• 대한원격탐사학회지
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• 제38권3호
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• pp.225-236
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• 2022

도시의 인구 증가와 이에 따른 개발로 인한 도시화는 도시 내 열섬현상과 같은 다양한 환경문제를 유발할 수 있다. 특히 계획적으로 구축되는 신도시의 경우 짧은 기간에 진행되는 급격한 도시화로 인한 도시 기후의 변화를 분석하기에 적절한 연구대상지로 여겨진다. 본 연구에서는 Landsat-8 Operational Land Imager/Thermal Infrared Sensor (OLI/TIRS) 위성영상을 활용하여 세종특별자치시 내 행정중심복합도시의 2013년부터 2020년 개발계획에 의한 토지피복 변화와 이에 따른 표면 열섬현상의 변화를 분석하였다. 이를 위해 위성영상에서 제공하는 열적외선 밴드값과 방사율을 고려하여 지표면온도를 산출하고, 이를 기반으로 표면 열섬현상 강도와 Urban Thermal Field Variance Index (UTFVI)의 변화분석을 수행하였다. 개발이 진행됨에 따른 토지피복 변화 및 피복별 열섬현상 강도의 차이 확인을 위해 환경부에서 제공하는 중분류 토지피복지도를 활용하였다. 분석 결과, 연구지역의 시가화 면적은 15% 증가하였고 자연식생은 28% 이상 줄어든 것이 확인되었다. 또한 이에 따른 열섬현상의 확장 및 강도 증가가 관측되었고, 열섬현상이 발생된 지역의 생태적 수준은 매우 낮은 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 급격한 도시화에 따른 열 환경의 정량적 변화 및 생태적 수준을 확인하고, 주거환경의 열 환경 개선을 위한 추가적인 정책의 필요성이 제시될 수 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권5_1호
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• pp.471-484
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• 2022

본 연구는 전산유체역학 모델을 이용하여 기상청에서 운용하는 종관기상관측소(automated synoptic observing system, ASOS) 10개 지점을 대상으로 ASOS 주변 지형과 건물이 기온과 바람(풍속, 풍향) 관측 환경에 미치는 영향을 분석하였다. ASOS에서 최근 10년간 8월의 관측 자료를 기반으로 전산유체역학(computational fluid dynamics, CFD) 모델의 초기·경계 자료를 구축하였다. 실제 토지 피복을 고려한 경우와 모든 피복을 초지로 가정한 경우에 대해, 관측 고도에서 초기 기온 대비 기온 변화율을 비교함으로써 기온 관측 환경을 분석하였다. 기온 관측 환경은 관측 지점 주위의 토지 피복에 의한 영향을 많이 받았다. ASOS 주변에 지표면 온도가 높은 건물과 도로가 밀집한 경우에 기온 변화율이 크게 나타났다. 반면, 모든 토지 피복을 초지로 가정한 경우에는 초기 기온 대비 기온 변화율이 작았다. 실제 토지 피복을 고려하여 관측 고도의 유입류 대비 풍속 변화율과 풍향 변화를 비교함으로써 풍속과 풍향 관측 환경을 분석하였다. 풍속과 풍향은 ASOS 주변에 관측 고도보다 높거나 비슷한 높이의 지형과 건물 영향을 크게 받았으며, 원거리에 위치한 장애물에 의한 영향도 나타났다. 본 연구 결과는 종관기상관측소의 이전과 신설 단계에서 관측 환경 평가에 활용될 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권11호
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• pp.855-863
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• 2022

본 연구에서는 서울시 기온 지상관측 자료의 지도화를 위해 Artificial Neural Network (ANN)을 사용하였다. 지도화를 위한 보조자료로는 MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 자료를 사용하였다. ANN 모델 설계를 위해 입력자료와 출력자료 간의 산점도 및 통계분석을 수행하였으며, 기온과의 상관성이 비교적 높게 나타나는 입력자료인 지표면온도, Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Enhanced Vegetation Index (EVI)와 시간(위성관측시각, Day of year), 위치(위도, 경도), 데이터 품질(운량)과 관련된 데이터 종류를 분류 및 조합하여 학습을 진행하였다. 기온자료와 상관성이 높은 데이터만으로 학습을 진행하였을 때 상관계수(r)와 Root Mean Squared Error (RMSE)의 평균값이 0.9667, 2.708℃로 우수한 성능을 보였다. 학습에 사용된 데이터의 종류가 추가될수록 더 우수한 학습 결과를 보였으며, 모든 데이터가 활용될 때에는 r과 RMSE의 평균값이 0.9840, 1.883℃로 가장 우수한 성능을 보였다. ANN 모델으로 생성한 서울시 기온 지도에서는 픽셀별 지형적 특성에 적절하게 기온이 산정된 것으로 판단되며, 추후 연구지역 확대 및 위성자료의 다양화를 통해 시단위 및 전국단위 기온 분포 분석 연구가 가능할 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권2_1호
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• pp.301-306
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• 2018

