• 발명특허
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• 제5권10호통권56호
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• pp.24-26
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• 1980

스스로는 대수롭지 않게 생각하고 한 일이 뜻밖에 엄청난 결과를 낸 경우를 역사에서 가끔 볼 수 있다. 과학혁명의 테이프를 끊은 코페르니쿠스(Nicolaus Copernicus, $1473\~1543$)가 그 좋은 예다. 그의 새로운 우주체계는 과학혁명의 불씨가 되었지만, 본의는 천문학의 조그만 개혁을 넘어서는 것이 아니었다. 만일 그가 150년뒤의 무서운 변화를 보았다면 공포에 질려 몸을 떨었으리라. 1400년동안 잘 내려온 프톨레마이오스의 지구중심우주체계가 새삼스럽게 문제된데는 두가지 이유가 있었다. 첫째, 프톨레마이오스체계를 토대로 해서 만든 력은 1년의 길이가 일정하지 않아 크게 불편했다. 둘째, 프톨레마이오스의 지구중심설은 많은 결함을 지니고 있었는데, 당시의 천문학자들이 이를 해결하기 위해 제멋대로 고쳐서 우주체계가 걷잡을 수 없이 복잡해졌다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제17권1호
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• pp.20-33
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• 2024

이 연구의 목표는 지구과학의 혁명 과정으로 설명되는 20세기 베게너의 대륙이동을 정당화하는 과학자들의 과학 활동을 살펴보면서 새로운 과학 이론의 제안 전략과, 이론 선택의 과정이 어떻게 이루어지는지를 방법론적으로 분석하는데 있다. 베게너의 대륙 이동설 이전에는 지구는 정적인 지구모형으로 지각의 상하 운동만을 고려하였다. 하지만 대륙이동설은 지구의 동적 모형으로 지각의 수평운동을 제안하여, 수많은 문제들을 제거하였다. 따라서 이 연구는 현재의 판구조론이 형성되기까지 수많은 과학자들의 합리적인 활동을 탐색하고자 한다. 또한, 대륙이동설은 기존의 정적모형인 지구수축설과 충돌한다. 즉, 지구가 이미 완성되고, 고정되고, 불변하는 정적인 모델이 아닌, 지구가 생성되고 변화하는 역동적인 모델을 제시함으로써 기존의 기계론적 세계관에서 벗어난다. 이러한 결과, 옛 지질학은 약화되고 새로운 지구물리학이 탄생하게 되었다. 그리고 대륙이동설과 학문후속세대에 의한 지속적인 탐구는 지구과학의 혁명을 가져왔다. 이는 지구과학교육에서 학생들을 위한 다양한 방법론의 교육자료로서, 학생들의 세계관의 변화를 위한 교육 자료로서 좋은 탐구대상이라고 할 수 있다.

• 한국식물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국식물생명공학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.35-38
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• 2004

