• 제목/요약/키워드: Carbon Budget

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FK KoFlux 관측지에서의 지역 규모 열 플럭스의 추정 : 타워 관측에서 MM5 중규모 모형까지 (Inferring Regional Scale Surface Heat Flux around FK KoFlux Site: From One Point Tower Measurement to MM5 Mesoscale Model)

  • Jinkyu Hong;Hee Choon Lee;Joon Kim;Baekjo Kim;Chonho Cho;Seongju Lee
    • 한국농림기상학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.138-149
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    • 2003
  • KoFlux는 생태계와 대기 사이에 교환되는 이산화탄소, 수증기 및 에너지에 대한 우리의 이해를 높이고, FLUXNET과 CEOP등의 지역, 대륙 및 전구 규모의 관측망에 기여하기 위해서 시작되었다. 그거나 한반도의 지형적 특성 때문에 KoFlux의 대부분의 플럭스 타워는 관측에 이상적이지 못한 장소에 위치하고 있다. 탄소 및 에너지 교환의 정량화를 위해서 뿐만 아니라 군락 규모에서 지역 규모로 확장하기 위해서는 관측과 모델링을 병용한 다양한 접근 방법의 적용이 필요하다. 본 연구에서는 지역 규모의 현열 플럭스를 추정하기 위해 타워 플럭스 관측, 대류 경계층(CBL) 수지 방법, MM5 중규모 모형, 그리고 NCAR/NCEP 재분석 자료의 네 가지의 방법을 사용하여 다양한 면적을 대표하는 현열 플럭스를 산출하여 비교하였다. 비록 제한된 짧은 기간의 자료를 사용하였으나, 예비 분석을 통하여 (1) 해남 농경지 플럭스 타워에서 관측된 현열 플럭스가 지표의 불균질성을 보였고, (2) CBL 수지 방법으로 얻어진 지역 규모의 현열 플럭스는 수평 이류 효과의 계산 방법에 따라 다른 결과를 보였으며, (3) MM5 중규모 모형은 타워 플럭스 관측 값과 아주 유사한 현열 값을 수치 모사하였다. 그러나 관측지의 불균질성과 두 방법이 대표하는 면적의 근본적인 차이를 고려할 때, 플럭스 발자국 분석, 지리정보 시스템 및 관측지의 위성 영상 분석에 근거한 타워 플럭스의 공간 대표성을 정량화하는 것이 시급한 것으로 나타났다.

해수 중 용존 이산화탄소 농도 증가가 두토막눈썹참갯지렁이(Perinereis aibuhitensis)의 세포내 에너지 할당에 미치는 영향 (Cellular Energy Allocation of a Marine Polychaete Species (Perinereis aibuhitensis) Exposed to Dissolving Carbon Dioxide in Seawater)

  • 문성대;이지혜;성찬경;최태섭;이규태;이정석;강성길
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.9-16
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    • 2013
  • 해수 중 용존 이산화탄소 농도 증가가 두토막눈썹참갯지렁이(Perinereis aibuhitensis)의 세포내 에너지 할당(CEA, cellular energy allocation)에 미치는 영향을 알아보고자 0.39(대조구=390 ppmv), 3.03 (=3,030 ppmv), 10.3 (=10,300 ppmv), 그리고 30.1 (=30,100 ppmv) mM의 이산화탄소 농도를 갖는 해수에 청충을 7일간 노출하여 세포 에너지와 세포 전자전달체계(ETS, electro transport system) 활성을 분석하였다. 실험생물의 지질, 당질, 그리고 단백질 함량과 ETS로부터 에너지 소비율을 계산하여 CEA를 산출한 결과 이산화탄소 농도가 증가함에 따라 CEA가 감소하였다. 지질의 경우 이산화탄소 농도가 증가 할수록 지질함량도 증가하였으며, 당질은 이산화탄소 농도가 3.03 mM인 실험구에서 가장 낮고 10.3 mM인 실험구에서 일부 증가하였으나 가장 높은 농도에서는 다시 감소하는 경향을 보였다. 단백질은 이산화탄소 농도가 3.03 mM인 실험구에서는 영향이 없었지만, 10.3 mM 이상의 농도에서부터 유의한 수준의 CEA 감소가 나타났다. 에너지 소비율은 이산화탄소 최고 농도에서만 유의한 증가 현상이 나타났지만, CEA는 대조구와 비교해 3.03 mM의 실험구부터 감소하였다. 이산화탄소는 해수중 pH를 낮추어 시험생물에 스트레스를 증가시키고, 세포내 에너지 할당변화에 영향을 미친 것으로 판단된다. 해산 갯지렁이를 이용한 CEA 평가결과는 대기 중 이산화탄소의 증가 또는 이산화탄소 저감을 위해 추진되고 있는 해양 지중저장사업 과정에서 누출된 이산화탄소의 해양생태계 위해성을 예측하는 자료로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

