• The Korean Journal of Ecology
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• 제27권4호
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• pp.245-256
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• 2004

Simple Biosphere model 2(SiB2)는 전구기후모형 (global climate model)의 지표면모형으로서 토양-식생-대기 사이의 에너지, 물 및 이산화탄소 교환을 모의한다. 특히 광합성-기공전도 하부모형을 포함하고 있어, 식물군락의 광합성과 기공개폐기작을 근거로 하여 이산화탄소 동화량 및 물의 증산량을 계산한다. 따라서 SiB2 수치실험 결과를 통해, 육상생태계에 있어서의 이산화탄소 순환, 물수지, 그리고 환경과 식물군락간의 상호관계를 분석할 수 있다. 본 종설은 일례로서 개량된 SiB2-Paddy를 이용하여, 다양한 식생 및 토지 이용을 보이는 태국 챠오플라야강 유역의 하천유출량 변화에 관한 연구를 소개한다. 이는 SiB2 수치실험결과가 지표면 식생의 차이에 따른 유출량의 변화를 예측 가능하며, 이를 통하여 육상생태계에 있어서 식생이 갖는 기능적인 측면을 연구하는데 적합한 모형임을 알 수 있었다. 그러나 SiB2모형을 이용하여 더욱 정확도 높은 육상 생태계 모의를 위해서는 토양호흡, 엽면적지수, 식물군락간 경쟁 그리고 뿌리의 분포를 고려한 토양수분 등을 모의할 수 있는 하부모형의 도입이 필요하다.

• 한국환경과학회지
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• 제5권4호
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• pp.429-440
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• 1996

A global carbon cycle model (GCCM), that incorporates interaction among the terrestrial biosphere, ocean, and atmosphere, was developed to study the carbon cycling aid global carbon budget, especially due to anthropogenic $CO_2$ emission. The model that is based on C, 13C and 14C mass balance, was calibrated with the observed $CO_2$ concentration, $\delta$13C and $\Delta$14C in the atmosphere, Δ14C in the soil, and $\Delta$14C in the ocean. Also, GCCM was constrained by the literature values of oceanic carbon uptake and CO, emissions from deforestation. Inputs (forcing functions in the model) were the C, 13C and 14C as $CO_2$ emissions from fossil fuel use, and 14C injection into the stratosphere by bomb-tests. The simulated annual carbon budget of 1980s due to anthropoRenic $CO_2$ shows that the global sources were 5.43 Gt-C/yr from fossil fuel use and 0.91 Gt-C/yr from deforestation, and the sinks were 3.29 Gt-C/yr in the atmosphere, 0.90 Gt-C/yr in the terrestrial biosphere and 2.15 Gt-C/yr in the ocean. The terrestrial biosphere is currently at zero net exchange with the atmosphere, but carbon is lost cia organic carbon runoff to the ocean. The model could be utilized for a variety of studies in $CO_2$ policy and management, climate modeling, $CO_2$ impacts, and crop models.

• 한국암석학회:학술대회논문집
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• 한국암석학회.한국광물학회 2000년도 공동학술발표회 논문집
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• pp.3-11
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• 2000

The earth environment consists of four spheres : geosphere, hydrosphere, atmosphere and biosphere. The geosphere consists mostly of minerals. It, however, contains some water and air in its shallow depth. Although hydrosphere and atmosphere consist predominantly of water and air, respectively, both contain some minerals. The biosphere consisting of various organisms is present in the interfaces of geosphere, hydrosphere and atmosphere. The natural environment of the earth is continuously changing by the interaction of four spheres. It suggests that out relevant environmental problems can not be revolved without understanding the natural relationship of these four spheres. Minerals in our environment are very important because they are the main constituent materials of the earth and they control our environment. The roles of minerals in our environment have not been understood even in the scientific society. Thus their roles have been neglected. Review of studies on the environmental mineralogy so far made at our laboratory and others show that minerals control the environment in various ways. Minerals neutralize the acid water as well as acid rain. Minerals in soils and rocks are major neutralizer of the acid rain. Salinization of sea water is attributed to the ionic substitution between minerals and sea water. Some minerals control the humidity of the air. Corals, the products of biomineralization, are the main carbon controller of the air. Minerals also adsorb heavy metals, organic pollutants and radioactive nuclides. Such remarkable functions for controlling the environment come from the mineral-water reaction and biomineralization. All these phenomena are subjects of the environmental mineralogy, a new field of earth science.

• 통합자연과학논문집
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• 제4권1호
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• pp.38-43
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• 2011

The recent global warming may be estimated to give lots of impacts to the human society and biosphere of influencing climate change included by the natural climate variations through the human activity which can directly and/or indirectly play a major role of total atmospheric composition overall. Therefore it currently appears evidences such as hot wave, typhoon, and biosphere disturbance, etc. over the several regions to be influenced by global warming due to increasing the concentration of greenhouse gases in the atmosphere through inducing forest destruction, fossil fuel combustion, greenhouse gases emission, etc. since industrial revolution era. Through the working group report of IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) for climate change was analyzed by the individual country's current status and figure out the important issues and problems related to the future trend of climate change science with advanced countries preparedness and research, In this study, the first working group report of IPCC focuses on those aspects of the current understanding of the physical science of climate change that are judged to be most relevant to policymakers. As this report was assessed and analyzed by including the progress of climate change science, the role of climate models and evolution in the treatment of uncertainties. This consists of the changes in atmospheric constituents(both aerosols and gases) that affect the radiative energy balance in the atmosphere and determine the Earth's climate, considering the interaction between biogeochemical cycles that affect atmospheric constituents and climate change, including aerosol/cloud interactions, the extensive range of observations snow available for the atmosphere and surface, for snow, ice, and frozen ground and for the oceans, respectively and changes in sea level, the paleoclimate perspective and assessment of evidence for past climate change and the extension, the ways in which physical processes are simulated in climate models and the evaluation of models against observed climate, the development plans and methods of improving expert and building manpower urgently and R&D fund expansion in detail for climate change science in Korea will be proposed.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제3권1호
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• pp.1-8
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• 2010

