• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_1호
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• pp.869-877
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• 2018

사막면적은 매년 증가하는 추세이며, 이에 따라 막대한 사회적 피해 비용을 발생시키고 있다. 이러한 사막은 광범위하게 분포하고 사람의 접근이 어려워 인공위성을 이용한 모니터링이 많이 이루어지고 있지만 인공위성의 센서에 따라 산출되는 사막 면적 비교 연구는 미비한 편이다. 센서의 선택에 따라 산출되는 사막 면적은 상이할 수 있고 이에 따라 기후 예측이나 사막화 방지대책 등에 영향을 미칠 수 있어 센서별로 산출되는 사막면적 자료의 특성을 인지하는 것은 중요하다. 본 연구에서는 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS)와 Vegetation을 이용해 2001-2013년 동북아시아 지역의 사막 면적을 산출하고 비교 분석하였다. 분석결과, MODIS에서 산출한 사막 면적은 비교적 과소 탐지하는 경향과 $20,911km^2/year$로 감소하는 추세를 보였고 Vegetation에서 산출한 사막 면적은 $3,020km^2/year$로 증가하는 추세를 보였다. 또한 실측자료 확보가 힘든 사막지역에서 인공위성을 이용해 산출된 사막 면적의 간접검증을 위해 사막 면적 변화에 영향을 받는 황사 발생빈도와 상관관계 분석을 실시하였다. 그 결과, MODIS는 R=0.2071로 비교적 낮은 상관관계가 나타났고 Vegetation은 R=0.4837로 비교적 높은 상관관계가 나타났다. 이는 Vegetation이 동북아시아 사막 영역에서 보다 정확한 사막 면적 산출을 수행한 것으로 사료된다.

• 한국지구과학회지
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• 제38권7호
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• pp.511-521
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• 2017

본 연구는 우적크기분포의 통계적 특성과 변동성을 알아보기 위하여, 2011-2012년 대구지역 2차원광학우적계자료를 분석하여 Marshall and Palmer(1948)의 우적크기분포 특성과 비교하였다. 우적크기분포의 특성변수로 강우강도(R), 레이더 반사도(Z), 보편특성수농도($N{_0}^{\prime}$), 보편특성직경($D{_m}^{\prime}$)을 계산하였다. 또한 스케일링 법칙을 사용하여 우적크기분포의 정규화 여부를 확인하였다. 분석 결과, 대구지역의 우적크기분포는 평균적으로 ${\log}_{10}N{_0}^{\prime}=2.37$, $D{_m}^{\prime}=1.04mm$이며 형태 인자의 경우 c =2.37, ${\mu}=0.39$를 가졌다. 대구지역의 우적크기분포를 Marshall and Palmer의 우적크기분포로 가정하여 계산한 결과, 평균적으로 ${\log}_{10}N{_0}^{\prime}=2.27$, $D{_m}^{\prime}=0.9mm$, c =1, ${\mu}=1$를 가졌다. 이 차이로부터 대구지역 우적크기분포는 Marshall and Palmer(1948)의 우적크기분포보다 통계적으로 더 높은 액체수함량을 가짐을 알 수 있다. 우적크기분포의 형태를 비교한 결과, 대구지역 우적크기분포는 위로 볼록한 모양이었다. Z > 45 dBZ를 기준으로 우적크기분포 형태에 변화가 있었다. 35 dBZ ${\leq}$ Z > 45 dBZ에서 대구지역 우적크기분포 특성은 해양성 기후대와 유사하였으나 Z > 45 dBZ에서는 Marshall and Palmer의 우적크기분포 특성과 유사하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권3호
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• pp.248-260
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• 2020

