• 한국수자원학회논문집
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• 제46권2호
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• pp.111-122
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• 2013

최근 들어 기후변화로 인해 물과 에너지 순환에 관한 정확한 이해가 요구되고 있다. 현재 미기상학적 플럭스 타워 네트워크는 수문학적, 생태학적 분석에 있어서 주춧돌역할을 하고 있다. 하지만 플럭스 타워의 에디공분산 방법을 활용한 잠열 플럭스 측정은 여러 가정사항에 따른 시스템적 오류를 내포하고 있고 이에 따라 과소평가된 잠열 플럭스 원시자료의 보정이 필요하다. 몇몇의 보정방법 중 보엔비를 활용한 방법이 가장 유용한 방법 중 하나로서 여기에는 플럭스타워에서 측정한 순 복사에너지 및 기타 플럭스(현열, 지열) 등이 요구되며 이러한 자료에 대한 정확한 측정 및 검증이 필요하다. 본 연구에서는 설마천, 청미천 유역의 플럭스타워에서 측정된 순 복사에너지를 검증하기 위해 두 가지 형태의 이론적으로 계산된 순 복사에너지와의 비교검증을 실시하였다-(1) FAO 56 기반의 일평균 순 복사에너지 (2) Bastiaansen (1995)가 제안한 순간 순 복사에너지. 본 연구의 결과는 플럭스타워에서 측정된 순 복사에너지는 이론적으로 계산된 순 복사에너지와 상당히 비슷한 경향성을 보인다는 것을 제시했다. 또한, 측정된 순 복사에너지를 이용하여 관측된 잠열플럭스를 보엔비 보정방법에 적용시킨 결과 에너지수지에 더욱 부합하는 것을 알 수 있었다.

• 한국지구과학회지
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• 제30권6호
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• pp.709-720
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• 2009

보수성 포장재가 지표면 열수지와 중규모 순환장에 미치는 영향을 파악하기 위하여 수치실험과 야외 관측을 실시하였다. 수치실험에 이용된 모형은 LCM(Local Circulation Model)이며, 야외 관측은 대기가 안정되어 날씨가 맑은 2007년 7월 19일 실시되었다. 야외 관측실험에서 보수성 포장재 지표면 온도의 최대치는 1430 LST에서 $41.2^{\circ}C$이고, 보수성 재료가 도포되어 있지 않은 일반 아스팔트보다 $16.1^{\circ}C$ 낮게 관측되었다. 수치실험에서는 증발효율 0.3을 가정한 case BET03에서 관측과 가장 유사한 값을 나타내었다. 이때 현열과 잠열플럭스는 각각 227 와 229 $W/m^2$이다. 수치실험 결과, 보수성 포장재는 낮은 지표면 온도, 혼합고와 관련된 잠열플럭스를 높이는 경향이 나타난다. 보수성 포장재에 의한 잠열플럭스의 불연속은 교외풍과 같은 중규모 순환장의 발달을 강화시키는 역할을 한다.

• 청정기술
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• 제20권4호
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• pp.383-389
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• 2014

이산화탄소 흡수공정은 대규모의 이산화탄소를 처리하는데 유리하지만, 다량의 흡수액을 재생하는데 필요한 현열과 증발열로 인한 에너지 비용 상승이 단점으로 지적되고 있다. 이를 극복하기 위해 이산화탄소를 흡수한 탄산칼륨 흡수액을 냉각 결정화시켜, 다량의 물로부터 이산화탄소가 많이 포함된 중탄산칼륨 결정을 선택적으로 분리할 수 있다. 본 연구에서는 이산화탄소 분리효율을 높이기 위해 입체 장애 알카놀아민 첨가제를 도입하여, 이들이 중탄산칼륨 연속식 결정화에 미치는 영향에 대해 살펴보았다. 결정의 석출량은 2-아미노-2-메틸-1-프로판올(2-amino-2-methyl-1-propanol, AMP), 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올(2-amino-2-methyl-1,3-propanediol, AMPD), 2-아미노-2-히드록시메틸-1,3-프로판디올(2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol, AHPD)의 순서로 증가하였으며, 반용매로 작용하는 첨가제들의 히드록실기 개수와 관계가 있는 것으로 나타났다. 탄소 핵자기공명분광 분석 결과, 첨가제들은 입체 장애 효과에 의해 중탄산 이온의 생성을 유도하고 과포화도를 상승시킨 것으로 나타났다. 또한, 첨가제들은 과포화도 상승을 통해 평균 입도와 결정 성장 속도를 증가시키는 것으로 나타났다. 입체 장애 알카놀아민 첨가제는 중탄산칼륨 결정화를 촉진함으로써, 물로부터 이산화탄소의 분리효율을 향상시키고 재생에너지를 저감시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제12권1호
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• pp.23-32
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• 2006

