• 대한원격탐사학회지
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• 제38권5_3호
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• pp.967-977
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• 2022

산불의 발생과 강도는 기후 변화로 인하여 증가하고 있다. 산불 연기에 의한 배출가스 대기질과 온실 효과에 영향을 미치는 주요 원인 중 하나로 인식되고 있다. 산불 연기의 효과적인 탐지를 위해서는 위성 산출물과 기계학습의 활용이 필수적이다. 현재까지 산불 연기 탐지에 대한 연구는 구름 식별의 어려움 및 모호한 경계 기준 등으로 인한 어려움이 존재하였다. 본 연구는 우리나라 환경위성 센서인 Geostationary Environment Monitoring Spectrometer (GEMS)의 Level 1, Level 2 자료와 기계학습을 이용한 산불 연기 탐지를 목적으로 한다. 2022년 3월 강원도 산불을 사례로 선정하여 산불 연기 레이블 영상을 생성하고, 랜덤 포레스트 모델에 GEMS Level 1 및 Level 2 자료를 투입하여 연기 픽셀 분류 모델링을 수행하였다. 훈련된 모델에서 입력변수의 중요도는 Aerosol Optical Depth (AOD), 380 nm 및 340 nm의 복사휘도 차, Ultra-Violet Aerosol Index (UVAI), Visible Aerosol Index (VisAI), Single Scattering Albedo (SSA), 포름알데히드, 이산화질소, 380 nm 복사휘도, 340 nm 복사휘도의 순서로 나타났다. 또한 2,704개 픽셀에 대한 산불 연기 확률(0≤p≤1) 추정에서 Mean Bias Error (MBE)는 -0.002, Mean Absolute Error (MAE)는 0.026, Root Mean Square Error (RMSE)는 0.087, Correlation Coefficient (CC)는 0.981의 정확도를 보였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제22권3호
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• pp.57-68
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• 2017

이어도 종합해양과학기지(IORS, Ieodo Ocean Research Station) 주변 해역은 시 공간적으로 해양 환경 변화가 심하여, 해양-대기교환 과정을 비롯하여 해양 생태계와 기후 변화 연구에 필수적인 해수면온도(SST, Sea surface temperature) 자료의 지속적인 측정이 요구되는 해역이다. 본 연구에서는 이어도 종합해양과학기지에 열적외선 센서를 이용하여 해수면온도 연속 관측이 가능한 시스템을 구축하였다. 자동 대기 보정 및 해양 조건에 따른 방사율 계산이 가능한 해수면온도 추출 알고리즘을 개발하였고, 현장측정 해수면온도 자료와의 비교 및 검증을 통해 정확도를 평가하였다. 2015년 5월 17일부터 26일, 그리고 2016년 7월 15일부터 18일까지 기지에 체류하는 동안 열적외선 관측 시스템으로 측정된 해수면온도와 기지 부착 CT (Conductivity-Temperature) 및 튜브 부착 수온 센서들을 이용하여 현장에서 측정된 해수면온도 시계열을 비교하여 상호상관계수0.72-0.85, 평균제곱근 편차 $0.37-0.90^{\circ}C$의 정확도를 얻었다. 이 시스템은 이어도 종합해양과학기지뿐만 아니라 신안 가거초 및 옹진 소청초 등의 다른 종합해양과학기지에도 쉽게 구축이 가능한 시스템으로써 향후 발사될 인공위성의 해수면온도 산출알고리즘 개발의 테스트사이트나 검보정사이트로 활용될 수 있을 것으로 기대할 수 있다.

• 청정기술
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• 제17권4호
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• pp.379-388
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• 2011