중등학교 과학 및 지구과학 교과서의 해류도는 급변하는 기후변화와 지구상의 에너지 균형에 대한 해류의 역할에 대해 학생들이 중요한 학습 기회를 제공한다. 2007 개정 교육과정과 2009 개정 교육과정에 따른 중·고등학교 교과서에 게재된 해류도는 과학적 측면에서 볼 때 다양한 오류를 포함하고 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 해양 전문가들은 2010년 이후 오랜 기간에 걸쳐 지속적인 토론과정을 통하여 2015년에 한반도 주변해의 통일된 해류모식도를 완성하였다. 광범위한 의견수렴과 검증과정을 통하여 과학적인 해류모식도로서의 대표성을 확보하였으며, 이를 기반으로 중·고등학교 학생들의 이해도를 고려하여 교육용 해류모식도도 제작하였다. 이 교육용 해류모식도는 2015 개정 교육과정에 따라 2018년부터 중·고등학교 교과서에 적용되었다. 본 연구에서는 우리나라 주변의 해류를 다루고 있는 2019년 출판된 중학교 과학 교과서 5종, 고등학교 지구과학 교과서 6종에 사용된 해류모식도를 분석하였다. 교과서의 모든 해류도가 제안된 해류도를 기반으로 모두 통일되어 있으나, 해류도에서 일부 해류들을 생략하거나, 점선과 실선을 혼용하여 사용하는 등 문제점이 발견되었다. 또한 통일된 해류명칭과 다른 잘못된 해류명칭을 사용한 교과서도 다수 발견되었다. 이 연구는 학습자의 오개념 유발을 방지하기 위하여 과학적 지식을 통합하여 제작된 해류도가 다양한 측면에서 시각적으로 정확히 작성되고 활용되어야 함을 제안한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권2호
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• pp.187-194
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• 2011

최근 국제법에 의해 하수처리장에서 발생되는 슬러지의 해양투기가 금지됨에 따라 하수처리 과정 중 발생된 슬러지의 처리방법이 문제가 되고 있다. 일반적으로 하수 및 슬러지는 혐기성조건에서 최종처리되며, 이과정 중 메탄$(CH_{4})$ 및 아산화질소$(N_{2}O)$가 배출되어 하수처리장은 지구온난화가스의 배출원으로 알려져 있다. 따라서, 하수처리장에서 발생하는 지구온난화 가스 배출량을 고려할 필요가 있으며, 지구온난화 가스 배출을 최소화할 수 있는 최적의 하수처리 공정 및 슬러지처리에 대한연구 필요성이 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 주요생물학적 하수처리공정에 따른 온실가스 발생량 및 슬러지 배출량을 계산하며, 이에 따라 온실가스 배출을 최소화하는 하수 및 슬러지처리방법을 제시하고자 한다. 생물학적 하수처리공정으로는 Anaerobic/Anoxic/Oxidation$(A_{2}O)$, Bardenpho, Virginia Initiative Plant (VIP), University of Cape Town(UCT)을 이용하였으며, 동력학적 하수처리모델링 프로그램인 GPS-X를 이용해 본 공정의 모델링을 수행하였다. 이를 바탕으로 하수처리과정에서 발생하는 온실가스 및 슬러지 배출량을 계산하며, 이를 통해 온실가스 배출을 최소화하는 공정을 선택하였다. 온실가스 및 슬러지 배출량은 2006 IPCC 가이드라인에서 제시한 식을 통해 계산되었다. 또한 다양한 슬러지 처리 시나리오(퇴비화, 소각, 매립)에 대한 환경성평가를 수행하였으며, 이를 통해 각 시나리오의 결과를 하나의 지표로써 비교 평가하였다. 본 연구결과, 4가지 하수처리공법 중 Bardenpho 공법에서 환경성이 가장 좋은 것으로 나타났으며, 슬러지 처리 시나리오 중 퇴비화가 온실가스를 가장 적게 배출하였다.

