• 대한조선학회 특별논문집
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• 대한조선학회 2013년도 특별논문집
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• pp.66-72
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• 2013

The demand for an ice class ship is rising expected to rise according to the increase of energy consumption and the opening of arctic sea routes. Ice class ship should be designed to cope with the severe environmental conditions of arctic sea such as a high mechanical impact and abrasion damage, caused by pack ice, ice bergs and low temperature. The ice class ship hulls are coated with an anti-abrasion and low friction coating such as a solvent free epoxy or high solid-volume epoxy. These coatings require two-component heating pump and a high grade surface preparation. In this study, the coating performances for the arctic vessels, such as puncture absorbed energy, abrasive wear loss, friction coefficients and impact absorbed energy were evaluated. Based on this study, a proper coating performance specification for the arctic vessels was proposed and coating selection guideline in terms of coating performance and workability was also established.

• 대기
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• 제28권4호
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• pp.393-402
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• 2018

This study investigated future changes in the Arctic permafrost features and related biogeochemical alterations under global warming. The Community Land Model (CLM) with biogeochemistry (BGC) was run for the period 2005 to 2099 with projected future climate based on the Special Report on Emissions Scenarios (SRES) A2 scenario. Under global warming, over the Arctic land except for the permafrost region, the rise in soil temperature led to an increase in soil liquid and decrease in soil ice. Also, the Arctic ground obtained carbon dioxide from the atmosphere due to the increase in photosynthesis of vegetation. On the other hand, over the permafrost region, the microbial respiration was increased due to thawing permafrost, resulting in increased carbon dioxide emissions. Methane emissions associated with total water storage have increased over most of Arctic land, especially in the permafrost region. Methane releases were predicted to be greatly increased especially near the rivers and lakes associated with an increased chance of flooding. In conclusion, at the end of $21^{st}$ century, except for permafrost region, the Arctic ground is projected to be the sink of carbon dioxide, and only permafrost region the source of carbon dioxide. This study suggests that thawing permafrost can further to accelerate global warming significantly.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권6_1호
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• pp.901-915
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• 2017

최근 전지구적인 기후변화가 직/간접적으로 북극환경에 큰 변화를 야기하고 있다. 해양-대기의 상호적인 피드백 작용은 최근 막대한 양의 해빙면적 감소를 초래했으며, 북극 온난화 현상을 가속시켜 왔다. 이러한 현상들은 직/간접적으로 북극의 생-물리학적 상호관계에 영향을 주어 해양생태계에 많은 변화를 초래할 것으로 보고되었다. 본 연구는 북극환경변화에 대해 물리-생물학적인 현상의 변화 및 인자간의 관계성을 포괄적으로 이해하기 위해 수행되었다. 북극의 환경변화를 조사하기 위해 SeaWiFS 및 MODIS-Aqua에서 제공하는 클로로필 농도와 OISST의 표층수온, ECMWF ERA-Interim의 해빙농도 자료를 이용하였다. 연구기간은 1998년-2016년 여름이며 조사해역은 북위 $60^{\circ}$ 이상의 해역으로 제한하였다. 전체적으로 클로로필의 증가($0.15mg\;m^{-3}\;decade^{-1}$), 표층수온의 상승($0.43^{\circ}C\;decade^{-1}$), 해빙농도의 감소($-5.37%\;decade^{-1}$)를 보였으나 해역별로 차이를 나타냈다. 이들 인자간 상관성 분석에서 표층수온과 해빙농도간의 상관성은 전 해역에 걸쳐 강한 음의 상관관계(r=-0.76)를 보인 반면, 클로로필과 해빙농도의 관계는 자료의 한계성으로 인해 전체적으로 낮은 상관성($r={\pm}0.1$)을 나타내었다. 또한 표층수온과 클로로필의 상관성은 해역에 따라 편차를 보이나 약 ${\pm}0.6$의 상관성을 보였다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제18권4호
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• pp.787-813
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• 2009

