• 제목/요약/키워드: Climate Optimum

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Effect of elevated pCO2 on thermal performance of Chattonella marina and Chattonella ovata (Raphidophyceae)

  • Lim, Myeong Hwan;Lee, Chung Hyeon;Min, Juhee;Lee, Hyun-Gwan;Kim, Kwang Young
    • ALGAE
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    • 제35권4호
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    • pp.375-388
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    • 2020
  • Ocean acidification and warming, identified as environmental concerns likely to be affected by climate change, are crucial determinants of algal growth. The ichthyotoxic raphidophytes Chattonella species are responsible for huge economic losses and environmental impact worldwide. In this study, we investigated the impact of CO2 on the thermal performance curves (TPCs) of Chattonella marina and Chattonella ovata grown under temperatures ranging from 13 to 34℃ under ambient pCO2 (350 μatm) and elevated pCO2 (950 μatm). TPCs were comparable between the species or even between pCO2 levels. With the exception of the critical thermal minimum (CTmin) for C. ovata, CTmin for C. marina and the thermal optimum (Topt) and critical thermal maximum (CTmax) for both species did not change with elevation of pCO2 levels. While CO2 enrichment increased the maximum photosynthetic rates (Pmax) up to 125% at the Totp of 30℃, specific growth rates were not significantly different under elevated pCO2 for the two species. Overall, C. ovata is likely to benefit from climate change, potentially widening its range of thermal tolerance limit in highly acidic waters and contributing to prolonged phenology of future phytoplankton assemblages in coastal waters.

Tropical red alga Compsopogon caeruleus: an indicator of thermally polluted waters of Europe in the context of temperature and oxygen requirements

  • Andrzej S., Rybak;Andrzej M., Woyda-Ploszczyca
    • ALGAE
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    • 제37권4호
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    • pp.301-316
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    • 2022
  • The red alga Compsopogon caeruleus can generally be found in tropical and subtropical waters worldwide. In addition to its natural habitats, this species may be found in waters that receive abnormally hot water, e.g., from powerhouses. To date, the presence of C. caeruleus has not been observed in thermally polluted lacustrine ecosystems in Poland, which has a moderate climate. The thalli of this red alga were found growing on Vallisneria spiralis in Lichenskie Lake. Importantly, this paper presents a previously unknown relationship between the temperature (20, 25, 30, 35, and 40℃) and oxygen requirements of C. caeruleus (based on ex situ measurements of O2 consumption by thalli). Surprisingly, 35℃ can be the optimum temperature for C. caeruleus, and this temperature is higher than the values reported by some previous thermal analyses by approximately 10℃. Additionally, we reviewed and mapped the distribution of this nonnative and mesophilic red alga in natural / seminatural water ecosystems in Europe. Finally, we propose that the occurrence of C. caeruleus mature thalli can be a novel, simple and easy-to-recognize bioindicator of artificially and permanently heated waters in moderate climate zones by a regular discharge of postindustrial water.

생육도일(GDDs)에 따른 '춘광' 봄배추의 적정 재배 작기 예측 (Estimation of Optimum Period for Spring Cultivation of 'Chunkwang' Chinese Cabbage Based on Growing Degree Days in Korea)

  • 위승환;송은영;오순자;손인창;이상규;이희주;문보흠;조영열
    • 한국농림기상학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.175-182
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    • 2018
  • 본 연구는 기온에 따른 봄배추 '춘광'의 재배 적기를 밝혀 농가에 적정 재배시기를 제공하기 위해서 수행되었다. 기온이 외기보다 $6^{\circ}C$까지 단계적으로 상승하도록 설계된 온도구배 터널을 3개의 구역(외기+$2^{\circ}C$, A; 외기+$4^{\circ}C$, B; 외기+$6^{\circ}C$, C)으로 나눈 후 작기(2017.3.6., 1차; 3.20., 2차; 4.3., 3차)에 걸쳐 정식하였다. 재배기간 동안의 생육도일(growing degree days, GDDs)은 1차 A, 1차 B, 2차 A, 1차 C, 2차 B, 3차 A, 2차 C, 3차 B, 3차 C 순으로 높았다. 구중은 1차 B, 1차 C, 2차 A 처리구에서 높게 나타나 처리간 높은 유의적 차이를 보였으나 생태적인 특성(엽수, 엽면적, 최대엽의 엽장 및 엽폭 등)은 차이가 없었다. 다만, 생육초기 $13^{\circ}C$ 이하의 저온에 감응하였던 결과로 1차 A 처리구에서 5.5%의 추대현상이 발생하였다. 또한 2차 C, 3차 A, B, 및 C 처리구에서 기온이 높아짐에 따라 각각 11.0, 5.5, 33.3, 및 44.4%의 속썩음 현상이 발생하였다. GDDs에 따른 배추 구중은 587 GDDs까지 증가하다 729 GDDs 이후에는 오히려 감소하였다. GDDs에 따른 배추 수량과 적정 재배시기 예측식에서 최대 기대수량은 정식 후 64일 기준 GDDs가 601일 때 16.3MT/10a이었다. 최대 수량의 95%(약 15.5MT/10a) 이상을 재배 적기로 설정할 때 적정 범위는 478~724 GDDs로 산출되었다. 재배적기 예측식의 검증 결과, 봄배추 주산지인 진도, 해남, 나주, 서산, 평택의 GDDs는 각각 634, 619, 666, 652, 및 719이었고, 예측식에서 산출된 범위(478~724 GDDs)에 포함되었다. 결과적으로 봄배추의 재배 최적기는 예측식의 최대값인 수확기준 601 GDDs이며 적정 범위는 호냉성인 온도 특성을 감안하여 478~724 GDDs인 것으로 판단된다.