광릉 활엽수림에서 Community Land Model 3.5-Dynamic Global Vegetation Model의 평가 (Evaluation of Community Land Model version 3.5-Dynamic Global Vegetation Model over Deciduous Forest in Gwangneung, Korea)

  • 임희정;이영희;권효정
    • 한국농림기상학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.95-106
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    • 2010
  • 본 연구에서는 광릉의 활엽수림에서 관측된 생태자료들을 이용하여 CLM3.5-DGVM(Community Land Model 3.5-Dynamic Global Vegetation Model)의 탄소교환과정에 대한 모의능력을 평가하고 탄소수지를 계산하였다. 또한 식생 종의 구성과 식물계절학, 그리고 기후 변동성이 탄소수지에 미치는 영향을 조사하기 위하여 민감도 실험을 수행하였다. 모델의 식물계절학은 잎의 출현과 낙하의 시기를 잘 모의하지 못하였으며, 특히 낙엽은 관측보다 한달 이상 지연되어 생장기간을 과대모의 하였다. 모의된 최대 엽면적지수(leaf alea index, LAI)는 5.8이며 관측값(4.5)에 비해 과대모의 되었다. 과대 모의된 LAI는 광합성량과 잎의 자가영양호홉의 과대모의를 야기하였으며, 이를 통해 연간 총 일차 생산량(gross primary producing, GPP)과 생태 호흡량(ecosystem respiration, $R_e$)의 과대모의에 기여하였다. 관측과 모델간의 LAI의 차이에도 불구하고 모의된 식생 탄소 저장항의 크기는 관측 보고된 값과 유사하였다. 모델의 식물계절학함수를 사용하는 대신 관측된 PAI로부터 유도된 식물계절학을 사용하면 생육 기간이 감소함에 따라 GPP와 $R_e$의 과대 모의는 완화되었다. 하지만 관측 보고된 값과 비교할 때 여전히 큰 값을 보였다. 모의된 탄소수지는 식생 종의 구성에는 유의한 민감도를 가지지 않았다. 모델입력자료에 기후변동성의 고려 유무에 따른 평형상태의 탄소저장량의 차이는 10%이하로 낮았으며 기후변동성이 평형상태의 탄소저 장량에 미치는 영향은 유의할 수준이 아니라고 사료된다. 모델에서 모의된 GPP와 $R_e$의 1994년부터 2003년간의 연간 변동성은 연 평균 대기온도와 일사량에 의존하였다. 모델의 다른 문제점들에 관해서도 본문에서 논의되었다.

플럭스 타워 설치 유역을 대상으로 탄소수지 분석을 위한 위성영상자료기반의 CO2 정량화 연구 (Quantitative Study of CO2 based on Satellite Image for Carbon Budget on Flux Tower Watersheds)