최근 기후변화가 가장 큰 이슈로 부각되고 있는 가운데 북극의 해빙이 점차 줄어들고 있다는 점을 강조하고 있다. 이에 따라 세계적으로 화석연료를 줄이려는 정책적 움직임을 보이고 있다. 그런데 기후변화로 인한 북극의 해빙 감소를 천연가스 자원개발 측면에서 보면 예전에 비해 오히려 낮은 단위 비용으로 천연가스를 생산할 수 있는 기회를 만들어주고 있는 것이다. 본 논문은 이러한 양자 모순관계에서 북극의 천연가스에 대한 영유권을 갖고 있는 국가들은 어떠한 정책을 갖고 움직이고 있는지를 살펴보고자 하였다. 특히 북극에서 가장 많은 매장량을 갖고 있는 러시아의 북극에서의 천연가스 개발 정책이 향후 세계 천연가스시장에서의 수급에 미칠 영향이 상당할 것으로 분석되는 바, 이에 대한 국가적 대응책이 마련되어져야 할 것이다. 러시아가 2030~2040년대에 매장량이 풍부한 야말 반도에서 생산된 천연가스를 북극항로를 통해 액화천연가스(LNG) 수송선으로 수출하게 되면 세계 천연가스시장의 구조는 새로운 단계로 발전될 것이다. 왜냐하면 이러한 거래 형태는 이전의 천연가스 거래에 있어서 지리적 한계를 뛰어 넘을 뿐만 아니라 이제까지의 파이프라인 가스(PNG) 거래 중심에서 액화천연가스(LNG) 거래 중심으로 무게가 이동하기 때문이다. 한편 우리나라와 같이 북극에 대한 영유권을 갖고 있지 않은 중국이나 일본의 움직임을 살펴보면서 우리에게 주는 타산지석의 교훈을 얻고자 하는 것이다.

• ALGAE
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• 제31권1호
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• pp.61-72
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• 2016

Arctic microalgae thrive and support primary production in extremely cold environment. Three Arctic green microalgal strains collected from freshwater near Dasan Station in Ny-Alesund, Svalbard, Arctic, were analyzed to evaluate the optimal growth conditions and contents of fatty acids. The optimal growth temperature for KNF0022, KNF0024, and KNF0032 was between 4 and 8℃. Among the three microalgal strains, KNF0032 showed the maximal cell number of 1.6 × 107 cells mL^-1 at 4℃. The contents of fatty acids in microalgae biomass of KNF0022, KNF0024, and KNF0032 cultured for 75 days were 37.34, 73.25, and 144.35 mg g^-1 dry cell weight, respectively. The common fatty acid methyl esters (FAMEs) analyzed from Arctic green microalgae consisted of palmitic acid methyl ester (C16:0), 5,8,11-heptadecatrienoic acid methyl ester (C17:3), oleic acid methyl ester (C18:1), linoleic acid methyl ester (C18:2), and α-linolenic acid methyl ester (C18:3). KNF0022 had high levels of heptadecanoic acid methyl ester (26.58%) and heptadecatrienoic acid methyl ester (22.17% of the total FAMEs). In KNF0024 and KNF0032, more than 72.09% of the total FAMEs consisted of mono- and polyunsaturated fatty acids. Oleic acid methyl ester from KNF0032 was detected at a high level of 20.13% of the FAMEs. Arctic freshwater microalgae are able to increase the levels of polyunsaturated fatty acids under a wide range of growth temperatures and can also be used to produce valuable industrial materials.

• 한국해양공학회지
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• 제32권3호
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• pp.184-191
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• 2018

Recently, as sea ice in the Arctic has been decreasing due to global warming, it has become easier to develop oil and gas resources buried in the Arctic region. As a result, Russia, the United States, and other Arctic coastal states are increasingly interested in the development of oil and gas resources, and the demand for offshore structures to support Arctic sea resources development is expected to significantly increase. Since offshore structures operating in Arctic regions need to secure safety against various drifting ice conditions, the concept of an ice-strengthened design is introduced here, with a priority on calculation of ice load. Although research on the estimation of ice load has been carried out all over the world, most ice-load studies have been limited to estimating the ice load of the icebreaker in a non-oblique state. Meanwhile, in the case of Arctic offshore structures, although it is also necessary to estimate the ice load according to oblique angles, the overall research on this topic is insufficient. In this paper, we suggest algorithms for calculating the ice load of managed ice (pack ice, 100% concentration) in an oblique state, and discuss validity. The effect of oblique angle according to estimated ice load with various oblique angles was also analyzed, along with the impact of ship speed and ice thickness on ice load.