동계 서해에서 해황과 기상인자와의 상호 관련성에 대해서 조사하였다. 수온의 수평분포는 수심이 얕은 연악역이 외해역보다 저수온으로 12월과 2월사이에 외해역에서 $3^{\circ}C$, 연안역에서는 $6^{\circ}C$ 정도의 큰 수온 하강을 보였다. 염분의 분포는 북쪽해역이 연안역과 남쪽해역보다 저농도를 보였다. 또한, 하계에 남북방향으로 형성되었던 등염선이 동계에는 북서에서 남동 방향으로 형성한다. 한국 서해연안의 기온과 연안의 표층수온 사이에는 기온이 상승하면 수온이 상승하고 기온이 하강하면 수온도 하강하는 정의 상관관계를 보인다. 서해 외해의 표층수온은 잠열속과 현열속에 의한 해양에서의 방출열량과 역의 상관관계를 보인다. 동계 서해 연안지역 기온과 연안역 표층염분과의 관계는 기온이 상승하면 연안역의 염분이 증가하고, 수온이 하강하면 염분이 낮아지는 정의 상관관계를 보인다. 또한 서해의 하계($6{\sim}9$월) 강수량은 10월과 12월보다 다음해 동계 2월의 염분분포에 크게 영향을 미치고 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권1호
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• pp.25-35
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• 2014

본 연구는 TOPLATS 지표해석모형의 물수지와 에너지수지 해석에 따른 수문기상성분 비교를 통해 그 적용성을 평가하는데 목적이 있다. 대상지역은 낙동강유역을 선정하였으며 2003~2012년에 대해 1시간, 1 km의 고해상도 수문기상성분을 산출하였다. 안동댐과 합천댐유역의 관측 일/월단위 댐유입량과 모의유량 비교하여 두 유역의 모의치가 관측값과 유사함을 보였다. 또한 C3와 C4지점의 에너지성분에 대한 Diurnally 분석을 수행한 결과 에너지수지 해석에 따른 순복사량, 현열, 잠열의 일중 변화패턴이 물수지 결과에 비해 정확도가 높은 것으로 나타났다. 특히 C4지점의 순복사량과 잠열의 평균제곱근 오차는 각각 22.18 $W/m^2$와 7.27 $W/m^2$로 매우 낮게 나타났다. 여름철과 겨울철의 계절평균 토양수분과 증발산량은 각각 36.80%, 33.08%와 222.40 mm, 59.95 mm로 산정되었다. 이상의 결과로부터 고해상도의 수문기상성분 모의 시 에너지수지 해석방법을 이용하는 것이 더 합리적인 것으로 판단되며 본 연구 결과는 공간수문기상정보를 활용한 홍수 및 가뭄 등의 재해기상 감시 및 예측에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제18권4호
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• pp.348-356
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• 2016

본 연구는 국내 사과원 생태계에 대한 $CO_2$ 및 에너지(현열, 잠열) 플럭스를 에디공분산 기법으로 정량화하고 이들의 계절적 변화를 분석하였다. 2006년 국내 사과원 생태계의 누적 NEE는 $-396.9g\;C\;m^{-2}$으로, 유사한 환경 조건에서 수행된 이탈리아의 사과원 생태계의 NEE ($-380.0g\;C\;m^{-2}$)와 아주 비슷한 것으로 분석되었다. 또한 양국의 사과원 생태계에서 일 최대 NEE는 6월 하순에 관측되었다. 다만, 국내 장마기간에 해당되는 7월의 NEE는 양국의 과수원 생태계에서 다른 양상을 나타내었다. 이와 같이 과수원 생태계와 같은 집약적으로 관리되는 생태시스템에서도 NEE의 변화가 관개 등 영농활동에 의해서 큰 영향을 받지만, 기온, 강수량 등 환경조건에도 영향을 많이 받는 것으로 조사되었다. 국내 사과원 생태계의 탄소 흡수능력에 대한 보다 정확한 평가를 위해서는 3년 이상의 장기적인 플럭스 자료를 토대로 추가적인 연구가 요구되며, 상호 검증과 탄소수지 평가를 위해서는 챔버방식의 생태학적 접근도 추가로 필요할 것이다.

• 한국환경농학회지
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• 제23권4호
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• pp.264-271
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• 2004