도시화는 여름철 도시형 홍수, 도시 열섬 등의 문제를 야기시킨다. 이러한 현상을 해결하기 위해서는 도시 열환경 변화의 정확한 파악이 필요하다. 이는 에너지 수지를 통해 설명될 수 있지만, 도심지의 경우 일반적인 에너지 수지와 달리 건물이나 인공토지피복에 의해 저장된 열에너지인 저장열을 고려하여야 한다. 하지만 저장열은 도시 표면의 복잡한 3차원 구조와 피복의 다양성 때문에 그 산출이 어려우며, 도시마다 다른 환경으로 인해 선행연구의 저장열 산출 방법을 타 도심지에 적용시키는 데는 어려움이 존재한다. 특히 대부분의 선행연구는 국외 도시를 중심으로 이루어졌기 때문에 국내 도심지의 다양한 토지피복과 건물 특성에 적합한 저장열 산출 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 국내 도심지의 다양한 지표타입이 존재하는 지역의 자료를 이용하여 저장열의 정량적인 산출이 가능한 회귀 식 도출을 목적으로 한다. 이를 위해 순복사와 지표면 온도 자료를 독립변수로, 플럭스 타워 기반 저장열 추정치를 종속변수로 사용하여 비선형 회귀분석을 수행하였으며, 산출된 회귀계수를 각 독립변수에 적용하여 저장열 산출 회귀 식을 도출하였다. 플럭스 타워 기반 저장열 추정치의 시계열 분석 결과 본 연구에서 산출한 저장열이 주간의 high peak와 야간에서의 값의 분포와 경향을 잘 모의하고 있었고, 플럭스 타워 기반 저장열 추정치에 비해 연속적인 저장열 산출이 가능하였다. 또한 산점도 분석 결과 Root Mean Square Error (RMSE) $50.14Wm^{-2}$, bias $-0.94Wm^{-2}$로 유의한 수준의 정확도를 보였다.

• 한국조경학회지
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• 제51권2호
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• pp.28-41
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• 2023

본 연구의 목적은 대전광역시를 사례로 도시환경 개선을 위한 도시 바람길숲 조성 계획기법을 개발하고자 하였다. 미세먼지 및 폭염 공간분석을 통해 상대적으로 심각한 집중지역의 유역권을 공간단위로 도출하였고, 해당 유역권 내 찬공기 유동 잠재성이 있는 지역을 바람길숲 조성 대상권역으로 선정하였다. 미세먼지 극심지역은 대덕구 대전산업단지 재생사업지구, 유성구 대덕테크노밸리 일대가 해당되었다. 폭염 발생 우심지역은 대덕산업단지(목상동), 대전산업단지 재생사업지구(대화동), 오정동 밀집주거지(오정동) 일대가 해당되었다. 대전 지점 자동기상관측장비(AWS) 측정 결과 낮과 밤의 평균 풍속은 0.1-1.7m/s, 밤 시간 바람 유동이 낮보다 저조하였고, 밤에 외곽 산림에서 생성되는 찬공기의 이동을 원활하게 유도하는 바람길숲 계획이 필요하였다. 대전광역시 미세먼지·폭염 집중관리 권역은 대전천 권역, 유등천 권역, 갑천-유등천 권역, 갑천 권역으로 총 4개 권역이었다. 바람길숲 조성계획 사례는 4개 권역 중 대전광역시 구도심이며, 바람길 조성 효과가 높을 것으로 추정되는 갑천-유등천 권역을 대상으로 제시하였다. 갑천-유등천 권역은 계족산 서사면 산림, 우성이산 남사면 산림에서 생성된 찬공기를 갑천, 유등천과 가로숲을 통해 연결하여 도심으로 찬공기 확산될 수 있도록 바람길숲을 계획하였다. 바람길숲 대상 권역 선정 후 해당 권역 내 기후톱지도, 바람형성기능 평가도 작성, 바람장미(밤) 현황 파악, 미세먼지 발생현황, 지표면 온도 분포현황을 상세하게 파악하였다. 이를 통해 바람길숲 계획 구상 및 유형별 세부 대상지를 파악하였다. 그리고 바람길숲 유형별 조성방향 설정과 조성방향에 따른 세부 실행계획을 수립하였다.

