• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.400-400
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• 2023

급격한 기후변화로 인해 일사량, 지표면 온도 및 이산화탄소 농도가 꾸준히 상승함에 따라 수문 순환의 불균형을 초래함과 하천 및 호소 내 수질 또한 악화되고 있는 추세이다. 특히, 국내의 경우, 기후변화 및 인위적 요인에 의해 하천 및 호소에서의 수위 감소 및 수온 증가로 인해 부영양화가 증가되고 있고, 이로 인한 유해 녹조의 발생빈도를 높이는 결과를 초래한다. 현재 국내에서는 유인 수질 관측 및 자동 수질관측 시스템을 통해 주요 수질인자를 모니터링 하고 있으나 시·공간적인 변동성을 파악하는데 제한점이 있다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 국·내외에서 광학위성을 이용한 수질인자 추정 알고리즘 개발과 관련된 연구들이 진행되고 있다. 이에 따라, 본 연구에서는 NASA에서 제공하는 Landsat-8 위성과 ESA에서 제공하는 Sentinel-2자료가 동화된 Harmonized Landsat Sentinel-2 위성자료를 활용한 클로로필-a (Chl-a)를 추정하고자 한다. 이를 위해, 본 연구에서는 1) 단순 회귀 분석, 2) Akaike information criteria (AIC) 기반 최적화 회귀 분석 및 3) Random forest (RF)를 활용하였다. 또한, HLS 위성 자료의 적용성을 평가하기 위해 미국 오하이오 주에 위치하고 있는 130여개의 중규모 및 대규모 호소에서 2000년부터 2021년까지 수집된 클로로필-a 관측치를 활용하였다. 두 가지 수질 추정 모형에 대한 정확도 검증에 앞서 오하이오 주 내에서의 클로로필-a의 시계열적 변동성에 대하여 분석하였다. 전반적으로, 2000년부터 2016년까지는 Chl-a가 꾸준히 증가하는 경향성을 나타내었으나, 그 이후로는 감소하는 추세를 나타내었다. 이를 기반으로, 각 방법론을 통해서 나온 Chl-a 추정치에 대해서 통계적 검증을 수행하였다. 결과, 단순 회귀 분석을 통해 추청된 Chl-a값의 결정계수는 0.34였지만, AIC 기반 모델과 RF모형을 사용한 결과 결정계수가 각각 0.82와 0.92로 향상된 것을 확인할 수 있었다. 이와 더불어, spatial 및 temporal window와 더불어 호소의 크기에 따른 정확도 분석 또한 수행하였다. 그 결과, temporal window 가 정확도에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 호소의 크기가 작을수록 정확도가 낮아지는 것을 확인 할 수 있었다. 본 연구의 결과를 토대로 추후 국내 호소에 대해 상기 모형들의 적용성 평가를 수행하여 효율적인 수질 모니터링 시스템 구축으로 이어질 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of KOSOMES biannual meeting
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• 2008.05a
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• pp.169-171
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• 2008

The objective of this paper is to explore the short-term variability of sea surface temperature (SST) and chlorophyll a (Chl-a) derived from satellite in the upwelling region of the southeast coast of Korea in summer. We particularly emphasize the spatial variability of SST and Chl-a in the East Korean Warm Current (EKWC) during summer monsoon. Spatial distribution of SST and Chl-a in the EKWC are described using SeaWiFS and AVHRR images in August, 2007. Spatial distribution of SST and Chl-a around EKWC can be classified into four categories in the profile of SST and Chl-a images: (1) coastal cold water region, (2) cold water region of thermal front, (3) warm water region, (4) cold water of offshore region.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.42 no.1
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• pp.33-38
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• 2010

