 경향을 보인 반면, 50m 수층에서는 상승하는 경향을 보였으며, 100ml 수층 하강정도가 미미하게 나타났다. 남해의 경우 표층에서는 하강하는 경향을 보였으며, 50m 와 l00m 수층에서는 상승하는 경향을 보였다. 서해의 경우 표층과 50m 수층 모두 하강하는 경향을 보였다. 수층별 상관성을 보면 수온의 경우 동해와 남해에서 50m 수층과 100m 수층이 높은 상관도를 보였으나 서해의 경우 표층과 50m 수층 사이에는 상관성이 없는 것으로 나타났다. 염분의 경우 동해에서는 표층과 50m 수층이, 남해에서는 50m 와 l00m 수층이, 서해에서는 표층과 50m 수층이 높은 상관도를 보였다.
1985~1986년 6~8월에 한국 동해남부해역의 0~30m, 30~50m, 50~100m 수층에서 개폐식 채집망을 수직인망하여 채집된 앨퉁이(Maurolicus muelleir)난과 자어 및 동물부유생물의 연직분포특성을 분석하였다. 그 결과, 앨퉁이 난과 동물 부유생물은 8월에 높은 밀도를 보였다. 또한 $10{\sim}15^{\circ}C$를 중심으로 하는 수온약층주변에서 분포밀도가 높았으며, 1985년에는 50m 이천에서, 1976년에는 30~100m 수층에서 높은 밀도를 나타내었다. 한편, 앨퉁이 난의 발생 단계별 분포밀도를 보면 난할기에는 50~100m 수층의 분포밀도가 가장 높았으나 배체형성이 진행되면서 30~50m 수층의 분포밀도가 높아지는 경향을 보였다. 채집시각별 분포수층과 각 발생 단계의 분포비율을 분석한 결과, 자정에는 30~50m와 50~100m 수층에서 거의 같은 비율로 분포하였으나 새벽이후 석양까지 30~50m 수층의 분포비율이 높아졌으며, 자정 전후에 난할기 난의 비율이 가장 높았다. 따라서 앨퉁이는 자정전후에 50~100m 수층에서 산란하여 발생이 진행되면서 30~50m 수층으로 부상한다고 추정된다.
답압으로 인하여 등산로에 발생하는 난투수층의 특성과 형성요인을 규명하기 위하여 한라산 석굴암코스와 다랑 쉬오름 등산로에서 토양의 압밀 상태와 물리특성을 조사하였다. 토양경도를 비롯하여 건조밀도와 고상 비율은 대체로 등산로 중앙에서 가장 높고, 가장자리로 가면서 점진적으로 감소하여 자연사면에서 최저치를 보인다. 즉 모든 등산로에서 토양의 압밀화가 진행됨으로써 등산로 중앙부에 난투수층이 출현하고 있다. 난 투수층의 형성에는 등산객의 답압뿐아니라 지형, 지질, 토양, 식생과 같은 환경요인이 관여하고 있다. 지형조건으로서 등산로의 배와 출현위치는 답압의 강도에 차이를 일으킬 뿐 아니라 우세작용에 의한 표토의 유실과 지표류에 의한 토사의 운반 퇴적을 통하여 난투수층의 형성에 관여한다. 또한 토성을 지배하는 지질 및 토양조건은 토양의 물리특성을 통하여 등산로의 압밀화에 영향을 미친다. 반면에 식생은 난투수층의 형성에 직접 관여하기보다는 등산로의 확대속도에 작용함으로써 난투수층의 규모에 차이를 가져온다.