1950-1960 년대의 녹색혁명은 1970년 Nobel 평화상수 상자 Norman Borlaug가 주도했었다. 제1 녹색혁명은 지구상의 가장 큰 문제점중의 하나인 기아를 해결하는지 크게 일조하였다. 많은 사람들을 굶주림으로부터 해방시켰지만 굶주리는 사람보다 더 많은 사람들이 매일 태어나고 있고, 지구의 인구증가는 지금까지 계속되고 있다. 언제까지 인구증가가 계속될 것인지, 인구증가에 따른 식량자원의 증가도 비례할 것인지는 오래전부터 인류의 관심의 대상이 되어 왔고, 자연스럽게 지구의 기아를 해결하는 제2의 녹색혁명은 과학자들의 연구를 집중시키는 결과를 낳게 되었다. 1980 년대에 미국 Monsanto 회사에서 유전공학적으로 개발한 Roundup-Ready 제초제저항성 및 Bt-살충 농작물을 선보이면서 제2의 녹색혁명이 시작되었다고 볼 수 있겠다. 이렇게 제2의 녹색혁명은 유전공학에 의한 CMO 식물$\cdot$작물에 의해 시작되었다. Monsanto 회사는 살충제 RoundUp 제초제 저항성 옥수수, 콩, 목화, Canola (유채꽃, rape seed) 등을 개발하여 이미 상업화하였다. 1960년대 쌀의 녹색혁명도 유전적으로 벼집이 짧은 품종에 의해 이루어졌다. 최근에 개발된 GMO "Golden Rice"는 비타민 A와 철분의 함량을 대폭 증대 시켜 세계 영양결핍 아동들의 건강과 시각을 향상시킬 것으로 기대되는데, "Golden Rice"는 제1회 금호국제과학상 수상자인 Potrykus (스위스공대) 교수가 개발하였다. 그러나 현재까지는 그 보급에 많은 장애물이 있다. 특히 GMO의 환경과 건강에 대한 안전성을 의심하는 사람들이 많다. 제2의 녹색혁명의 또 다른 분야는 식물의약 분야이다. GMO 개발에 적용되는 기술을 이용하면 taxol 같은 항암제, carotene 같은 항산화 영양제 등의 대량 생산이 가능해진다. 식물은 화학적 합성이 아주 까다로운 약제물질 등을 천연상태에서 합성하고 있기 때문이다. 또 식물은 lipoxygenase 효소계가 있어서 마치 천연물 석유제조공장과 같은 제조공정 capacity를 가지고 있다. 그러면 식물/식품 GMO는 안전한 것인가? 아니, KBS의 한 사회자가 말했듯이, 그리고 많은 소비자들이 믿는 것처럼 GMO는 위험한가? GMO에 대한 일반 사람들의 공포감은 Green Peace 당원들뿐만 아니라 일부 과학자들에 의해서도 조장되고 있다. 이러한 분위기 속에서 GMO에 의한 제2 녹색혁명은 Africa 대륙에서의 제1 녹색혁명이 지금도 지연되는 것과 같다고도 볼 수 있다. GMO의 환경에 대한 악영향은 과대 선전되어있는 것이 아닌가? 마치 GMO가 화학비료, 농약제보다 더 위험하다고 믿는 사람들도 많다. 나는 이러한 GMO 공포증이 과학적으로 그리고 "Risk Assessment"의 견지에서 볼 때 그 근거가 희박하다고 보여주는 몇 몇 실험 및 경험 사실들을 인용하려 한다. 그리고 올바른 Risk Assessment야 말로 한국의 21세기 BT 산업을 경쟁력 있게 하고 국민 년 소득 2만불 달성에 중요한 기여를 하게 될 것이라고 생각한다. 한국은 농토가 적고 천연자원이 빈약하다. GMO는 21세기의 생존 경쟁 산업이다. 제2의 녹색혁명은 얼마든지 가능하며, 한국은 부족한 농토와 빈약한 자원에도 불구하고 능력 있는 인적자원이 풍부하여 GMO 개발 연구에 국제적 경쟁력을 키울 수 있다. 그러나 GMO에 대한 논쟁만 하고 있으면 이미 때가 늦는다. 미국은 이미 GMO-BT 시장을 거의 완전 독점했으며, 타국에서의 논쟁과 불합리적으로 엄격한 GMO 관련 규정을 조장하고 환영한다.

• 과학과기술
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• 제10권6호통권97호
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• pp.47-52
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• 1977

18세기 산업혁명이후부터 약 150여년동안 석탄이 인류의 주「에너지」원으로 이용되어 왔으나, 석유가 발견되고 산업화되면서는 석유가 금세기의 주「에너지」원으로 군림하게 되었다. 인류가 이용가능한 지구상의 「에너지원」(중수색을 제외)은 도합 석유환산 8.15 x 10¹²Kl에 달하고 있는데 이중 석탄이 절반을 넘는 57.7%이고 석유는 겨우 3.1%에 불과하여 석유의 가채년수가 30년이라는 한계에 도달하여, 세계각국은 석유에 대신할 수 있는 새로운 「에너지」원 개발에 힘쓰고 있다. <표 1참조> 그러나 지지부진한 상태이고 또한 제품화된다 하더라도 「코스트」가 석유보다 상당히 높으며, 1985년에 가서도 1차 「에너지」부분에서 차지하는 비중이 2%미만일 것으로 추정되고 있다. 따라서 근년에 와서 지구상의 가장 풍부한 「에너지」원인 석탄의 효율적 이용방법으로서, 석탄의 「개스」화 내지 야화에 대한 각국의 관심도가 정치적으로나, 경제적인 이유를 바탕으로 점차 고조되고 있다. 이 글에서는 최근 미국에서 검토된 바 있는 석탄의 야화방법과 상대적 이용가능성에 대해 알아본다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제14권2호
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• pp.136-145
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• 2021