본 연구는 공단지역의 대기 시료를 이용하여 다환방향족 탄화수소(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)의 농도수준, 분포특성 및 생체 중 농도에 관하여 조사하였다. 시료는 공단지역 및 주변지역 4개 지점에서 채취하였으며, 지역적 특성에 따라 다환방향족 탄화수소(PAHs) 농도의 변화를 다음 결과에 나타내었다. 공단지역의 대기 중 다환방향족탄화수소화합물 (PAHs)의 평균농도 수준은 $14.52{\sim}193.48ng/m^3$로 조사되었다. 발암가능물질 6종 PAHcarc.의 평균농도 수준은 $1.65{\sim}13.44ng/m^3$로 나타났다. 농도 수준은 대체적으로 낮았지만 제철동지점은 지속적인 관심이 필요한 지역으로 조사되었다. 모든 지점의 대기 시료에서 벤조(a)피렌(Benzo(a)pyrene)의 검출이 확인되었으나 농도는 높지 않았다. 그러나 제철동 지점에서 벤조(a)피렌(Benzo(a)pyrene)의 농도는 $2.89ng/m^3$로 유럽연합(EU)의 기준($1ng/m^3$)을 초과하는 것으로 나타났다. 직접노출군 240명의 전혈 중 다환방향족탄화수소화합물(PAHs) 농도수준을 조사한 결과, 남자의 경우 $1.12{\sim}11.45ng/m^3$, 여자의 경우 $1.20{\sim}26.89ng/m^3$로 조사되었다. 성별에 따른 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 고령자의 혈중 다환방향족탄화수소화합물(PAHs) 농도가 높게 나타나 생체 축적성을 예측할 수 있었다. 본 연구결과 공단지역 및 주변지역은 다환방향족탄화수소 화합물(PAHs) 및 환경오염물질의 영향을 받고 있는 지역으로 공단지역에 대한 환경오염물질 원인배출원에 대한 감시체계의 보완, 집중관리, 지역 주민의 건강 보호를 위하여 보건 환경성질환에 영향을 미치는 위해인자 및 오염물질을 원천적으로 저감하는 작업이 지속적으로 수행되어야 할 시점이다.

• 한국대기환경학회지
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• 제32권2호
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• pp.216-232
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• 2016

In present, the Seoul City is undergoing traffic congestion problems caused by rapid urbanization and population growth. Thus the City government has reorganized the mass transportation system since 2004 and the subway has become a very important means for public transit. Since the subway system is typically a closed environment, the indoor air quality issues have often raised by the public. Especially since a huge amount of PM (particulate matter) is emitted from ground tunnels passing through the subway train, it is now necessary to assess the characteristics and behaviors of fine PM inside the tunnel. In this study, the concentration patterns of $PM_1$, $PM_{2.5}$, and $PM_{10}$ in the Seoul subway line-2 were analyzed by real-time measurement during winter (Jan 13, 2015) and summer (Aug 7, 2015). The line-2 consisting of 51 stations is the most busy circular line in Seoul having the railway of 60.2 km length. The the one-day average $PM_{10}$ concentrations were $148{\mu}g/m^3$ in winter and $66.3{\mu}g/m^3$ in summer and $PM_{2.5}$ concentrations were $118{\mu}g/m^3$ and $58.5{\mu}g/m^3$, respectively. The $PM_{2.5}/PM_{10}$ ratio in the underground tunnel was lower than the outdoor ratio and also the ratio in summer is higher than in winter. Further the study examined structural types of underground subsections to explain the patterns of elevated PM concentrations in the line-2. The subsections showing high PM concentration have longer track, shorter curvature radius, and farther from the outdoor stations. We also estimated the outdoor PM concentrations near each station by a spatial statistical analysis using the $PM_{10}$ data obtained from the 40 Seoul Monitoring Sites, and further we calculated $PM_{2.5}/PM_{10}$ and $PM_1/PM_{10}$ mass ratios near the outdoor subway stations by using our observed outdoor $PM_1$, $PM_{2.5}$, and $PM_{10}$ data. Finally, we could develop pollution maps for outdoor $PM_1$ and $PM_{2.5}$ near the line-2 by using the kriging method in spatial analysis. This methodology may help to utilize existing $PM_{10}$ database when managing and control fine particle problems in Korea.