The purpose of this study was to analysis the 6th students' conceptions of the nature phenomenon focused on the systematic characteristics. For this study, 12 students of the 6th grades participated in special class for testing their conceptions about the water cycle in the earth system. And we analyzed the outcomes of students' conceptions based on SBF conceptual representation. The results indicate that most of the subjects perceived that the water cycle in earth system wasn't complex system maintaining its existence and functions as a whole through the interaction of its parts but simple system maintaining some actions between atmosphere and hydrosphere, geosphere, biosphere(biological world). And they didn't perceive the characteristics of the water cycle whose all parts must be presented the change of volume between vapor and water, glacier proposing the total hydro-volume are established in the earth system. Based on the results, it was suggested that the main goals of the schools' science education should be to provide students who understand the water cycle system as attaching importance to form with the skills needed to coherent understanding of the essential qualities for the nature phenomenon system.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권2호
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• pp.242-251
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• 2010

이 논문은 장기간에 걸쳐 논 생태계에서 측정된 이산화탄소와 메탄의 순교환량 과 이와 동시에 모니터링된 다양한 환경요소들과의 상관관계들을 살펴보고, 이들 플럭스와 환경 요소 및 생태계 요소들이 어떻게 교환된 이산화탄소와 메탄의 동위원소비에 영향을 미치는 지를 파악하고자 하였다. 생육기간 동안 관측된 이산화탄소 및 메탄의 순교환량은 는 담수기에는 각각 일사량과 토양온도의 변화에 따라 경시적인 변화를 보였으나, 낙수기를 전후해서는 토양에 저장되어 있던 가스들이 낙수 후 확산장벽이 사라짐으로 인해 급격히 대기 중으로 대량 방출되는 경향을 보였다. 이러한 플럭스의 변화는 토양 중에 저장되어 있는 이산화탄소와 메탄의 저장량 감소와 직접적으로 연결되었고, 이에 상응하는 순교환량 중 토양의 기여분 증가와 대기 중 이산화탄소 및 메탄의 농도 증가 및 동위원소비 변화가 관찰되었다. 이러한 변화는 환원상태에서 진행되는 메탄생성의 결과로, 기질인 이산화탄소는 상대적으로 무거운 $^{13}C$ 동위원소가 축적되는 반면, 생성물인 메탄은 가벼운 $^{12}C$ 동위원소가 축적되기 때문으로 판단된다. 따라서, 토양 유래 이산화탄소는 식물체 호흡 유래 이산화탄소와 구분되는 동위원소 특성을 지내게 된다. Keeling plot 혼합 모델로 추정된 이산화탄소와 메탄의 가스교환 동위원소 지문은 담수기와 낙수기에 걸쳐 매우 뚜렷한 변화를 보였으며, 그 변화 정도는 토양 중 가스 저장량, 교환된 플럭스의 크기 및 방향, 이동 경로, 부분적인 방출 이산화탄소의 재흡수도, 메탄의 산화정도 등에 의해 크게 달랐다. 본 연구의 결과들은 자연상태에서 관측된 플럭스와 결합된동위원소 기술이 생태계 내 다양한 가스 교환 메커니즘을 이해하는데 매우 유용한 도구가 될 수 있음을 보여주였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제2권3호
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• pp.80-86
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• 2000

에디 공분산 방법은 생태계와 대기간의 질량과 에너지 교환을 측정하는데 널리 사용되고 있다. 이 방법은 다른 미기상학적 방법과는 달리 많은 가정을 필요로 하지 않는 직접 측정으로서, 스칼라의 농도 변화를 측정하기 위해 고속 반응의 개회로 또는 폐회로 기기를 필요로 한다. 후자를 사용할 경우, 흡입된 공기가 관을 통과하면서 스칼라의 농도 변동의 감쇠가 일어난다. 이러한 관 감쇠 효과는 측정하고자 하는 난류 플럭스를 과소 평가하게 한다. 난류 흐름의 감쇠 효과를 정량화하기 위해서 개회로 기기와 폐회로 기기로 측정된 수증기 농도를 각각 분석하였다. 통계적 분석에 의하면, 폐회로 기기에서 얻어진 스펙트럼이 0.5 Hz 이상의 영역에서 개회로 기기에서 얻어진 스펙트럼과 서로 다름을 보였다. 낮에는 관 감쇠에 의한 수증기 플럭스의 손실이 5% 이내였으나, 밤에는 풍속이 작고, 난류의 강도가 약하여 플럭스 손실이 상대적으로 크게 나타났다. 이론적으로 계산된 플럭스 손실은 관측 결과와 고주파수 영역에서 약간의 차이를 보였는데, 이것은 수증기가 관의 벽과 상호 작용하면서 플럭스 측정에 영향을 주었기 때문인 것으로 추정된다. 결론적으로, 개회로나 폐회로기기 모두 5% 오차 내에서 수증기 플럭스 관측에 사용할 수 있다. 그러나 대기가 안정할 때는 플럭스 산출시 고주파수에서의 영향을 신중히 고려해 주어야 한다.