낙동강 하구에 위치한 갯벌 퇴적물에서 2005년 7월부터 2006년 9월까지 퇴적물-수층을 통한 산소와 용존 무기질소 플럭스, 그리고 탈질소화율을 계절별로 조사하였다. 현장 조건 수온에서 퇴적물 배양을 통해 측정된 산소 플럭스의 범위는 $-37.0{\sim}0.5mmol\;O_2\;m^{-2}\;d^{-1}$이었고, 수온이 증가할수록 퇴적물에 의한 산소소모가 많아져, 수층에서 퇴적물로의 산소 플럭스가 증가하였다. 탈질소화율은 $4{\sim}2732{\mu}mol\;N\;m^{-2}\;d^{-1}$의 범위로 같은 방법으로 측정한 국내 연안의 결과보다 높은 값을 나타냈고 산소 플럭스와 유사한 계절변화를 보였다. 질소동위원소를 이용하여 측정된 탈질 소화율은 수층에서 퇴적물로 유입되는 질산염 플럭스와 높은 상관관계를 보였다. Isotope pairing technique에서 계산되는, 총 탈질소화 중 "수층에서 유입된 질산염을 이용하는 탈질소화($D_w$)"도 수층에서 유입되는 질산염 플럭스와 양의 상관 관계를 보여 수층에서 유입되는 질산염이 탈질소화의 계절변동의 원인임을 시사하였다. 여름철에 질산염농도가 높은 담수의 유입 증가가 낙동강 하구 퇴적물로의 질산염 유입과 탈질소화를 촉진시킨 것으로 추정된다. 낙동강 하구 퇴적물에서 생지화학적 과정의 일반적인 패턴 및 경향을 파악하기 위하여, 이 연구에서 측정된 여러 생지화학적 플럭스를 방향과 크기에 따라 분류하여 보았다. 그 결과, 수온과 질산염 유입 변화에 따라서 여름철에는 수층에서 퇴적물로의 산소와 질산염 플럭스가 높게 나타나고 탈질소화도 높은 반면, 여름철을 제외한 나머지 시기에는 이들 플럭스가 낮아, 갯벌 퇴적물의 생지화학적 과정이 낙동강 담수 유입에 민감하게 반응함을 알 수 있었다.
대한해협은 한국연안수, 동해저층냉수, 대마난류수의 영향을 받는 해역으로 매우 다양한 치자어가 출현였으며 이 중 멸치 치자어는 거의 대부분 대마난류수가 영향을 미치는 해역에 출현하였다. 멸치는 전 계절에 걸쳐 출현하였으며, 여름철에 가장 출현량이 많았다. 수층별로는 봄, 여름철에는 표층보다는 중층(30~70m)에 많이 분포하고 100m 이상의 저층에는 출현량이 적었다. 가을철에는 표층에 가장 많고 수심이 깊어질수록 출현량이 줄어드는 양상을 보였다. 겨울철에는 표층과 저층보다는 중층(30~50m)에 많은 양이 분포하였다. 주 야에 따른 수층별 분포는 주간에는 30~70m 사이의 중층에, 야간에는 표층에 많이 분포하였다 수층별 분포량은 계절, 주 야에 따라 차이가 있으나, 100m 이내의 수층에 주로 분포하며 여름과 가을철에는 수온약층의 윗 수층에 대부분 분포하였다.
수리적인 환경 요인(조석, 바람 등)에 따른 하계 서남극 킹조지섬 마리안 소만의 수층 특성과 부유물질 분산을 이해하기 위해 내만에 유빙이 점유했던 시기에 30분 간격으로 CTDT연속 관측을 수행하였고 공간적인 표층 해수의 특성(수온과 염분)과 부유물질농도가 측정되었다. 소만 중앙의 수층은 탁도의 관점에서 크게 1)저온 ${\cdot}$ 저염 ${\cdot}$ 고탁도의 표층 플름과 2)고온 ${\cdot}$ 고염 ${\cdot}$ 저탁도의 맥스웰 만 유입수로 나누어진다. 소만 안쪽의 빙벽 앞과는 달리 빙하기저부 유출에 의한 담수성 수층이 나타나지 않았다. 고온의 맥스웰 만 표층수와 조수빙하/유빙의 열적 융빙은 표층 혼합층을 발달시키며 특히 소만 내 유빙의 점유와 거동으로 인해 맥스웰 만 유입수의 수층 특성이 불안정해진다. 이러한 수층의 불안정으로 인해 조석주기에 따른 맥스웰 만 유입수와 표층 플름의 거동은 나타나지 않았다. 소만 북부 연안에 나타나는 표층 플름에 비해 고온 ${\cdot}$ 고염 ${\cdot}$ 고탁도 표층 플름은 강한 북서풍 계열의 바람으로 위버 반도 서부 연안을 따라 중앙 분지로 유입되는 연안류이다. 표층 플름의 육성기원 쇄설물은 주로 급경사 연안의 빙벽 가장자리와 일부 해안가의 융설수류로부터 유입되며 조석과 바람에 의해 분산되고 조절된다. 특히 대조차 시기의 북서풍은 고탁도의 표층 플름을 내만에 체류시키며 소만 분지에 육성기원 쇄설성입자의 퇴적을 증가시킨다.