• 한국지구과학회지
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• 제44권1호
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• pp.62-78
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• 2023

본 연구는 과학전람회에 출품된 지구과학 부문 탐구주제를 분석하여 학교에서 이루어지는 지구과학 탐구활동을 살펴봄으로써 지구과학 출품작 중 주제 특성을 파악하는 데 기여하는 데 목적을 지닌다. 이를 위해 과학전람회 누리집에 게시된 지구과학 부문 출품작 중 2000년부터 2020년까지 21년 동안 다루어진 자료 총 566점을 대상으로 하였으며, 분석틀을 기준으로 언어네트워크를 분석하였다. 그 결과 지구과학 출품 작품으로 지질과학이 가장 활발하게 탐구가 이루어졌다. 특히, 층서/퇴적/화석/지사학 영역과 관련된 중생대 백악기 시대의 화석이 주를 이루었다. 이들과 함께 천문 및 우주과학, 대기과학 영역에 해당하는 핵심어가 작은 규모의 네트워크를 이루고 있었다. 천문 및 우주과학은 주로 태양과 달, 지구를 주제로 갖는 태양 흑점, 달 위상 등 탐구활동에서 소행성, 금성과 목성과 같은 태양계 구성 천체의 역학적 특징에 대해 다루고 있었다. 대기과학은 대기물리를 중심으로 대기 관측/분석기술, 대기역학, 대기질감시 등에 대해 다루어졌으며, 해양과학은 물리해양학과 지질해양학 등에 관해 탐구가 제한적으로 이루어진 것으로 나타났다. 본 연구를 바탕으로 학교 현장에서 지구과학 탐구주제를 선정하고 탐구활동을 수행하는 데 도움이 되기를 기대한다.

• 벤처혁신연구
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• 제5권2호
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• pp.85-99
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• 2022

시판되고 있는 실험용 및 산업용 건조기는 일반 드라이오븐, 열풍 순환 건조기, 진공건조기, 동결건조기 등으로 구분되고 기능, 크기 및 용량 등에 따라 그 종류도 다양하다. 그러나 제품의 품질 제어 및 성능 개선을 위해 중요한 요소인 수분측정이 적용되지 않아 현재는 건조 종료 후 임의로 중량을 칭량하기 때문에 매우 수동적이다. 일반적으로 수분을 측정하기 위한 방법은 직접적인 측정법과 간접적인 측정법으로 구분되고 수분 분리 전.후의 질량 또는 부피 변화와 같은 직접적인 측정법이 주로 이용된다. 상대적으로 열전도도, 마이크로파 등과 같은 간접적인 측정법은 측정 장비를 활용하기 때문에 적용이 제한적이다. 본 연구에서는 오픈소스 기반의 아두이노를 이용하여 비교적 손쉽게 수분측정 시스템을 설계하여 외부 환경요인에 영향 받지 않고 수분 변화량 및 무게 변화를 실시간으로 모니터링 하였다. 구체적으로 수분 민감도 물질 및 식품 건조에 적합한 60℃와 80℃에서 작동할 수 있는 온.습도 및 로드셀 측정 센서를 건조기 내부에 패키징하여 각종 변화량을 측정하였다. 또한 바나나, 배, 톱밥의 유기 시료를 이용한 반복적인 실험을 통해서도 건조시간 및 온도에 따른 증발율 변화와 로드셀 측정값에 있어 안정적인 응답특성을 나타냄으로써 성능 안전성을 확보할 수 있었다. 향후 온.습도 범위의 확대와 CFD(Computational Fluid Dynamics) 프로그램과의 비교 분석을 통해 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국환경보건학회지
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• 제50권1호
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• pp.16-24
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• 2024

Background: Indoor PM_2.5 concentrations in residential houses can be affected by various factors depending on the season. This is because not only do the climate characteristics depend on the season, but the activity patterns of occupants are also different. Objectives: The purpose of this study is to compare factors affecting indoor PM_2.5 concentrations in apartments and detached houses in Daegu according to seasonal changes. Methods: This study included 20 households in Daegu, South Korea. The study was conducted during the summer (from July 10 to August 10, 2023) and the autumn (from September 11 to October 9, 2023). A sensor-based instrument for PM_2.5 levels was installed in the living room of each residence, and measurements were taken continuously for 24 hours at intervals of one minute during the measurement period. Based on the air quality monitoring system data in Daegu, outdoor PM_2.5 concentrations were estimated using ordinary kriging (OK) in Python. In addition, the indoor activities of the occupants were investigated using a time-activity pattern diary. The affecting factors of indoor PM_2.5 concentration were analyzed using multiple regression analysis. Results: Indoor and outdoor PM_2.5 concentrations of the residences during summer were 15.27±11.09 ㎍/m³ and 11.52±7.56 ㎍/m³, respectively. Indoor and outdoor PM_2.5 concentrations during autumn were 13.82±9.61 ㎍/m³ and 9.57±5.50 ㎍/m³, respectively. The PM_2.5 concentrations were higher in summer compared to autumn both indoors and outdoors. The primary factor affecting indoor PM_2.5 concentration in summer was occupant activity. On the other hand, during the autumn season, the primary affecting factor was outdoor PM_2.5 concentration. Conclusions: Indoor PM_2.5 concentration in residential houses is affected by occupant activity such as the inflow of outdoor PM_2.5 concentration, cooking, and cleaning, as found in previous studies. However, it was revealed that there were differences depending on the season.