• 자원환경지질
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• 제49권5호
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• pp.389-410
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• 2016

옥천대 남서부인 전주-김제-정읍일대 쥬라기 화강암질 저반체로부터 구한 FT 연대는 넓은 범위에 걸쳐 나타난다: 스핀=158~70 Ma; 저콘=127~71 Ma; 인회석=72~46 Ma. 교란되지 않은 일차냉각 및 리셋 또는 부분감소된 FT 연대, 그리고 일부 트랙 길이 측정자료에 기반한 열연대학적 해석을 통해 화강암체가 겪은 복잡한 지열사를 규명하였다. 이 화강암체의 전체 냉각사는 정출 후 $300^{\circ}C$ 등온선까지의 비교적 빠른 전기 냉각(${\sim}20^{\circ}C/Ma$)과 $300^{\circ}C-200^{\circ}C-100^{\circ}C$ 등온선을 거쳐 현재 지표온도에 이르기까지의 매우 느린 후기 냉각($2.0{\sim}1.5^{\circ}C/Ma$)으로 특징지어진다. 이 쥬라기 화강암체의 많은 부분은 일련의 후기 백악기 화성활동에 의해 적어도 $170^{\circ}C$ 이상(최고 >$330^{\circ}C$)의 다양한 수준에 달하는 지열상승을 겪은 것으로 확인되었다. 다양한 후기 화성암체들의 두 지점으로부터 중복측정된 FT 저콘 연대의 일치된 결과는 그들의 생성시기를 잘 정의한다: 석영반암=$73{\pm}3Ma$; 섬록암=$73{\pm}2Ma$; 유문암=$72{\pm}3Ma$; 장석반암=$78{\pm}4Ma$ (전체 가중평균=$73{\pm}3Ma$). 이들 후기 화성암체와 페그마타이트 암맥군의 관입은 온천개발지역(화심, 죽림, 목욕리, 회봉 등)을 위시한 연구지역 내에서의 후기 지열상승에 주요 역할을 하였던 것으로 해석된다. 이 화강암 저반체의 후기냉각이 지표면의 침식-삭박에 따른 상대적 융기에 의해 근본적으로 규제되었다고 가정하면, 전기 백악기 이후의 융기는 연간 평균 약 0.05 mm (즉 백만 년에 약 50 m)의 매우 느린 속도로 진행되었다. 100 Ma, 70 Ma, 40 Ma를 기준으로 현재까지의 총융기량은 각각 5 km, 3.5 km, 2 km 정도로 추정된다. 여러 지점의 일정한 융기량은 암체 전체가 광역적으로 고르게 융기하였음을 지시한다.

• 한국도로학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.63-74
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• 2006