영재교육 프로그램은 복잡한 문제를 해결할 수 있는 종합적인 역량을 지닌 인재를 요구하는 4차 산업혁명 시대에 맞게 핵심역량 중심 프로그램으로 개편되었다. 이에 영재교육종합데이터베이스(GED)에서 제공하는 역량중심 초등과학 영재교육 프로그램은 2015 개정 과학과 교육과정의 과학적 사고력, 과학적 탐구능력, 과학적 문제해결력, 과학적 의사소통 능력, 과학적 참여와 평생 학습 능력의 5가지 핵심역량에 따라 개발이 이루어졌다. 본 연구는 GED에서 제공하는 역량중심 초등과학 영재교육 프로그램 중 지구과학 영역에 초점을 두어 개발된 3개의 프로그램에 과학과 핵심역량이 어떻게 나타나고 있는지 정량 분석 및 정성 분석하고 논의한다. 이 연구가 영재수업에 역량중심 지구과학 영재교육 프로그램을 활용하고자 할 때, 학생들이 길러졌으면 하는 핵심역량에 따라 주제를 선정하는데 지침이 되고자 한다. 또한, 앞으로의 역량중심 지구과학 영재교육 프로그램 개발이 나아가야 할 방향을 제시하는데 도움을 주는 목적으로 한다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 역량중심 지구과학 영재교육 프로그램에서는 과학적 의사소통 능력과 과학적 사고력의 반영 비율이 가장 높고, 과학적 탐구 능력, 과학적 문제해결력 순이며, 과학적 참여와 평생학습능력은 상대적으로 반영 빈도가 낮다. 둘째, 역량중심 지구과학 영재교육 프로그램에서 하나의 활동이 여러 핵심역량을 포함하는 경우가 많다. 본 연구가 영재수업에 역량중심 지구과학 영재교육 프로그램을 활용하고자 할 때, 학생들이 길러졌으면 하는 핵심역량에 따라 주제를 선정하는데 도움이 될 정보를 제시하였다는 점에서 의의가 있다. 또한, 역량중심 지구과학 영재교육 프로그램을 개발할 때 반영 빈도가 낮았던 역량을 보완함으로써, 영재 학생들이 영재교육 프로그램으로 과학과 핵심역량을 골고루 함양할 수 있을 것이라 기대한다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제32권10호
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• pp.36-41
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• 2003

산업혁명 이후 과학기술 발전과 한께 산업화와 도시화에 따른 인구 증가는 생활수준향상을 위한 개발중심의 경제사회를 필요로 하게 되었다. 이러한 경제$.$사회의 발전은 지구상의 유한한 자원 에너지 등의 소비증가를 요구되는 한편, 자원$.$에너지 소비로 인해 쓰레기, 산업$.$생활폐기물, 수질오염, 대기오염 등의 발생증가로 인해 환경을 오염하기에 이르렀다. 따라서 현재와 같은 무절제한 자원$.$에너지 이응과 환경오염 등에서 벗어나 환경과 조차를 이루는 개발이 절실히 요구되고 있다.(중략)

• 한국지구과학회지
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• 제21권5호
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• pp.635-646
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• 2000