• Ocean and Polar Research
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• 제36권3호
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• pp.303-318
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• 2014

The rising global demand for energy resources may lead to greater interest in the Arctic region. Since it has various resources, such as oil and gas, and large potential as a strategic location in exploration and production (E&P), there is likely to occur island sovereignty issues between the five arctic costal states and other countries. While global warming has led to the opening of the Northeast Passage and the Northwest Passage, several obstacles may impede the development of this area such as the low temperature environment, infrastructure problems in a limited area, flow assurance, environmental regulations, etc. To overcome these problems, various techniques have been applied in the exploration, development, production, transportation, and environment fields and it seems to be made technical development in extreme environment. In this study, the E&P status of representative states and development technologies in the Arctic region have been summarized with regard to carrying out E&P related to drilling, development, production, and operation in oil and gas fields. Furthermore, environmental factors have been taken into account to enhance progress with regard to E&P and ensure sustainable development in the Arctic. On that basis, it will be possible to secure oil and gas field development, production technology and R&D infrastructure in the Arctic.

• 한국가스학회지
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• 제19권5호
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• pp.47-53
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• 2015

최근 극한지 자원에 대한 관심이 높아지면서 세계 각국에서 자원을 개발하려는 움직임을 보이고 있다. 대한민국도 이러한 정세에 맞춰 비교적 가까운 시베리아의 천연가스자원을 개발하기 위한 러시아와의 협상도 이루어진 상태이다. 그러나 극한지 에너지자원 개발 및 운송을 위해서는 국내환경과 상이한 극한지 건설기술 개발이 필수적이다. 극한지 가스배관의 경우 극저온의 환경에 따라 국내에서 볼 수 없는 외부환경중 하나인 동상융기의 영향을 받게 되는데 이에 맞는 새로운 유한요소해석모델이 필요하다. 본 연구에서는 유한요소해석을 활용하여 극한지 가스배관과 동상융기를 모델링하였다. 또한 이 모델에 극한지의 온도에 따른 토양 및 배관의 물성을 부가하고 frozen bulb의 영향을 실제 환경과 비교하여 해석을 진행하였으며, mohr-coulomb이론을 적용하여 동상융기에 따른 배관과 토양이 받는 응력 및 변위를 출력하여 분석하였다.

• 한국가스학회지
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• 제18권5호
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• pp.72-77
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• 2014

우리나라는 영구 동토지역이 존재하지 않는 기후적 특성으로 인해 건설수요가 없었지만, 최근 지구 온난화 현상으로 인하여 화석연료의 사용 보다 극한지 지역의 에너지 확보가 대두되고 있다. 이에 극한지 지역에서 사용하고 있지 못한 에너지 자원의 관심이 증가함에 따라 알레스카 및 시베리아의 천연가스의 개발이 필요성이 증대하고 있다. 이에 따라 극한지 지역에서 필요한 배관 설계 기술은 현재 국내에서 사용되고 있는 천연가스와 전혀 다른 환경에서 운용될 것이 예상되며, 이에 따른 설계 기초 자료가 필요하다. 그러므로 극한지 환경에서의 토양 물성에 따라 배관에 미치는 영향 분석이 필요하다. 현재 배관의 설계는 응력 기반으로 설계되어있지만 추후 변위를 기초하는 설계법이 필요하며, 우선적으로 이를 위한 영구동토층 및 활동층에 대한 영향 분석이 필요하다. 본 연구에서는 유한요소해석을 이용한 Thermal elasto-plastic analysis를 통해 활동층의 영향에 따른 배관의 응력 및 변위 측정을 알아보고자 한다.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제11권3호
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• pp.24-38
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• 2007

It is a very challenging work to design large Arctic LNG carrier, since LNG carrier requires high reliability for the structural safety and the environment of Arctic region is known to be very severe. Therefore, special attention should be paid for the verifying the structural safety of LNG career particularly with regard to LNG leakage. In this paper, the safety of the hull structure and cargo containment system of 208K MK $III^{TM}$ type LNG carriers with Arc4 is investigated based on the direct calculation of ice loads as well as wave loads. From the whole investigation, it is clear that the developed vessel - 208K MK $III^{TM}$ type LNG carrier with RMRS Ice class Arc4 - has enough strength and is safe to be operated in Arctic region.