This study was conducted to compare the physicochemical properties of powdered green teas produced in Korea and Japan including particle size, color, chlorophyll, caffeine and theanine. The average particle size of Korean powered green tea ($14.63-25.39\;{\mu}m$) was similar to that of Japanese powdered green tea ($15.46-21.02\;{\mu}m$). The surface color of shade-cultivated Haenam Green Tea (HN-1) had the highest negative 'a' value, which represents 'green' color. When the TCD (total color difference value) was measured in the samples, HN-1 was most similar to the premium powdered green tea of Japan (JA-1). Domestic shade-cultivated powdered green teas had 1.5-2 times greater chlorophyll content than powdered green teas produced from plants that were not cultivated in the shade. The presence of chlorophyll a resulted in a higher intensity of green color than the presence of chlorophyll b. A significant negative correlation was also observed between the color and the chlorophyll a, chlorophyll b and total chlorophyll contents. Specifically, chlorophyll a had the greatest impact on the green color of powdered green tea. The content of catechins, caffeine and theanine in Korean powdered green teas ranged from 14.679-20.128, 1.496-3.237 and 0.926-1.977 g/100 g, respectively. The caffeine and theanine contents were high in shade-cultivated powdered green teas. Based on the above results, domestic powdered green teas cultivated under shaded conditions had a quality similar to that of medium-quality green teas produced in Japan, and the overall quality of Korean powdered green tea was poorer than that of Japanese powdered green tea.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.101-101
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• 2017

근래에 대한민국 담수계에 조류 대발생으로 인한 수질악화 문재가 대두되고 있다. 또한 독성물질을 생성하는 남조류종이 우점하는 현상으로인해 수질문제와더불에 생태계와 인간의 건강도 잠재적인 위험을 받고있는 실정이다. 이와같은 조류 대발생으로인한 피해를 최소화하기위해 효과적인 수질관리가 필수적이다. 원격탐사기술은 조류의 공간적인 분포를 해석하고 농도를 정량화하기위해 이용되고 있다. 현재까지 많은 분광알고리즘들이 개발되어 담수유역에 적용이 되고 있다. 수체마다 다른 분광특성 때문에 알고리즘내의 파라미터 및 분광밴드 조정이 필수적이다. 하지만 대부분의 연구에선 파라미터와 밴드의 변경에 따른 결과향상에만 초점이 맞춰지고 있어 분광알고리즘내의 파라미터와 분광밴드사이의 관계 이해 뿐만아니라 알고리즘 최종 산출물에 대한 영향에 관한 설명이 전무한 실정이다. 본 연구에선, 대한민국 백제보를 대상으로 현장모니터링 및 조류추출 실험을 진행하였고, 이를 기반으로 5가지 클로로필a 알고리즘과 2가지 피코시아닌 알고리즘을 구축하였다. 알고리즘내에서 변수들의 관계와 영향을 알아보기위해 민감도 분석을 실시하였다. 민감도 분석 조건을 기반으로 one-objective 최적화 및 multi-objective 최적화를 실시하여 백제보수계를 대표할 수 있는 최적 변수들을 모의하였다. 민감도 분석결과 후방산란계수에 영향을 미치는 파라미터와 조류 생체량에 영향을 미치는 파라미터가 다른 변수들 및 알고리즘 농도산정결과에 가장 민감한 것으로 나타났다. multi-objective 최적화 결과가 one-objective 결과 및 reference 결과보다 대부분 정확도가 향상되었고 흡광도 계수를 함께 고려할 수 있기 때문에 백제보 수계의 분광특성을 함께 고려하여 대표할 수 있는 장점을 가지는 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구는 민감도 분석을 활용하여 분광알고리즘 내의 변수들의 이해를 도모하였고, 최적화 기법 중, multi-objective 최적화 기법이 백제보의 분광특성을 대변하는 최적변수를 제시할 수 있음과 동시에 보다 나은 정확성을 제고할 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.286-286
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• 2015