• 대한환경공학회지
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• 제22권6호
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• pp.1159-1170
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• 2000

여러 가지 대기오염물질을 규제대상으로 지정하여 대기중으로 방출되는 대기오염물질에 대한 적절한 처리와 방지를 통하여 대기질을 개선하는 작업이 필요하다. 특히 도시지역의 경우 이들 오염물질 중 시정의 악화, 인체보건학상 급 만성 장애를 초래하며, 재산상의 피해를 주는 분진 에 대해 최근 관심이 모아지고 있다. 이러한 분진의 농도 중가에 따른 피해를 저감시키기 위해서 는, 먼지의 농도 특성 자료에 근거한 적절한 통제전략을 수립할 필요가 있다. 이러한 배경에서 본 연구는 부산지역의 도시분진 오염도에 대한 적절한 관리를 위해 부산지역의 대기중 $PM_{2.5}$의 질량농도 및 수용성 음이온성분($Cl^-$, $NO_3{^-}$, $SO_4{^{2-}}$)의 농도 특성을 $PM_{10}$의 경우와 대비하여 비교 평가하였다. 시료채취기간은 1999년 5월부터 1999년 11월까지이며, 각 38회의 $PM_{2.5}$ 및 $PM_{10}$의 시료를 채취하여, 그 질량농도와 수용성 음이온성분 ($Cl^-$, $NO_3{^-}$, $SO_4{^{2-}}$) 의 농도 특성을 분석하였다. $PM_{2.5}$의 전체기간동안 평균농도는 $35.016{\mu}g/m^3$으로 산정되었으며, $PM_{10}$ 평균농도 ($50.293{\mu}g/m^3$)에 대한 $PM_{2.5}$의 질량농도비 평균은 0.692로 산정되었다. $PM_{2.5}$ 중 수용성 음이온성분의 전체평균농도는 각각 $1.581(Cl^-)$, $3.690(NO_3{^-})$ 그리고 $12.825(SO_4{^{2-}}){\mu}g/m^3$으로 나타났으며, $PM_{10}$은 각각 $2.471(Cl^-)$, $5.819(NO_3{^-})$ 그리고 $14.414(SO_4{^{2-}}){\mu}g/m^3$으로 나타났다. 각 성분들간의 상관분석을 시행한 결과, $PM_{2.5}$와 $PM_{10}$ 질량농도의 상관성은 0.945로 상당히 높은 상관관계를 나타내었다. $PM_{2.5}$ 질량농도와 각 성분들간에는 $Cl^-$(0.025), $NO_3{^-}$(0.788), 그리고 $PM_{10}$ 질량농도와는 $Cl^-$(-0.019), $NO_3{^-}$(0.806), 그리고 $SO_4{^{2-}}$)(0.535)의 상관성을 나타내었다.

• 한국식품과학회지
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• 제42권4호
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• pp.494-501
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• 2010