원형지하매설관의 경우 관의 하단부의 다짐이 매우 어렵고, 또한 다짐효율이 떨어져서 지하매설물의 안정을 저감시키고, 이로 인해 각종 파손이 발생하는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결할 수 있는 하나의 대안으로 저강도 콘크리트 개념을 지반공학에 적용하여 만들어진 유동성 채움재(CLSM)를 이용하는 것이다. 본 연구에서는 같은 조건에서 일반모래 뒤채움재 방식사를 이용한 유동성뒤채움재 및 현장발생토사를 이용한 유동성 뒤채움재 종류를 변화시킨 3가지 사례에 대한 PENTACON -3D 유한요소 프로그램을 이용하여 수치해석을 실시하였다. 또한 현장발생토사의 파형강관용 유동성 뒤채움재로서 현장 적용성을 평가하기 위하여 현장실험을 수행하였다. 현장시험 및 해석을 실시한 결과 뒤채움재로 유동성 채움재를 사용하는 경우에 일반모래를 사용한 경우보다 관의 수직 수평변위 및 지표면변위를 감소시키는 것으로 해석되었다. 이는 유동성 채움재의 특징 중 자기수평능력과 자기강도발현특성에 의해 양생이 진행됨에 따라 파형강관 주변의 유동성 채움재가 굳어 강성화되고,이것이 파형강관과의 일체화를 통한, 파형강관의 단면강도를 증진시켜준 효과로 해석할 수 있다. 그리고 뒤채움재의 종류에 따른 파형강관의 토압특성은 뒤채움재로 일반모래를 대체하여 유동성 채움재를 사용한 경우에 관에 작용하는 수직 수평토압이 거의 0에 가까운 값으로 현저히 작아짐을 알 수 있었다. 이는 현장발생토사 재활용 유동성 뒤채움재를 사용하는 것이 지하매설관에 발생하는 각종 파손을 감소시키고, 안정성을 높이는 하나의 대안으로 판단된다.타내었다.catenella 성장률도 감소하였다. A. catenella는 $10^{-3}\sim0.1{\mu}M$ 셀레니움 농도에서 A. catenella 세포밀도가 증가하고 대수성 장기 후반(the end of exponential phase)이 길어짐을 관찰 하였다. 경우 유의한 형태적 차이는 관찰되지 않았으나 당뇨군의 근위곱슬세관 분분에 세포 자연사가 중점적으로 발견되었다.사료로 전환하기에 적당하다고 할 수 있겠다.%로 향상된 결과를 얻을 수 있었다.하는 경향을 나타내었고, $30^{\circ}C$ 실험구의 경우에는 시간의 지남에 따라 유의적으로 활성이 낮아지는 경향을 나타내었다. HSP70 mRNA의 발현은 대조군($20^{\circ}C$)과 비교하여 $25^{\circ}C$ 48 h째 실험구를 제외한 모든 실험구에서 유의적으로 높게 발현되었다. 이상의 결과로, $20^{\circ}C$에서 순치된 시볼트전복은 급격한 수온 스트레스에 대해 많은 스트레스 요인으로 작용하는 것으로 나타났으며, 수온 스트레스에 대한 생리학적 방어 기작이 분자 레벨인 HSP70 mRNA에서는 신속히 발현되어 스트레스에 대처하지만, SOD나 CAT와 같은 항산화 효소의 발현은 다소 늦게 작용하는 것으로 나타났다. 그러나, 시간의 지남에 따라 $5^{\circ}C$ 내외의 스트레스와 저수온 스트레스의 경우에는 비교적 안정화되는 것으로 보여지며, $10^{\circ}C$

• 한국조경학회지
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• 제38권3호
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• pp.23-32
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• 2010

본 연구의 목적은 옥외공간의 표면재료 구성에 따라 열쾌적성에 작용하는 인체 에너지수지를 산정하고, 수목차양이 건물에너지 절약에 기여하는 효과를 분석하여 도시녹지계획의 바람직한 전략을 제시하는 것이다. 옥외공간의 대표적 구성재료 유형을 반영하여, 수목차양이 부재하는 콘크리트 포장공간과 잔디공간, 수목차양의 마사토 포장공간 등 3개 공간유형별 휴식활동의 인체 에너지수지를 산정하였다. 이들 공간유형별 에너지수지 차이에 기여한 결정변수는 차양 여부와 지표면 알베도 및 온도이었다. 차양이 부재하는 콘크리트 포장공간과 잔디공간의 인체 에너지수지는 각각 $284W/m^2$, $226W/m^2$로서, 열쾌적성 측면에서 상당히 불량한 것으로 나타났다. 따라서, 옥외 휴식공간은 증발산이 가능한 차양교목 및 자연재 바닥면으로 구성함이 바람직하다. 수목차양에 의한 건물에너지 절약은 남부지방 대구시를 사례로 컴퓨터 모델링 프로그램을 활용하여 계량화하고, 중부지방 춘천시의 기존연구와 비교하였다. 건물 서향에 식재한 차양수목이 연간 냉난방에너지 절약 상 가장 효과적이었다. 반면, 남향의 차양수목은 중부 및 남부지방 모두 냉방에너지 절약효과가 낮고 난방에너지 소비를 가중시키므로 그 식재를 회피해야 한다. 서향과 동향의 대형 차양수목은 건물유형 및 지방에 따라 냉방에너지를 1~2%/주 절약하였다. 저자의 기존연구와 이들 연구결과를 바탕으로, 옥외공간의 열쾌적성 증진과 옥내공간의 에너지절약을 위한 도시녹지계획의 지표를 포함한 전략을 제시하였다. 본 지표 및 전략은 공간구성 재료에 따른 열쾌적성, 녹지의 차양, 증발산 및 풍속감소에 의한 건물에너지 절약, 기온저감을 위한 녹지의 면적과 체적 등을 포함하며, 아울러 제시한 전략의 실효성을 감안하여 녹지분야 주요 법제에의 적용안을 모색하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제22권4호
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• pp.327-339
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• 2020

