• 암석학회지
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• 제21권1호
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• pp.1-12
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• 2012

우리 민족의 영산인 백두산은 동북아시아 지역에서 가장 활동적인 화산의 하나이며, 10세기 대분화는 지난 2,000년 이내에서 가장 격렬한 화산활동이었다. 백두산 천지 일원에서는 2002년에서 2005년까지 지하 마그마의 관입에 의한 화산성 지진의 급증 및 비정상적인 지표 변형이 발생하였다. 화산구조성 지진의 규모가 2002년 7월부터 갑자기 급증하였으며, 지진발생 빈도도 한 달에 수십 회에서 수백 회로 증가하였으며, 2002-2003년도에는 하루에 백 여 회의 군발(群發)지진이 발생하였으며, 2003년에는 연간 2,100여 회 발생하였고, 2006년도부터는 감소하는 추세를 보여 현재에는 1999년-2001년의 수준을 유지하고 있다. 주파수가 대체로 5 Hz 또는 5-10 Hz의 범위에 속하는 이러한 지진들은 B-형 화산구조성 지진(VT-B)과 장주기 지진(LP)으로 지하 3~5 km 천부에 위치한 마그마방 상부의 균열과 마그마의 관입에 기인하는 것이다. 2002년도부터 2009년도까지의 GPS관측에 의한 지표면의 수평변위에 의하면 2002년 이후 천지 칼데라 정상부를 중심으로 화산체가 팽창하는 것이 감지되었으며, 2002년도 대비 2003년도에는 약 4 cm 이상이었고 2003년도 이후에 그 변화율은 감소하는 경향으로 보였다. 백두산 성층화산체 사면에서의 정밀수준 측량에 의한 지표면의 수직적 팽창 또한 최대 10 cm 이상의 변위를 보였으며, 수직 변위와 수평 변위 모두 2006년도 이후 변화율은 다소 감소하는 추세를 보이나, 여전히 불안정한 상태를 보이고 있다. 온천에서 채취한 화산가스로부터 분석된 헬륨 동위원소비($^3He/^4He$)의 높은 값은 이들 가스들이 맨틀로부터 유래된 것임을 증명하고 있다. 천지 주변의 온천수의 온도가 $69^{\circ}C$에서 점진적으로 증가하여 최대 $83^{\circ}C$에 이르고 있다. 그간 비교적 큰 규모의 지진에 의한 산사태, 암벽붕괴, 화산가스에 의한 나무의 고사 등이 관찰되었고, 올해 여름 천지 칼데라 외륜산의 절벽으로부터 수차례의 암벽붕괴도 발생하였다. 이런 모든 현상들이 백두산 천지화산이 불안정한 상태에 있으며, 잠재적으로는 충분하게 분화 가능성이 있다는 것을 지시하는 것이다. 강력한 화산 감시 모니터링과 화산재해 경감을 위한 사전 방재대책이 필요한 단계라고 평가된다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.188-188
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• 2011