영 유아용 식품에 주로 사용되는 원료에 대한 미생물 오염도를 조사한 결과, 총 10종(n=20)의 원료 중 B. cereus가 검출된 원료는 2종(n=4, 20%) 이었고, $1.02{\pm}1.36\;\log\;CFU/g$으로 나타났으며, B. cereus가 검출된 원료로는 organic brown rice powder(C사)와 mixed orgarnic vegetable powder(C사) 이었다. 미생물이 검출되지 않거나 낮게 검출된 원료는 제조공정에 살균, 분무건조, 팽화 및 압출 등의 열처리 공정이 있었다. 각 원료에 대한 일반세균수를 알아보기 위해 10종(n=20) 검사결과 4종(n=8) 검출(40%)되었으며, $3.21{\pm}3.64\log\;CFU/g$으로 나타났다. 원료에서 분리한 미생물 분포를 조사한 결과 총 11종이 분리 되었으며, 분리된 일반세균 중 76%를 차지하는 우점종은 S. paucimobilis, P. fluorescens, R. radiobactor, St. maltophilia 순으로 나타났다. 본 연구에서는 영 유아식의 미생물 안전성 확보를 위해 원료 생산공정에 살균 등의 열처리 공정이 필요하며, 미생물에 오염된 원료를 사용할 경우에도 생산공정에 드럼건조(drum surface temperature: $100-135^{\circ}C$), 분무건조(inlet air temperature: $135-204^{\circ}C$), 살균(pasteurization, UHT $130-150^{\circ}C$/1-4 sec), 미생물 저감화 방안의 제조공정을 거쳐 생산된 제품은 일반세균, 대장균군, B. cereus가 검출되지 않아 안전한 제품의 생산이 가능하였다. 또한, 영 유아용 식품을 제조할 경우 명확한 살균조건을 설정하고, 공정품의 품질평가를 거쳐야만 제품의 안전성을 확보할 수 있을 것으로 보인다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권5_1호
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• pp.679-692
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• 2020

본 연구에서는 CFD 모델을 WRF-Chem 모델과 결합(WRF-CFD 모델)하였고, 서울 영등포구에 소재한 건물 밀집 지역에서 흐름과 일산화탄소(carbon monoxide, CO) 분포 특성을 조사하였다. 이를 위하여, 자동기상관측소에서 측정한 풍속, 풍향과 도시대기측정소에서 측정한 CO 농도를 이용하여 수치 모의 결과를 검증하였다. AWS 510 지점에서는 남풍과 남서풍 계열 바람이 측정되었고, 야간 시간 보다는 주간 시간에 높은 풍속이 측정되었다. WRF-Chem 모델은 주로 동남동풍에서 서남서풍 계열의 바람을 수치 모의하였고, 측정 풍속을 과대 모의하였다. WRF-CFD 모델이 수치 모의한 풍향은 WRF-Chem 모델 풍향에 대한 의존도가 높았고, 측정 풍속을 상대적으로 잘 수치 모의하였다. 통계적 검증 지수에 대한 목표 값과 추천 범위를 고려하였을 때, WRF-CFD 모델이 WRF-Chem 모델에 비해 측정 풍속을 통계적으로 더 현실적으로 수치 모의하였다. WRF-Chem 모델은 측정 CO 농도를 크게 과소 모의하였고, WRF-CFD 모델은 CO 농도 예측을 개선하였다. 통계적 검증 결과를 종합한 결과, WRF-CFD 모델은 도시 지역에 복잡하게 분포한 건물과 이동 오염원을 고려함으로써 CO 농도 예측 성능을 개선하였다. 5월 22일 04시에는 AQMS가 위치한 지역에는 하강류가 존재하고, 상층으로부터 비교적 낮은 농도의 CO가 유입되면서 주변 지역에 비해 낮은 농도가 수치 모의되었다. 5월 22일 15시에는 AQMS 측정 지점에 약한 상승류가 형성되었고, 이에 따라 주변보다 다소 높은 CO 농도가 나타났다. WRF-CFD 모델은 상승류에 의해 도로의 이동 오염원으로부터 배출된 CO를 AQMS 측정 고도까지 수송하여, 결과적으로, 측정 CO 농도를 잘 재현한 것으로 판단된다. 5월 22일 18시 사례는 CO 배출량 증가, 상승류 발생 지역 증가, 풍속 증가로 인한 지면 근처의 난류운동에너지 생성 증가에 따른 난류 확산 증가 등으로 인해 전체적으로 높은 CO 농도가 수치 모의되었다. AQMS 지점에서는 하강류가 수치 모의되었지만, 풍상측에 형성된 고농도의 CO 밴드로 인해 WRF-CFD 모델은 측정 CO 농도를 과대 모의하였다.