• 환경생물
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• 제31권1호
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• pp.19-36
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• 2013

남해 동부해역에서 해수는 계절에 따라 서로 다른 수질환경 특성의 수괴들에 의해 조절되는 것으로 밝혀졌다. 홍수기인 여름철 표층수는 북한한류 기원의 동해 냉수괴 특성의 수괴-A (East Sea Cold Water), 담수의 영향이 강한 연안성 수괴-B (river-dominated coastal water), 연안 염하구성 수괴-C (coastal pseudo-estuarine water)로 구분된다. 특징적으로 높은 영양염과 엽록소 농도를 갖는 저염의 염하구성 수괴-B는 홍수기인 여름철에 해안선에서 수 십 km 떨어진 해역까지 짧은 기간 일시적으로 형성되며, 집중호우 등 몬순(monsoon)기후 특성을 갖는 우리나라 연안역에서 육지-해양간 물질 순환에 상당한 역할을 할 것으로 사료된다. 여름철 저층수는 저온-고염의 냉수인 저층 냉수괴-D(bottom cold water)가 지배적이며, 표층수의 수괴들과 비교하여 전체적으로 수온, pH, 용존 산소량은 낮은 반면, 높은 영양염 농도 특성을 갖는다. 여름철 저층 냉수괴의 높은 영양염 농도는 강한 성층과 낮은 수온으로 인하여 식물플랑크톤 번식이 제한되어 보존-축적된 결과로, 갈수기인 겨울철 영양염의 주요 공급원으로 작용한다. 갈수기인 겨울철 연구해역의 해수환경은 여름철과 다르게 대마난류수 (수괴-E)가 광범위하게 분포하며, 해안선을 따라 연안역의 좁은 범위에 대마난류수가 약간 변질된 연안성 수괴-F가 분포한다. 특히 광양만, 마산만 등의 반폐쇄성 지형의 여러 만(bay)들에 위치하는 연안성 수괴-F에서는 갈수기인 겨울철에도 낮은 수심과 느린 유속 등에 의해 기초생산력이 높으며, 이로인한 겨울철 영양염 고갈(depletion) 현상이 뚜렷하게 나타난다. 또한 남해 연안성 수괴와 대마난류 수괴사이에 연안전선이 발달하며, 이러한 전선은 직간접적으로 남해의 기초생산력을 조절하는 중요 환경요소로 작용할 것으로 예상된다. 결론적으로 연구해역은 계절적으로 다른 특성의 수괴의 수괴가 복합적으로 분포하며, 여름철의 수질환경과 일차 생태계는 크게 연안 염하구성 수괴와 저층의 냉수괴 발달 정도에 따라 변화할 것으로 예상되며, 겨울철에는 외양에서 유입되는 대마난류 수괴의 특성에 따라 지배될 것으로 분석된다. 또한 용존무기인이 잠재적 제한영양염으로 작용하는 서해 연안역과 달리 남해 연안역은 대부분 용존무기질소가 잠재적 제한영양염으로 작용하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 제한영양염의 차이는 서해와 남해 연안역이 서로 다른 환경과 다른 생태계 구조를 갖고 있음을 지시한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권5_3호
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• pp.1037-1051
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• 2020