하천과 해양에서 발생한 수질오염은 특성상 유속의 흐름에 따라 광범위하며 급속도로 퍼져나가기 때문에 이를 효율적으로 유지, 관리하기 위해서는 오염인자들에 대한 모니터링이 수행되어야 한다. 원격탐사 기술을 이용한 하천의 수질측정은 대규모지역으로 분포해있는 수질농도의 변화양상을 시 공간적으로 모니터링 하는 것이 가능하게 할 뿐 아니라, 사람이 접근하기 어려운 지역에는 직접취수를 하지 않음으로써 기존의 수질측정방법들에 비해 편의성을 높여 시간적, 경제적 측면에서 효율적이다. 이에 본 연구에서는 최근 수질오염이 심화되고 있는 낙동강유역을 대상으로 인공위성 이미지영상을 이용하여 수질인자들의 농도측정을 수행하였다. 연구를 위해 사용된 인공위성은 NASA와 USGS가 공동으로 운용중인 Landsat 8 인공위성이다. Landsat 8의 11개 band 중 band2(Blue), band3(Green), band4(Red), band5(Near Infrared)를 사용하여 실제로 측정된 지점자료와 인공위성자료간의 상관관계를 규명하였다. 사용된 인공위성자료는 지점자료 날짜를 포함하는 총 4개의 연구날짜(2013/10/27, 2013/11/12, 2014/04/14, 2014/05/16)에 해당하는 위성이미지영상이다. Pearson상관계수를 통한 밴드와 수질인자간의 상관 결과, 본 연구지역에서는 $0.85-0.88{\mu}m$(band5)의 파장영역에서 클로로필-a와 부유물질이 가장 민감하게 반응함을 알 수 있었다. 두 수질인자들은 band2, band3, band4에서도 비교적 높은 상관성을 보였으며, 이를 근거로 band combination, band ratio를 통해 클로로필-a와 부유물질의 회귀모델식을 유도하였다. 각각의 회귀모델식은 실제 측정된 데이터들과 비교 검증을 통해 4개의 연구기간 중 2013년 10월 27일, 2014년 5월 16일에 대해서 클로로필-a와 부유물질의 공간적인 분포양상을 시각적으로 도시화하였다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.24 no.6
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• pp.735-749
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• 2018

In this study, one studied the principal factors and water-quality components that determine the concentration of chemical oxygen demand (COD) in seawater in estuaries, such as the Han, Geum, Youngsan, Seomjin, and Nakdong rivers in Korea. The principal factors determining the concentration of COD in seawater indicated by the principal component analysis were salinity, exogenous origin and autochthonous resources based on chlorophyll-a. Moreover, organic matter in the submarine sediment layer also had a secondary effect. Regression slope assessed the contribution of water-quality components to determine the concentration of COD in the estuary. One found that the effect of salinity on the overall survey was significant. Moreover, the effect of chlorophyll-a was also appeared in April and August. In each estuary, the most significant contribution factor was chlorophyll-a in the Nakdong River and salinity in the Han and Yongsan rivers. The contribution of salinity and chlorophyll-a were found to be the largest in the Geum River. The salinity and chlorophyll-a in the Seomjin River showed a low contribution.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.179-179
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• 2022

최근 화두가 되고 있는 환경문제 중 하나로 녹조현상을 꼽을 수 있다. 녹조란 남세균이 대량 증식함으로써 물빛이 녹색으로 변하는 현상으로, 영양염류 및 수온 등 이화학적 요소뿐만 아니라체류시간과 같은 수리학적 요인까지 모두 충족되었을 때 발생한다. 심하면 고밀도의 스컴(scum)을 형성하며 독소와 악취를 동반하기도 한다. 유해 남세균이 생성하는 마이크로시스틴(microcystin, MC)이 함유된 물을 입 또는 코로 섭취시 간을 손상시킨다는 보고가 있으며, 최근 해외에서는 MC가 미세먼지처럼 공기 중에 떠다니다 수변에서 생활하는 사람의 호흡기로 들어가 건강 피해를 줄 수 있다는 연구가 속속 나오고 있다. 본 연구는 우리나라 최초의 수질개선용 댐인 영주댐을 연구 대상으로 삼아 수질 모델링을 구축하고 영주댐 운영에 따른 댐 상·하류 조류 변화를 정량적으로 분석하였다. 조류의 강도를 추정하는데 클로로필-a 농도를 사용하였으며, 분석 도구로는 국립환경과학원이 수질예측 및 평가 시 사용하는 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 모형을 활용하였다. 대상 구간의 실제 폭, 하상고 분포 등을 고려하여 수표면 격자망을 구현하였으며, 환경부에서 제공하는 수위 및 DO, TN, T-P, 클로로필-a 등을 활용하여 EFDC 모형의 수리 및 수질 재현성 검토를 하였다. 검·보정된 EFDC 모형으로 영주댐의 방류량 변화 및 댐의 개방과 같은 수리학적 요인을 제어하여 특정 지점의 조류 변화를 분석하였다.