본 연구는 영산강 죽산보 상류 퇴적물을 대상으로 퇴적물에 존재하는 무기인의 존재형태를 파악하고 수체에 미치는 잠재적인 가능성을 예측해보고자 실험실 실험을 진행하였다. 이를 위해 현장 퇴적물을 채취하여 7일 동안 배양실험을 진행하였고, 배양 후 퇴적물의 존재형태별 인 및 수층의 총인을 측정하였다. 무기인의 총량은 YS1 지점보다 YS2 지점에서 더 많았으며, 존재형태별 인 중 Al-P와 Fe-P의 비율이 높았다. 두 지점 퇴적물 모두 배양 초기에 비해 배양 7일 후 Al-P, Fe-P 그리고 Ca-P는 증가하였으며, Red-P는 시간에 따라 감소하는 경향을 보였다. 수층의 총인 농도는 YS1 지점에서 배양시간에 따라 증가하는 경향을 보였고, YS2 지점에서는 배양 7일 후 초기에 비해 총인의 농도가 감소하였다. 퇴적물 입자가 조밀한 YS1 지점이 YS2 지점에 비해 수층 총인 농도가 높은 결과로부터 수층의 총인 농도 변화는 퇴적물의 입도에 영향을 받음을 알 수 있었다. 존재형태별 인 중 Fe-P는 수층의 총인 농도와 음의 상관관계를, Red-P는 양의 상관관계를 보였다. 본 연구의 결과로부터, 수층의 총인 농도를 관리하기 위해서는 퇴적물 인의 존재형태별 특성을 지속적으로 모니터링 하는 것의 필요성을 확인할 수 있다.
본 연구는 천년초 줄기를 이용하여 항균, 항산화, 항암 등 천년초의 생리활성 효과를 연구하였으며 그 결과는 다음과 같다. 천년초 줄기의 추출물중 gram 양성균인 4가지 균주(Rhodococcus equi, Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens, Bacillus cereus)에서 항균 효과가 나타난 것은 메탄올과 핵산층이었으며, 4가지 균주 중 Bacillus cereus를 제외한 3종에 대해서는 우수한 항균효과를 나타냈다. 천년 초 줄기의 peroxynitrite($ONOO^-$) 제거능 측정결과 핵산층을 제외한 메탄올층, 부탄올층, 수층의 항산화 활성은 천년초 줄기 추출물의 농도가 증가할수록 항산화 효과가 유의적으로(p<0.05) 높게 나타났다. 천년초 줄기 추출물의 각 용매별 DPPH 유리기 소거능은 농도가 증가함에 따라 소거능도 유의적으로(p<0.05) 증가하였으며, 부탄올>메탄올>수층>핵산층 순으로 높게 나타났다. 천년초 줄기의 암세포 증식 억제 효과에서 피부암 세포의 경우 $50\sim100{\mu}g/mL$의 농도에서 메탄올층과 핵산층이 수층과 부탄올층에 비하여 유의적으로(p<0.05) 높게 나타났다. 간암세포인 HepG2의 경우 추출물 $100{\mu}g/mL$의 농도를 기준으로 메탄올층이 유의적으로(p<0.05) 높았고, 핵산층>부탄올층>수층의 순으로 나타났다. 대장암세포인 HT-29 역시 메탄올층이 유의적으로 가장 높았고, 핵산층>수층>부탄올층 순으로 나타났다. 유방암세포인 MCF-7은 메탄올층>핵산층>수층>부탄올층 순으로 효과가 높게 나타났다. 이와 같은 결과로 볼 때 천년초줄기의 항균, 항산화, 항암 효과가 높게 나타나 줄기를 활용한 항균제품이나 여러 가지 가공제품을 개발하는데 기초 자료로 활용할 수 있다.
파동 이론에 의한 수중에서의 저주파 음파전달은 음향학적 경계 조건에 의해 결정되는 Normal Mode로 특징지어 진다. Normal Mode는 수층(Water Layer)뿐만 아니라 수직적으로 층상 구조인 해저 퇴적층(Subatrate)의 음향 특성을 포함하여 결정되는 파동 방정식의 해로서 이에 의해 수층 및 해저 퇴적층에서의 음압 분포와 감쇠를 계산할 수 있다. 본 논문은 저주파 음파 전달에 관한 Normal Mode 이론에 의하여 음원의 주파수와 해저 퇴적층에서의 음속 분포등에 따른 각 Mode의 음압 분포, 감쇠등에 관한 음향학적 해석으로 원거리까지 진행하는 수중 음파의 해저 퇴적층 투과 심도를 추출하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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