최근 기후변화로 인해 강도가 높은 태풍의 빈도가 높아짐에 따라 태풍 예측의 중요성이 강조되고 있는 데, 태풍경로예측에 비해 태풍강도예측에 대한 연구는 미비한 상황이다. 이에 본 연구에서는 딥러닝 모델인 Multi-task learning (MTL) 기법을 활용하여 정지궤도기상위성을 활용한 관측자료와 수치예보모델을 융합한 실시간 추정 및 6시간, 12시간 후의 태풍강도예측 모델을 제안하고자 한다. 본 연구에서는 2011년에서 2016년까지 북서태평양에서 발생한 총 142개의 태풍을 대상으로 강도 예측 연구를 시행하였다. 한국 최초의 기상위성인 Communication, Ocean and Meteorological Satellite (COMS) Meteorological Imager (MI)를 활용하여 태풍의 관측영상을 추출하였고, National Center of Environmental Prediction (NCEP)에서 제공하는 Climate Forecast System version 2 (CFSv2)를 활용하여 6시간, 12시간 후의 태풍 주변 대기 및 해양 예측변수를 추출하였다. 본 연구에서는 각 입력자료의 활용성을 정량화 하기 위하여, 위성 기반 태풍관측영상만을 활용한 MTL 모델(Scheme 1)과 수치예보모델을 융합적으로 활용한 MTL 모델(Scheme 2)을 구축하고, 각 모델의 훈련 및 검증 성능을 정량적으로 비교하였다. 실시간 강도 추정의 결과 scheme 1과 scheme 2에서 비슷한 성능을 보이는 반면, 6시간, 12시간 후 태풍강도예측의 경우 scheme 2에서 각각 13%, 16% 개선된 결과를 보였다. 태풍 단계별 예측성능에 대한 분석을 시행한 결과, 저강도 태풍일수록 낮은 평균제곱근오차를 보인 반면, 대부분의 강도 단계에서 평균제곱근편차비는 30% 미만의 값을 보이며 유의미한 검증 결과를 보였다. 이에 본 연구에서 제시한 두가지 모델을 기반으로 2014년 발생한 태풍 HALONG의 시계열검증을 시행하였다. 그 결과, scheme 1의 경우 태풍 초기발달단계에서 태풍의 강도를 약 20 kts가량 과대 추정하는 경향을 보이는데, 환경예측자료를 융합한 scheme 2에서는 오차가 약 5 kts가량으로 과대 추정 경향이 줄어들었다. 본 연구에서 제시하는 현재, 6시간, 12시간 후 강도를 동시에 추출하는 MTL 모델은 Single-tasking model 대비 약 300%의 시간 효율을 보이며, 향후 신속한 태풍 예보 정보 추출에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 유기물자원화
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• 제30권4호
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• pp.5-13
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• 2022

현대의 환경문제는 다량의 폐기물의 발생과 무분별한 에너지의 소비로 인한 환경오염이 가속화 되고 있다는 것이다. 대표적인 에너지 생산 연료인 화석연료는 에너지를 생산하는 과정에서 연소가 이루어져 다량의 온실가스가 발생하고 최종적으로 기후변화를 야기한다. 또한 전 세계적으로 발생하는 폐기물의 양도 지속적으로 증가하고 있으며 처리하는 과정에서 환경오염이 발생하고 있다. 이와 같은 문제들을 동시에 해결하기 위한 방법 중 하나는 유기성 폐기물의 에너지화 및 감량화이다. 하수처리장에서 발생하는 하수슬러지는 해양매립이 전면 금지된 이후로 다양하게 처리되고 있으나, 그 발생량은 지속적으로 증가하는 추세이다. 하수슬러지는 유기물을 다량 함유하고 있어 혐기소화를 통하여 하수슬러지를 에너지화 하고 최종 배출되는 폐기물을 감량화 하는 것이 바람직하다. 하지만, 잉여슬러지의 경우 대부분이 하수처리에 이용되었던 미생물 덩어리로써 잉여슬러지가 혐기성소화 되기 위해서는 먼저 미생물의 세포벽이 파괴되어야 하는데 세포벽 파괴에는 많은 시간이 요구되기 때문에 혐기성 소화 과정만으로는 높은 바이오가스 생산율이나 폐기물 감량율을 달성할 수 없다. 따라서 잉여슬러지를 가용화하는 전처리 공정이 필요하며, 여러 가지 가용화 공법 중에서 열적 가용화 공정이 가장 효율적인 것으로 검증되었고, 혐기성소화 공정의 전처리 과정으로써 열적가용화 공정을 이용하여 잉여슬러지에 포함된 세포벽을 파괴한 후 전처리 된 잉여슬러지를 혐기성소화 함으로써 높은 바이오가스 생산율과 폐기물 감량율을 달성할 수 있다. 본 연구에서는 열적 가용화장치를 통하여 TS 10%의 농축 잉여슬러지를 전처리하는데 있어서 체류시간 및 운전온도 변수에 따른 가용화 특성에 대한 연구를 수행하였다. 열적 가용화장치의 체류시간에 대한 실험변수는 운전온도를 160 ℃로 고정한 상태에서 각각 30분, 60분, 90분, 120분이었다. 실험 결과로 도출된 TCOD와 SCOD를 통해 계산된 가용화율은 각각 12.11%, 20.52%, 28.62%, 31.40% 순으로 증가하였다. 또한, 운전온도에 따른 변수는 반응시간을 60분으로 고정한 상태에서 각각 120℃, 140℃, 160℃, 180℃, 200℃였으며 가용화율은 각각 7.14%, 14.52%, 20.52%, 40.72%, 57.85% 순으로 증가하였다. 이 외에 TS, VS, T-N, T-P, NH₄⁺-N, VFAs를 분석하여 농축 잉여슬러지를 대상으로 하는 열적 가용화 특성에 대한 평가를 수행 했으며, 그 결과 TS 10%의 농축 잉여슬러지에 대한 열적 가용화를 통하여 30% 이상의 가용화율을 얻기 위해서는 운전온도를 160℃로 고정할 경우 120분의 체류시간이 필요하며, 운전시간을 60분으로 고정할 경우 170℃ 이상의 운전온도가 요구되어 진다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제32권1호
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• pp.47-75
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• 2023