• 한국해양학회지
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• v.24 no.4
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• pp.194-205
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• 1989

In order to study the biomass of primary producer, phytoplankton is collected monthly September 1985 to August 1986 in Ch$\check{o}$nsu Bay. Phytoplankton carbon contents which are calculated from phytoplankton volume were ranged from $26.7{\mu}gC/l$ to $960.7{\mu}gC/l$, and average carbon contents of each month lie in the range of $58.6-684.7{\mu}gC/l$(annual mean $208.5{\mu}gC/l$). For net plankton analysis with the carbon contents, cell numbers, and chlorophyll concentrations show a close correlation, while for nanoplankton the correlation was low, indicating that nano-fraction includes a significant portion of picoplankton. Also, the multiple regression analysis with carbon content, cell number, and chlorophyll concentration to size fraction well illustrate the prime importance of the net-fraction in phytoplankton group. C/Chl-a ratios ranged from 9.1 to 100.5, average rations of net- and nanoplankton are 111 and 6.4, respectively. The greater net plankton faction is, the higher C/Chl-a ratio is, however in case of high nanoplankton portion C/Chl-a ratio show low level. These results indicate that the difference of C/Chl-a ratio per phytoplankton cell size be main factor for the variation of C/Chl-a ratio in Ch$\check{o}$nsu Bay. As C/Chl-a ratio fluctuates greatly in coastal ecosystem, that use of a direct conversion of convert chlorophyll to organic carbon may lead erronous estimation.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.44 no.6
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• pp.680-685
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• 2012

The effects of chlorophyll (0.33 mg/kg) and ${\beta}$-carotene (3.3, 9.9, 19.8 mg/kg) addition to a mixture of roasted perilla seeds, rice, and water (30:45:225, w/w/w) on the lipid oxidation and tocopherol contents were studied during heating at $100^{\circ}C$ for 120 min to simulate cooking of perilla and rice porridge. Lipid oxidation was evaluated with peroxide values (POV) and conjugated dienoic acid (CDA) values, and chlorophyll, ${\beta}$-carotene, and tocopherols were determined by HPLC, POV, and CDA values were increased during heating, indicating the occurrence of lipid oxidation in the perilla and rice porridge. ${\beta}$-Carotene decreased the POV and CDA values of the samples in a concentration-dependent manner, while the addition of chlorophyll did not affect them. Chlorophyll and ${\beta}$-carotene which were added, and tocopherols naturally present in samples were degraded, following the first order kinetics during heating, and ${\beta}$-carotene protected tocopherols from degradation.

• Korean Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
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• v.8 no.3
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• pp.121-126
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• 1975

Chlorophyll a content in marine phytoplankton and nutrient in seawater were determined to study the influence of eutrophication of Jinhae Bay area on primary production. Sampels were taken in the surface layer and bottom of 21 stations in Jinhae Bay including Masan Bay and Hengam Bay, ana adjacent waters such as Geoje Bay and the estuary of Naktong River for refrence during summer Period in 1974. Chlorophyll a content was ranged from $0.52\;mg/m^3\;to\;25.16\;mg/m^3$ in whole area. Mean value of chlorophyll a was the highest in Masan Bay and the lowest in GeojeBay. It was noteworthy that chlorophyll a content of Hengam Bay was not much higher than that of neighboring ares and rather lower than that of the estuary of Naktong River in spite of high phosphate content. Linear relationship between increase of nutrients and chlorophyll a was found in Masan Bay and the estuary of Naktong River where N/P ratio of nutrients was over 12. This relationship however could not be found in most area of Jinhae Bay where N/P ratio of nutrients was lower than 2 which might due to the wastewater from the Chemical Fertilizer plant. Red tide and low dissolved oxygen waters due to eutrophication were observed during summer period in Masan Bay.