작년 아이슬란드에서의 화산폭발로 발생된 화산재가 대기 중으로 이동하면서 유럽 공항 곳곳의 항공기 수천 편이 운항 중지되기도 하였다. 한반도내의 백두산은 약 1000전(서기 946년~947년 경) 대규모로 분화하였고, 서기 1903년, 소규모 분화한 후, 앞으로 수년~수십 년 사이에 폭발적인 분화를 재개할 가능성이 제기되고 있으며, 백두산 분화 시, 아이슬란드 화산폭발 때보다 훨씬 심각한 피해가 예상되고 있다. 따라서 백두산 화산에 대한 현지 자료의 수집과 꾸준한 모니터링(감시, 관측) 자료의 분석과 재해 예상 범위 및 대응 방안의 모색이 필요한 시점이다. 본 연구에서는 지리적으로 가까이 있으며 108개 활화산의 화산재해 방재에 관하여 꾸준히 활동하고 있는 일본에서의 화산감시 및 분화대응 시스템을 파악하고, 우리나라의 화산재해대책을 수립하기위한 시사점들을 고찰하였다. 화산의 평균적인 분화 간격은 풍수해나 지진 등 다른 재해에 비해 길기 때문에 일본 기상청에서는 과거１만년 이내에 분화한 증거가 있는 화산이 활화산으로서 인정되고 있다. 백두산은 약 1000년 전에 분화한 뒤 최근 분화의 전조현상을 보이고 있으며, 중국과 북한에 인접하여 있으므로 우리나라에 직접적인 피해는 예상되지 않으나, 우리나라에 일본과 같은 활화산이 존재하지 않기 때문에 생소하였던 화산재해란 어떠한 것이며, 향후 잠재적인 분화 가능성을 가지고 있는 백두산폭발로 인한 재해의 종류를 미리 예상하고 준비할 필요가 있다. 일본의 경우 계속적인 감시와 관측을 통한 분화예보, 경보를 발령하고 분화 시 즉각적인 방재정보를 전달, 지역주민들이 빠르게 인지, 주의하도록 화산재해 대책 시스템이 갖추어져 있다. 우리나라는 아직 중국과 북한에 인접한 백두산에 대한 관측 자료가 거의 없고, 연구를 위한 접근 또한 쉽지 않은 상황이다. 분화로 인한 직접적인 영향권에서는 벗어난다할지라도 계절적인 기상장의 영향 및 아직 예측 불가능한 백두산의 잠재적인 폭발규모에 따라 간접적인 영향을 받을 경우에 대비하여야 할 필요성이 있다고 사료된다. 또한 우리나라의 화산재해 방재력을 향상시키기 위하여 백두산 폭발로 인한 재해위험범위를 가시화하고, 분화 시에 대한 구체적인 가상시나리오를 작성하여, 화산재 및 대기오염물질의 확산시뮬레이션, 기후변화에 끼치는 영향 등을 포함하는 화산재해대책을 미리 세워 피해를 저감시킬 수 있는 방재대책을 수립해야 할 것이다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.154-163
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• 2018

우리나라뿐만 아니라 전 지구적으로 호우발생 빈도의 증가, 태풍이나 허리케인 세기의 강화 등에 따라 대규모 자연재해의 발생횟수와 피해액은 지속적으로 증가하는 추세이다. 태풍, 홍수, 호우, 강풍, 풍랑, 해일, 조수, 대설, 가뭄, 지진, 황사 등과 같은 자연재해는 발생지점과 규모를 예측하기 어려우며, 전조현상이 명확하게 나타나지 않아 대응에 많은 어려움이 존재한다. 그러나 자연재해의 피해규모를 예측할 수 있다면, 조기대응을 통해 피해를 저감할 수 있을 것이다. 따라서 본 연구에서는 국민안전처에서 발간하는 재해연보('91년~'15년)를 기반으로 서해연안지역의 풍랑피해함수를 개발하였다. 풍랑피해함수는 지역별, 시설별로 구분하여 개발하였으며, NRMSE는 1.94%~26.07%로 분석되었다. 개발된 식을 통해 피해규모를 예측하고, 그에 대한 적절한 대응이 이루어진다면, 피해를 저감할 수 있을 것으로 사료된다.

• 암석학회지
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• 제22권1호
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• pp.35-47
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• 2013

1000 AD 경에 매우 강력한 화산 폭발을 하였던 백두산은 아직도 폭발 가능성을 가지고 있다. 따라서 백두산의 폭발 가능성을 사전에 확인할 수 있는 정기적인 감시가 필요하다. 하지만 지정학적인 이유로 백두산 지역에 정기적인 감시 시설을 설치하거나, 정기적인 관측 자료를 얻는 것이 매우 힘든 상황이다. 따라서 인공위성을 이용한 백두산 화산 폭발 가능성에 대한 정기적인 감시 기술 개발이 필요한 실정이다. GRACE 인공위성에서 획득한 백두산 지역의 중력 자료로부터 계산된 지오이드 자료의 지난 10년간의 변화를 보면, 백두산 지역에서 지진 발생을 포함한 마그마 활동 가능성이 인지된 2002년부터 2005년 사이에 매우 뚜렷한 지오이드 감소가 확인되었다. 그리고 동일한 시기에 백두산 지역의 강수량이 줄어들지 않음을 고려할 때 이러한 변화는 백두산 하부의 마그마 활동에 연관되어있을 가능성을 지시한다. 백두산 지역에서 CHAMP 인공위성을 이용하여 측정된 지난 2000년도부터 2010년까지의 자력 변화를 살펴보면, 마그마 활동이 활발했던 2000년에서 2005년도 사이에 자력이 감소하고 그 이후 다시 증가하는 현상을 보여준다. 이러한 자력의 감소는 백두산 하부 마그마 온도의 증가에 따른 주변 암석의 비자성화(demagnetization)에 의한 것일 가능성이 있다. 이러한 자료는 인공위성을 이용하여 관측한 지오이드와 자력의 변화가 백두산 하부 마그마 활동을 감시하는데 사용될 수 있는 가능성이 있음을 지시한다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.861-872
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• 2022