탄소국경조정제도(CBAM)를 입법 추진하는 EU에 비해, 미국의 탄소국경조정 정책화 관련 움직임은 아직 상대적으로 더디다. 그러나 최근에는 미국에서도 관련 법안이 제안되고 있고 연구기관을 중심으로 배출권거래제가 아니라 상류부문 탄소세를 도입하고 이에 기반한 탄소국경조정을 실시하는 방안에 대한 연구결과가 제시되고 있다. 따라서 본 연구에서는 이와 같은 형태의 상류부문 탄소세와 탄소국경조정을 국내에 도입했을 경우에 경제적·환경적 효과가 어떠할지에 대해서 살펴보았다. CO₂톤당 3만 원의 상류부문 탄소세가 국내 화석에너지 순 공급량에 적용될 경우, 예상 탄소세 수익은 약 22조 9,961억 원으로 2019년도 우리 정부의 총 세입 402조 원의 약 5.7%에 해당하는 수준이었다. 또한, 한국에서 온실가스 배출량이 가장 많으며 해외 수출물량도 적지 않은 철강부문의 에너지 수급현황을 토대로 산정한 철강부문의 이산화탄소 내재량은 1억 622만 톤CO₂이었다. 이 이산화탄소 내재량에 톤당 3만 원의 상류부문 탄소세가 그대로 철강부문의 생산원가에 전가되었다고 가정할 경우, 철강부문의 탄소세 부담은 약 3조 1,865억 원에 달할 것으로 추산되었다. 철강제품의 수출비중을 이용해 추산한 수출환급금 1조 1,599억 원을 공제하더라도 내수용 철강재에 대한 탄소세 순부담은 2조 266억 원에 달해 철강재의 가격상승요인으로 작용할 것으로 분석된다.

• 한국작물학회지
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• 제36권5호
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• pp.407-428
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• 1991