  • 정충길;이용관;김성준;장철희
    • 한국농공학회논문집
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    • 제57권3호
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    • pp.109-120
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    • 2015
  • Spatial heterogeneous characteristics of solar radiation energy from Climate Change gives rise to energy imbalance in the general ecological system including water resources. This study is to estimate the $CO_2$ flux of South Korea using Terra MODIS image and to assess the reliability of MODIS data from the ground measured $CO_2$ flux by eddy covariance flux tower data at 3 locations (two at mixed forest area and one at rice paddy area). The MODIS Gross Primary Productivity (GPP) product (MOD17A2), 8-day composite at 1-km spatial resolution was adopted for the spatial $CO_2$ flux generation. The MOD17A2 data by noise like cloud and snow in a day were tried to fill by Inverse Distance Weighted (IDW) method from valid pixels and the damping effect of MOD17A2 data were corrected by Quality Control (QC) flag. The MODIS $CO_2$ flux was estimated as the sum of GPP and Re (ecosystem respiration) by Lloyd and Taylor method (1994). The determination coefficient ($R^2$) between MODIS $CO_2$ and flux tower $CO_2$ for 3 years (2011~2013) showed 0.55 and 0.60 in 2 mixed forests and 0.56 in rice paddy respectively. The $CO_2$ flux generally fluctuated showing minus values during summer rainy season (from July to August) and maintaining plus values for other periods. The MODIS $CO_2$ flux can be a useful information for extensive area, for example, as a reliable indicator on ecological circulation system.

Evaluation of sensitivity of soil respiration to temperature in different forest types and developmental stages of maturity using the incubation method

  • Lee, Eun-Hye;Suh, Sang-Uk;Lee, Chang-Seok;Lee, Jae-Seok
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제35권1호
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    • pp.1-7
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    • 2012
  • To calculate and predict soil carbon budget and cycle, it is important to understand the complex interrelationships involved in soil respiration rate (Rs). We attempted to reveal relationships between Rs and key environmental factors, such as soil temperature, using a laboratory incubation method. Soil samples were collected from mature deciduous (MD), mature coniferous (MC), immature deciduous (ID), and immature coniferous (IC) forests. Prior to measure, soils were pre-incubated for 3 days at $25^{\circ}C$ and 60% of maximum water holding capacity (WHC). Samples of gasses were collected with 0, 2, and 4 h interval after the beginning of the measurement at soil temperatures of 5, 15, 25, and $35^{\circ}C$ (at 60% WHC). Air samples were collected using a syringe attached to the cap of closed bottles that contained the soil samples. The $CO_2$ concentration of each gas sample was measured by gas chromatography. Rs was strongly correlated with soil temperature (r, 0.93 to 0.96; P < 0.001). For MD, MC, ID, and IC soils taken from 0-5 cm below the surface, exponential functions explained 90%, 82%, 92%, and 86% of the respective data plots. The temperature and Rs data for soil taken from 5-10 cm beneath the surface at MD, MC, ID, and IC sites also closely fit exponential functions, with 83%, 95%, 87%, and 89% of the data points, respectively, fitting an exponential curve. The soil organic content in mature forests was significantly higher than in soils from immature forests (P < 0.001 at 0-5 cm and P < 0.005 at 5-10 cm) and surface layer (P = 0.04 at 0-5 cm and P = 0.12). High soil organic matter content is clearly associated with high Rs, especially in the surface layer. We determined that the incubation method used in this study have the possibility for comprehending complex characteristic of Rs.

Encapsulation of OLEDs Using Multi-Layers Consisting of Digital CVD $Si_3N_4$ and C:N Films