University of Virginia Mesoscale Model (UVMM)을 이용하여 지표면의 특성 존 지표면 거칠기, 지표면 습도 Albedo 등이 지표면의 온도 또는 지표면 열수지에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 나아가 실제의 기상조건 하에서의 분석을 위하여 2001년 5월 4일과 8월 29일을 택하여 기상요소들을 산정 하였으며 각각의 경우 도시지면 대신 농경지로 이용시의 대기냉각효과를 수치계산 및 분석을 하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 본 모델의 알베도에 대한 민감도는 알베도가 10% 감소하면 일 최고온도가 약 $2^{\circ}C$씩 높아지는 것을 알 수 있으며, 설원 등의 특별한 경우를 제외하면 일반적으로 지면특성에 따라 $10{\sim}25%$의 범위에서 변한다고 하면 약 $2{\sim}3^{\circ}C$ 정도의 지면온도 차이를 가져온다고 볼 수 있다. 2. 지면의 거칠기와 지표면 온도 변화를 비교하면 지면의 거칠기의 증가는 바람의 속도를 줄이고 그로 인하여 현열과 잠열을 통한 대기 중으로의 열전달이 줄어 지면온도의 상승을 가져올 것으로 사료되며, 농경지의 지면의 거칠기라고 할 수 있는 10cm에서 대도시의 지면의 거칠기로 볼 수 있는 200 cm로 증가할 때 일 최고지면온도를 기준으로 약 $5^{\circ}C$의 차이를 보여 주었다. 3. 일사량이 최대인 오후 $1{\sim}2$시경에 도시지역이 농경지지역에 비하여 현저하게 높은 온도를 보여 주었다. 이는 바람속도의 감소로 열의 이류가 적은 점과 지면의 습도 차이로 도시지역에서 잠열로 인한 열의 방출이 작은 점 그리고 지면특성에 따라 비열, 지면으로의 열전도의 차이 등이 복합적으로 작용한 결과로 사료되며 본 연구의 모델이 이를 잘 수치모사를 해주고 있음을 보여주고 있다. 4. 농경지 발생 잡초의 생태적 특성을 고려한 경제적 가치분석결과 초종간 차이가 있었으며 $411{\sim}861$원 정도의 경제적 가치가 있는 것으로 밝혀졌다.

• 터널과지하공간
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• 제23권3호
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• pp.241-259
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• 2013

충전층을 이용한 열에너지저장 시스템은 자갈이나 콘크리트와 같은 열저장매질과 공기나 오일과 같은 열전달유체를 이용하여 현열에너지를 저장하는 방식으로서, 저장매질의 경제성과 화학적 안정성, 시스템 구축의 용이성 등 많은 장점이 갖는다. 본 연구에서는 충전층을 이용한 열에너지저장 기술에 대하여 개략적으로 소개하고, 이러한 열에너지저장소의 에너지 수지와 성능 효율을 분석하기 위한 수치 모델을 제시하였다. 유한차분법을 이용하여 저장소 내 1차원 비정상 열전달 해석을 수행하였으며, 반복적인 주입과 토출에 따른 충전층의 온도분포와 외부로의 손실 에너지를 계산하였다. 해석모델은 AA-CAES(advanced adiabatic compressed air energy storage)와 연계된 고온의 열에너지저장시스템으로 저장소가 지하암반 내에 위치하는 경우와 지상에 위치하는 경우를 모사하고, 성능효율 및 열손실률을 비교 분석하였다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2008년도 춘계학술발표회
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• pp.185-189
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• 2008

동계 한반도의 기후에 큰 영향을 미치는 한랭 건조한 대륙성고기압이 서해를 거쳐 한반도의 확장해 올 때 서해 연안지역의 적설량과 서해의 해황이 어떻게 상호 영향을 미치는가를 알아보았다. 서해 연안지역의 적설량은 인천은 1월, 2월과 12월, 군산과 목포는 1월, 12월과 2월 순으로 적설량이 많다. 한랭 건조한 대륙기단의 중심이 서해를 통과하는 경우가, 서해를 통과하지 않는 경우보다 인천지역에서는 약 3.4배, 군산에서는 약 2.3배 정도를 해양으로부터 많은 열을 흡수한다. 또한, 서해 연안지역에서 1일 10 cm 이상의 대설이 발생한 기간에는 잠열속과 현열속에 의한 방출열량이 약 $100W/m^2$ 이상이다. 대설이 발생한 시기의 기압배치는 중국 북부 지방이나 중부 지방에 고기압이 위치하고, 동해상이나 일본 열도상에 저기압이 존재하여 서해 또는 한반도에서 전선이 형성되는 서고동저형의 특징을 보인다. 한편, 대설이 발생한 기간동안 서해 연안지역의 풍향은 북풍 또는 북서풍이 우세하고, 풍속은 $4\sim8m/sec$ 정도이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.456-463
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• 2019

가축 사육 시설 내부의 온도, 습도 등과 같은 미기상 요소는 환기, 냉방, 난방, 단열, 가축의 현열 및 잠열과 같은 에너지 발생 등 다양한 요소의 복합적인 영향을 받는다. 본 연구에서는 위와 같은 다양한 변수에 따른 시설 내부의 에너지 흐름 및 기작을 구현하기 위하여 BES 수치해석 기법을 활용하였다. BES 수치해석 모델 및 THI 지수 개념을 이용하여 국내 주요 지역별 가금 사육 시설 내부의 고온 스트레스 발생 정도를 정량적으로 산정하고자 하였다. 또한, 최근 동물복지 사육이슈에 따라, 현행 기준 및 동물복지를 고려한 사육 밀도 적용 시, 시설 내부의 THI 지수를 비교 분석하였으며, 그 결과, 환절기 시기의 경우 사육밀도 감소에 따른 유의한 고온 스트레스 감소 효과가 도출되었으나(p<0.05), 하절기의 경우 큰 차이를 보이지 않아(p>0.05) 지역별 적정 냉방시설의 설비 마련이 시급한 것으로 나타났다. 전라북도 익산시의 경우, 사육밀도 감소에 따라 고온 스트레스 발생 시간 기준, 총 252시간의 이득이 있는 것으로 산출되었다.