연구목적: 본 연구에서는 공동구에서 발생 가능한 다양한 재난 상황을 종합적으로 고려할 수 있는 복합재난 시나리오를 구축하는 데 목적을 두었다. 연구방법: 재난 간 상관관계를 포괄적으로 고려하기 위해 재난 원인요소와 피해요소의 조합으로 복합재난 시나리오를 도출했고, 위험성 평가 기반의 시나리오 우선순위를 도출했다. 연구결과: 공동구 재난사례를 기반으로 피해 중심의 복합재난 시나리오 방안을 마련하였다. 화재, 침수, 지진 등 단일재난요소 및 다중재난요소들을 준정량 평가 방법을 활용하여 복합재난 시나리오를 구체화했다. 결론: 본 연구에서 도출된 복합재난 시나리오는 재난의 전조증상이 감지된다면 피해 예방·대비에 활용될 수 있다. 또한, 본 연구에서의 결과물은 긴급 재난 발생 시 신속한 대응·복구를 유도할 수 있도록 전략 방안 마련과 복합재난 대응 기술 마련의 기초자료로써 활용이 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_2호
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• pp.1691-1707
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• 2022

한반도와 중국 경계에 위치한 백두산의 칼데라호인 천지호는 계절에 따라 해빙과 결빙을 반복한다. 천지 아래에는 마그마 챔버가 존재하며 마그마 챔버의 변화에 의해 온천수의 온도 및 수압 변화와 같은 화산 전조현상이 발생한다. 이에 따라, 천지호 내에서 다른 부분보다 해빙이 빠르며 결빙기에도 늦게 얼며 물표면 온도가 높은 이상지역이 존재하게 된다. 해당 이상지역은 온천수 방출 지역으로, 이상지역의 얼음변화도 값을 통해 화산활동을 모니터링 할 수 있다. 그러나 지리적, 정치적 그리고 공간적 문제로 천지의 이상지역을 주기적으로 관측하기에는 한계가 존재한다. 따라서 본 연구에서는 Landsat -5/-7/-8 광학위성영상으로부터 Modified U-Net 회귀모델을 이용하여 이상지역내의 얼음변화도를 정량적으로 관측하였다. 1985년 1월 22일부터 2020년 12월 8일까지 이상지역을 갖는 83장의 Landsat 영상의 Visible and Near Infrared (VNIR)대역을 활용하였다. 얼음 변화도를 정량적으로 관측을 위해 VNIR대역에서 수체와 얼음과의 상대적인 분광반사도를 활용하여 새로운 데이터를 만들었다. 가시광선대역과 근적외선 대역이 가지고 있는 정보를 최대한 유지하기 위해 2개의 인코더를 가진 U-Net에 적용하여 얼음변화도를 관측하였으며 Root Mean Square Error (RMSE) 140, 상관계수 0.9968의 높은 예측 성능을 보여주었다. 따라서 Modified U-Net을 활용하면 추후 Landsat 영상으로부터 얼음변화도 값을 높은 정확도로 관측하므로 백두산 화산활동을 모니터링하는 방법 중 하나로 사용될 수 있으며, 다른 화산 모니터링 기법과 더불어 활용한다면 더욱 정밀한 화산감시체계 구축이 가능할 것이다.