20세기에 이룩된 지질학 업적들이 옛부터 인정되어 온 지질학에 관한 우리의 이해와 개념에 혁명을 일으켰다. 그 대표가 된 예가 20세기 초에 제안된 대륙이동설을 1960년대부터 발달한 해저확장설과 판구조론으로 설명한 것이다. 20세기가 지구내부구조뿐만 아니라 지각과 해양과 대기를 구성하는 물질의 성분과 거동에 관한 이해가 깊어진 시기였다. 방사성 동위원소와 안정 동위원소를 이용한 지구화학의 발달과 생물층서학과 순차층서학이 퇴적분지와 어떤 지역의 지질을 판구조론과 퇴적과정의 관점에서 설명할 수 있게 했다. 지진 토모그래피(seismic tomography)와 지자기측정과 컴퓨터의 발달로 지구의내부를 완전히 새로이 알게 되었다. 심해저와 대륙연변부에서 관찰되는 지질학관점에서 본 대부분의 특징과 현상들이 지구내부에서 솟아나는 슈퍼플룸(superplume)과 지판의 상대 운동으로 설명된다. 고지자기와 기타자료를 모아 선캠브리아기에 발달되었던 로디니아(Rodinia)와 판노시아(Pannotia)와 네나(Nena)초대륙을 복원하기에 이르렀다. 1950년대에 시작된 우주연구가 천체지질학과 천체생물학과 천체고생물학의 새로운 가능성을 열고 있다. 1960년대에 시작된 심해굴착연구(Deep Sea Drilling Project)와 1980년에 계속된 대양굴착연구(Ocean Drilling Project)가 고생물학과 지구물리학과 지구화학 같은 지질학과 관련된 분야가 복합된 연구활동을 가능하게 했다. 1980년대에 이리듐과 기타 현상의 발견에 바탕을 둔 외계 천체의 충돌론이 퀴비에의 격변설을 다시 일으켜 지구역사상 기록된 생물체의 멸종에 대한 새로운 설명이 되고 있다. 너무나 길어 인간의 눈으로는 이해하기 힘든 지질시간과 지질과정을 이해학 된 것이 주로 20세기에 이룩된 지질과학의 발달 덕분이다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.1171-1173
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• 2012

이제는 하나뿐인 지구를 지키고 살리는 녹색혁명의 시대에 살고 있다. 이에 따라 컴퓨팅의 환경도 그린 컴퓨팅 환경으로 바뀌어지고 있다. 그린 컴퓨팅은 컴퓨팅 작업에 소모되는 에너지를 줄여보자는 것으로서 컴퓨터에 대한 전력을 절감함으로써 에너지 비용 절감, 저탄소 환경으로 구성하는 것이다. 그린 컴퓨팅은 녹색 ICT(Information ＆ Communication Technology)의 일환으로, 컴퓨터 자체를 움직이는 여러 에너지들 뿐만 아니라 컴퓨터의 냉각과 구동 및 주변기가들을 작동시키는데 소모되는 전력 등을 줄이기 위해서 CPU나 GPU등 각종 프로세서들의 재설계, 대체에너지 등을 활용하는 방안 등 탄소배출을 최소화시키는 등의 환경을 보호하는 개념의 컴퓨팅이다. Christian Belady 2007년 2월, Electronics Cooling Magazine의 통계에 의하면 2001년에는 인프라 비용과 전력 비용의 합이 서버의 가격과 같았고, 2004년에는 인프라 비용이 서버 비용과 같아졌다. 그런데, 2008년에는 에너지 비용 하나만으로도 서버 비용과 같아졌다는 것을 알 수 있습니다. 이제 그린 IT, 그린 컴퓨팅은 하면 좋고, 안하고 말고가 아닌 하지 않으면 생존할 수 없는 필수적인 것으로 되어가고 있다. 본 논문에서는 KISTI 슈퍼컴퓨터에서의 그린 컴퓨팅을 구현하기 위하여 먼저 이를 적용하기 위한 서버 시스템을 설계 구축하고 각각의 프로그램을 개발하여 테스트하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제35권3호
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• pp.192-202
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• 2014