  • 서정한;오재응;서상준
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.538-539
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    • 2013
  • 여러 장점으로 인해 OLED는 디스플레이 및 조명 등 적용분야가 넓어지고 있지만, 수분 및 산소에 취약하여 그 수명이 제한되는 단점이 있다. 이를 해결하고자 현재까지는 glass cap을 이용한 encapsulation 기술이 적용되고 있지만, flexible 기판에 적용하지 못하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하고자 여러 가지 thin film encapsulation 기술이 적용되고 있으나 보다 신뢰성이 높은 기술의 개발이 절실한 때이다. Encapsulation 무기 박막 물질로서 $Si_3N_4$ 박막은 PE-CVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등의 박막 증착법을 사용한 많은 연구가 진행되어, 저온에서의 좋은 품질의 박막 증착이 가능하지만, 100도 이하의 thermal budget을 갖는 OLED Encapsulation에 사용하기에는 충분하지 않았다. CVD 박막의 특성을 더욱 개선하기 위해 최근 ALD (Atomic Layer Deposition) 방법을 통한 $Al_2O_3$ film 증착 방법이 연구되고 있지만, 낮은 증착 속도로 인해 양산에 걸림돌이 되고 있다. 본 연구에서는 또 다른 해결책으로서 Digital CVD 방법을 이용한 양질의 $Si_3N_4$ 박막의 증착을 연구하였다. 이것은 ALD 증착법과 유사하며, 1st step에서 PECVD 방법으로 4~5 ${\AA}$의 얇은 silicon 박막을 증착하고, 2nd step에서 nitrogen plasma를 이용하여 질화 반응을 진행하고, 이러한 cycle을 원하는 두께가 될 때까지 반복적으로 진행된다. 이 때 1 cycle 당 증착속도는 7 ${\AA}$/cycle 정도였다. 최적의 증착 방법과 조건으로 기존의 CVD $Si_3N_4$ 박막 대비 1/5 이하로 pinhole을 최소화 할 수는 있지만 완벽하게 제거하기는 힘든 문제가 있고, 이를 해결하기 위한 개선을 위한 접근 방법이 필요하다고 판단하였다. 본 연구에서는 무기물 박막인 carbon nitride를 이용한 SiN/C:N multilayer 증착 연구를 진행하였다. Fig. 1은 CVD 조건으로 증착된 두께 750 nm SiN film에서 여러 층의 C:N film layer를 삽입했을 때, 38 시간의 85%/$85^{\circ}C$ 가속실험에 따라 OLED의 발광 사진이다. 그림에서 볼 수 있듯이 C:N 층을 삽입하고 또한 그 박막의 수가 증가함에 따라서 OLED에 대한 encapsulation 특성이 크게 개선됨을 확인할 수 있다.

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광릉 소유역의 수문 관측을 위한 전기비저항탐사 - 예비결과 (Electrical Resistivity Survey for Hydrologic Monitoring in the Gwang-neung Experimental Forest - Preliminary Results)

  • 최인혁;문상기;우남칠;김준
    • 한국농림기상학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.98-106
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    • 2005
  • 지하수는 복잡 경관에 위치한 광릉 산림 소유역의 물과 탄소 순환에 중요한 역할을 담당한다. 지하수가 지하 매질의 전기비저항(ER)에 크게 영향을 미치기 때문에, ER을 사용하여 지하수의 깊이와 지하 수분 함량을 조사할 수 있다. 따라서 최근 전기비저항 탐사를 통해 토양수분과 지하수 함양률, 수위변동을 측정하는 연구가 진행되고 있다. 정량적으로 적용할 수 있는 연구 결과가 나온다면 전기비저항 탐사가 다양한 시간과 공간규모의 물 수지의 닫힘을 확인하는 데에 중요한 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다. 본 논문에서는 광릉 산림 소유역에서 지하수의 역할을 규명하기 위해 설치될 지하수 관정의 정확한 깊이와 위치를 파악하고자 실시한 ER 현지 조사의 예비 결과를 제시하였다 앞으로의 연구는 유용성이 입증된 전기비저항 탐사와 더불어 GPR 탐사, 전자탐사, 탄성파 탐사 등의 복합 물리탐사와 GIS를 이용한 분석을 통해 더 정확한 지하구조의 정보와 지하수공 최적의 위치를 추정할 수 있을 것으로 보인다.