우리나라 동해안지대는 태백산맥이 동서로 뻗쳐있고 해안을 끼고있어 기후의 변화가 다양한 동시에 풍해를 입기 쉬운 환경에 놓여있다. 이지대에 풍해를 일으키는 바람의 종류는 태백산맥을 넘어오면서 휀(Fohn) 현상에 의해 상승기류된 고온건조한 편서풍에 의해 백수, 경업의 절상, 찰과상, 탈수해, 변색립, 탈립, 도복 등의 수분장해형풍해와 한냉다습한 오호츠크기단이 발달하면 냉조풍이 심하여 하계 저온현상이 일어나서 생육지연, 지경 및 영화의 퇴화, 등숙장해 등이 발생되어 동해안지대를 중심으로 전국에서 84,532M/T의 수량감소를 가져오는 큰 문제지역으로 대두되어 있다. 본논문은 우리나라 동해안지대의 냉조풍피해상습지 6,160ha에 대한 풍해경감대책을 수립코자 1982년부터 1989년까지 8개년간 경북 영덕, 울진지방에서 경북농촌진흥원과 영남작물시험장 영덕출장소에서 실시된 품종선발, 재배시기, 시비법개선, 농토배양, 방풍강설치 등의 시험성적들을 검토한 결과 몇가지 결과를 얻었기에 금후 이지대의 풍해경감대책 자료로 제공코자 한다. 1. 동해안냉조지대의 1954년부터 1989년까지 36년동안 강풍발생빈도는 8월 10일부터 9월 l0일 사이에 높아 이지역의 수도안전출수한계기는 8월10일 이전이 안전하다고 생각된다. 2. 이지대에 주로 풍해를 유발시키는 바람의 종류는 태백산맥을 넘어오면서 휀(Fohn) 현상에 의한 고온건조한 편서풍과 해양에서 내륙으로 부는 한냉다습한 냉조풍이었으며 도작기간중 발생 빈도는 각각 25%였다 3. 태풍내습의 위험시기(8월 10일～9월 10일)를 회피할수 있도록 출수기를 달리하는 3～4품종을 필지별로 접배하거나 유사시에 피해를 분산토록 하는 것이 제 1차적인 대책이 될 것이다. 4 동해안지대에서 수량생산기간(40일간)의 최적등숙온도(22.2$^{\circ}C$)와 최대기상생산력으로 본 최적출수기는 8월 10일이며, 이앙에서 출수기까지의 유효적산온도(GDD)를 이용한 최적이앙기는조생종이 6월 10일, 중생종이 5월 20일 만생종이 5월 10일 이었다. 5. 동해안냉조풍지대는 사질답(38%), 미숙답(28%)로써 저위생산답이 많고 지하수위가 높아 수직배수가 불량하여 답면수온이 낮아 요소비료는 분해가 잘 안되고 비효가 늦어서 생육지연 및 불임의 유발원인이 되고 특히 과용하면 도숙병을 격증시키게 되므로 유안을 시용하는 것이 효과적이다 6. 동해안냉조풍지대는 벼 생육초기에 답면수온이 낮아 인산가용성세균의 활동이 미약하여 토양환원작용이 발달하지 못하여 벼가 흡수 이용할 수 있는 가용성인산함량이 불량하므로 인산을 전량기비 또는 증시하는것보다 이앙후 30일에서 유수형성기에 추비하는것이 효과적이다. 7 이지대는 사질답(38%)이 많아 보통답이나 전질답에 비하여 풍해를 받아 숙색이 나쁘며 등숙이 저하되므로 규산퇴비, 산적토 등의 종합개량처리를 하면 효과가 크다. 8, 동해안냉조풍지대에 방풍강을 설치하면 풍속경감효과(30%)가 크고 기온, 지온, 수온 등의 미기상을 조절하는 효과가 있어 생육촉진, 백수 및 변색립 감소, 고엽방지, 미질향상, 수량증수등의 효과가 현저하였다. 9. 방풍강의 재료는 화학사로 된 방서강과 방오강이며 설치방법은 방서강을 포장둘레에 2m 높이로 치고 그 위에 방오강을 덮어 편서건조풍과 편동냉조풍을 동시에 방풍하여 20%의 증수효과가 있었으며 적정강목은 0.5$\times$0.5cm이고, 설치시기는 유수형성기(8월 1일) 전후였다. 10. 동해안냉조풍지대에서 태풍 통과직후 백수나 변색립발생시 논에 물을 깊게 관수함과 아울러 고성능청무기 등으로 지상부에 충분히 미수를 하면 임실비율 현미천립중 등이 향상되어 증수효과를 얻을 것으로 판단된다.