이 연구의 목적은 탄소 순환 관련 탄소 배출 시나리오를 통해 고등학교 학생들의 질량 보존의 개념을 확인하는 것이다. 이 연구를 위해 총 76명의 고등학교 2학년 학생들이 참여하였다. 연구 참여자들에게 2013년의 대기 중 이산화탄소 값이 2110년까지 ${\pm}15%$의 변화로 450 ppm와 340 ppm으로 점진적으로 증가 또는 감소되는 두 개의 시나리오를 제시하였다. 시나리오에 따라 연구 참여자들에게 이산화탄소의 배출량 궤적을 그리게 한 후, 이를 설명하게 하였다. 그 결과는 다음과 같다. 대부분의 연구 참여자들은 탄소 배출 시나리오에 따른 이산화탄소 배출량과 자연적 순수 제거량에 대한 질량 보존의 추론보다는 이산화탄소 배출량은 앞으로도 계속해서 증가할 것이라는 결과를 나타내었다. 이는 연구 참여자들이 고등학교 지구과학 교과서의 탄소 배출과 관련된 그래프들 즉, 산업혁명 이후 최근까지의 인위적 이산화탄소 배출량 그래프, 대기 중 이산화탄소 농도 그래프, 평균 지구의 온도에 대한 그래프를 통해 이산화탄소 배출량이 계속해서 증가할 것이라는 패턴 매칭(pattern matching)을 생각하게 되었다는 것을 의미한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.648-648
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• 2015

이 연구는 수자원 환경을 전반적으로 객관화, 계량화하는 새로운 방법이 성공적임을 소개한다. 기존의 계량법이 일강수량, 월 강수량, 년 강수량 등등, 단순한 수학적 합계에 치중한 결과 가중 중요한 강수의 시간 분포를 간과하였다. 이 단점을 해결하여, 1) 구체적으로 매 시간, 매일 남아 있다고 추정되는 물의 양 만을 합산하는 방법을 택했다. 시간적 감소함수를 이용하여, 강수 후 유출과 증발 등으로 사라지는 물의 양을 고려한 것이다. 2) 합산기간을 객관화하였다. 기본 합산 기간을 365일로 하고, 물 부족 또는 물 과잉이 지속될 경우는 지속되는 기간만큼, 합산기간을 늘이는 방법을 택했다. 따라서 다른 지수들이 임의로 3개월 또는 12개월 등등으로 기간을 결정하는 단점을 해결했다. 이렇게 계산되는 4차원 강수지수(4-Dimensional Rain Index, 4RI)는 1) 일별유효강수지수 (AWRI), 2) 일별가뭄지수(EDI), 3) 일별 홍수지수(FI), 4) 시간별 장기 물지수(LWI), 5) 시간별 단기 물지수(SWI) 등 5개가 기본지수이다. AWRI는 매일 남아 있는 물의 양이다. 이로 인해, 전 지구의 수자원과 재해위험의 시공간적 분포의 정량화 분석이 정밀해졌다. 지구상에서 물 집중이 가장 강한 곳은 캄보디아 내의 한 지점이며 시기는 7월 말이고, 가장 약한 곳은 사하라 사막의 한 지역임이 확인되었다. 또 한국에서 발생하는 갈수기와 풍수기가 정의되었고, 이들의 각 지역별 특성과 차이가 정량적으로 드러났다. 시간적 분포 또한 명확하게 드러나, 각종 저수지의 물 관리나 농?임산물의 생산관리에 획기적 전환점이 마련되었다. 각 국가별로, 각 지역별로 이런 분석은 향후도 무수히 시도되어야 할 것이다. EDI는 매일의 AWRI를 그 날짜의 평균치와 비교한 값이다. 장기가뭄 및 단기가뭄의 강도를 모두 가장 정밀하게 표현한다. FI는 일별로 홍수, 산사태, 침수, 토사 (이하 홍수 등이라 칭함)의 위험을, LWI는 장기 누적된 강수량에 의한 돌발적 홍수 등의 위험을, SWI는 단기 누적된 강수량에 의한 돌발적 홍수 등의 위험을 잘 반영한다. 이들은 모두 시간적으로 산발적인 호우에 의한 홍수 등의 위험을 한 개의 지수로 표현해 주는 장점이 있다. 강수 후 홍수가 발생하기 까지는 시간차이가 있기 때문에, 특히 호우 경보에는 SWI가, 홍수 경보에는 LWI가 아주 효과적이다. 결론적으로 5개의 4차원 강수지수는 물환경의 시공간적 분포진단과 예측, 그리고 조기경보에 혁명적 진화를 초래함이 확인되었다. 따라서 추후 모든 강수기후와 연관된 연구는 연강수량 등의 단순 합산보다, 4차원 강수지수를 먼저 사용하는 것이 바람직 할 것임이 제안되었다.