증산은 물이 기공을 통해 대기 중으로 이동하는 과정으로, 지표면의 물은 상당부분 증산을 통해 대기 중으로 이동한다. 에디공분산, 수분 수지 측정법 등의 증산량을 측정하는 방법이 있지만, 수종 및 임분의 구성 요소별 증산량의 차이를 비교하기 위해서는 개체목 증산량 측정이 필요하다. 개체목 증산량을 측정하기 위해 수액의 온도차를 이용한 수액류 측정법을 가장 널리 이용하고 있지만, 넓은 범위의 지역을 장기간 조사하기에 한계가 있다. 따라서 큰 공간적 규모에 대해 수액류 및 증산량에 대한 연구를 하기 위해서는 각 지역별로 측정한 데이터의 공유가 필요하다. 본 연구팀은 태화산 학술림에서 열손실탐침법을 이용하여 2011년부터 잣나무(Pinus koraiensis) 18본, 2013년부터 갈참나무(Quercus aliena) 16본을 대상으로 수액류를 측정하고 있으며, 광릉수목원에서도 열손실탐침법을 이용하여, 2013년부터 전나무(Abies holophylla) 18본, 졸참나무(Quercus serrata) 7본, 서어나무(Carpinus laxiflora) 3본, 까치박달(Carpinus cordata) 3본을 대상으로 수액류를 측정하고 있다. 구례 지리산 조사지에서는 열 파동법으로 2018년부터 산벚나무(Prunus sargentii), 낙엽송(Larix kaempferii), 2019년에는 추가로 상수리나무(Quercus accutisima), 소나무(Pinus densiflora), 물푸레나무(Fraxinus rhynchophylla)를 대상으로 수액류를 측정하였으며, 2020년에는 편백(Chamecypans obtuse), 잣나무(P. koraiensis), 자작나무(Betulla platyphylla), 전나무(A. holophylla), 곰솔(Pinus thrunbergii)을 대상으로 수액류를 측정하고 있다. 우리나라 산림의 수액류 데이터를 더욱 활발하게 공유하여 국내 산림생태계에서 개체목과 임분의 수액류와 증산의 환경민감성 등 다양한 연구에 기여할 것으로 기대한다.

• 한국농림기상학회지
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• 제23권4호
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• pp.198-221
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• 2021

1960-70년대 대규모 산림녹화 이후에 한국의 산림은 점차 노령화되고 있다. 노령림의 순 CO₂ 교환은 이론적으로 중립에 가깝지만, 교란이나 관리에 의해 CO₂ 흡원 또는 발원이 될 수 있다. 본 연구는 한국의 광릉 낙엽활엽수 노령림(GDK)의 CO₂ 수지 역학을 이해함으로써, 다음 두 가지 질문에 답하고자 하였다: (1) 보전되고 있는 GDK는 과연 이론적으로 알려져 있는 CO₂ 중립인가? (2) 관측된 CO₂ 수지의 경년 변동이 문헌에 보고된 조절 인자들과의 선형적인 인과관계로 설명이 가능한가? 이에 답하기 위해, 본 연구는 KoFlux GDK 관측지에서 에디 공분산 기술로 2006년부터 2020년까지 15년 동안 관측된 CO₂ 플럭스 자료와 생기상학적 자료를 분석하였다. 연구 결과, (1) GDK는 15년 자료를 평균해서 보면 약한 CO₂ 발원이며, 관측기간 동안 흡원과 발원 사이를 오갔으나 최근 5년 동안 CO₂ 발원으로서의 강도가 증가하고 있다. (2) 전천일사, 생장기간, 엽면적지수의 경년 변동은 총 일차생산량(Gross Primary Production, GPP)의 경년변동과 양의 상관관계(R²=0.32~0.45)가 있는 반면, 기온과 지표면 온도의 경년 변동은 생태계 호흡(Ecosystem Respiration, RE)의 경년 변동과 유의한 상관관계가 없었다. 또한, 관측기간 초반(첫 10년)의 CO₂ 플럭스와 기상요인 및 생물학적 요인으로 학습시킨 기계학습은 관측기간 후반(최근 5년)의 GPP와 RE의 경년 변동을 제대로 모사해내지 못했다. 단, 고사목에서 배출된 탄소 추정량이 CO₂ 발원으로의 전환에 일부 기여했을 것으로 추정된다. GDK의 장기 CO₂ 수지 역학에 대해 올바로 이해하고 해석하기 위해서는, 분석과 모델링을 위한 복잡계과학 기반의 새로운 프레임워크가 필요하다. 더불어, 플럭스 모니터링 및 자료 품질 유지와 함께 고사목과 교란을 지속적으로 모니터링하는 것이 중요함을 다시 한 번 확인하였다.