에어로졸의 광학 및 화학 특성 준실시간 모니터링을 통한 서울지역 시정 감쇄 분석 (Characteristics of Visibility Impairment by Semi-Continuous Optical and Chemical Property Monitoring of Aerosols in Seoul)

  • 박종성;박승명;송인호;신혜정;홍유덕
    • 한국대기환경학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.319-329
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    • 2015
  • The characteristics of aerosol light extinction were investigated by comparing measured and calculated extinction coefficient to understand the contribution of air pollutants on visibility impairment for data during 4 months (Jan~ April), 2014. The integrated nephelometer and aethalometer system were installed to measure the scattering and absorption coefficients of aerosol as well as BAM 1020, MARGA, semi-continuous OCEC analyzer, and online-XRF to calculate the extinction coefficient. The IMPROVE_2005 equation was used to determine the contributions of different chemical components on visibility impairment in $PM_{2.5}$ and $PM_{10}$ due to highest correlation with measured data. Sulfate, nitrate, and organic mass by carbon (OMC) of fine aerosol were the major contributors affecting on visibility impairment. Total contributions to light extinction were calculated as $631.0Mm^{-1}$ for the worst-case and $64.4Mm^{-1}$ for the best-case. The concentrations of aerosol component for the worst-case were 38.4 times and 45.5 times larger than those of the best-case for $(NH_4)_2SO_4$ and $NH_4NO_3$, respectively. At lower visibility condition, in which extinction coefficient was higher than $400Mm^{-1}$, extinction coefficient varied according to the relative humidity variation regardless of $PM_{2.5}$.

이러닝 표준화 로드맵 개발을 통한 정책 추진 전략 연구 (The Study on Strategy of Policy through Development of the e-learning Standardization Roadmap)

  • 최미애;조용상
    • 컴퓨터교육학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.77-90
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    • 2010
  • 이러닝 표준은 국가 주도의 정책 사업(사이버가정학습 & 디지털교과서)에 적용함으로써 엄청난 예산 절감 효과를 거둔 바 있으며, 중복 개발 방지를 통한 CO2 발생 감소에도 기여할 수 있어 최근 주목받고 있는 그린 패러다임에도 부합하는 분야이다. 특히, 21세기로 접어들어 융합 즉, 컨버전스가 화두로 떠오르며, 그 자체로써 교육과 기술의 융합인 이러닝 표준화 분야는 지속적인 성장이 이루어질 것으로 전망되고 있다. 따라서 본 연구는 이러닝 표준화 분야의 전문가들을 대상으로 델파이 조사를 실시하여 중장기(5개년) 로드맵을 개발함으로써, 향후 표준화 정책 추진을 위한 방향성 도출과 더불어 국제 표준에 대한 전략적인 대응 방안을 마련하고자 하는 목적으로 추진하였다. 아울러, 표준화에 대한 인식 제고를 통해 저변 확대 및 보급 활성화 기반을 조성하는데 기여하고자 하였다.

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Notes on the biomass expansion factors of Quercus mongolica and Quercus variabilis forests in Korea

  • Li, Xiaodong;Son, Yeong-Mo;Lee, Kyeong-Hak;Kim, Rae-Hyun;Yi, Myong-Jong;Son, Yo-Whan
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제35권3호
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    • pp.243-249
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    • 2012
  • Biomass expansion factors, which convert timber volume (or dry weight) to biomass, are used for estimating the forest biomass and accounting for the carbon budget at a regional or national scale. We estimated the biomass conversion and expansion factors (BCEF), biomass expansion factors (BEF), root to shoot ratio (R), and ecosystem biomass expansion factor (EBEF) for Quercus mongolica Fisch. and Quercus variabilis Bl. forests based on publications in Korea. The mean BCEF, BEF, and R for Q. mongolica was 1.0383 Mg/$m^3$ (N = 27; standard deviation [SD], 0.5515), 1.3572 (N = 27; SD, 0.1355), and 0.2017 (N = 32; SD, 0.0447), respectively. The mean BCEF, BEF, and R for Q. variabilis was 0.7164 Mg/$m^3$ (N = 17; SD, 0.3232), 1.2464 (N = 17; SD, 0.0823), and 0.1660 (N = 8; SD, 0.0632), respectively. The mean EBEF, as a simple method for estimating the ground vegetation biomass, was 1.0216 (N = 7; SD, 0.0232) for Q. mongolica forest ecosystems, and 1.0496 (N = 8; SD, 0.0725) for Q. variabilis forest ecosystems. The biomass expansion factor values in this study may be better estimates of forest biomass in Q. mongolica or Q. variabilis forests of Korea compared with the default values given by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).