비선형회귀 분석을 통한 난지형 마늘의 적지기준 설정연구 (Setting Criteria of Suitable Site for Southern-type Garlic Using Non-linear Regression Model)

  • 최원준;김용석;심교문;허지나;조세라;강민구
    • 한국농림기상학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.366-373
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    • 2021
  • 본 연구는 현장관측자료의 분석을 통해 현장데이터 기반 생육적온 분석 및 재배적지 분석 기준을 제시하고자 하였다. 연구에 활용된 현장 데이터는 고흥, 남해, 신안, 창녕, 해남 등 5개 지역의 난지형 마늘 생산량데이터를 구득하였으며, 관측소별 관측값을 역거리 가중법(Inverse Distance Weighted)를 통해 지역내 농경지 기온데이터를 추출하였다. 데이터 분석에 활용된 기간은 2010년부터 2019년까지 10년간 데이터를 활용하였다. 조사된 생산량과 기온의 국소(Kernel)회귀분석을 통해 생육적온을 분석하였으며, 대역폭에 따라 0.8(18.781℃), 0.9(18.930℃), 1.0(19.542℃), 1.1(20.165℃), 1.2(21.042℃)이었다. 생육적온의 검증 및 재배적지 기준 적용을 위해 온도반응모델을 진행하였다. 분석된 생육적온과 생산량데이터 간의 회귀 분석 및 상관 분석을 수행결과 결정계수(R2)는 0.325~0.438로 분석되었으며, 상관관계 분석에서는 유의 확률 0.001 수준에서 상관계수 0.57~0.66로 분석되었다. 전체적으로 대역폭이 증가함에 따라 결정 계수가 더 높아졌으나 대역폭 1.0을 제외한 모든 대역폭에서는 편향된 결과로 일부 데이터가 모델에 크게 영향을 주는 것으로 나타났다. 이에 비선형분석을 통해 모든 데이터가 평이하게 반영된 모델인 대역폭 1.0이 본 연구 목적에 적합한 것으로 분석되었다.

온도에 따른 난지형 마늘 출현 모형 (A Simple Emergence Model of Southern Type Garlic Based on Temperature)

  • 문경환;최경산;손인창;송은영;오순자
    • 한국농림기상학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.343-348
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    • 2014
  • 일 평균기온을 이용하여 난지형 마늘의 출현시기와 출현율을 일별로 예측하는 동적 모형을 개발하였다. 난지형 마늘은 최적온도인 $12.7^{\circ}C$보다 증가하면서 출현율과 출현속도가 감소하였다. 일 평균기온을 입력하여 난지형 마늘의 일별 출현속도를 예측할 수 있는 베타함수와, 출현속도를 누적하여 마늘 출현율의 변화를 예측하는 비선형 모형을 개발하였다. 개발된 모형으로 생장상의 실험결과를 잘 설명할 수 있었다. 모형을 재배기간 온도조건이 다른 온도구배터널에 적용해본 결과 온도구배터널 재배 마늘의 출현시기와 출현율을 비교적 잘 예측할 수 있었다. 그러나 노지 포장에서는 모형에서는 출현시기가 실제 관측된 것보다 5일 정도 빠를 것으로 예측되어 토양수분 등 온도이외의 다른 요인을 반영할 수 있도록 모형의 개선이 필요하였다.

Simulated Annealing 휴리스틱 기법을 이용한 임분탄소 최적화 프로그램의 개발 (Development of forest carbon optimization program using simulated annealing heuristic algorithm)

  • 전어진;김영환;박지훈;김만필
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제18권12호
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    • pp.197-205
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    • 2013
  • 본 연구에서는 동적 임분 생장모델과 Simulated Annealing 휴리스틱 기법을 적용하여 최적의 산림시업체계를 도출하기 위한 임분탄소최적화 프로그램을 개발하였다. SA 휴리스틱 알고리즘은 다양한 경영목표를 다룰 때 비교적 짧은 시간 내에 만족할만한 수준의 경영안을 제공할 수 있는 최적화 기법으로서, 더 이상 최적해를 찾지 못하고 목표 값이 어떤 일정한 값(Local Optimum)에 계속 머무는 현상을 해결하기 위해 열균형 테스트를 이용하고 있다. 열균형 테스트에 적용되는 온도저감율 파라미터 값이 최적화 프로세스의 목적함수 값과 반복횟수에 미치는 영향을 분석하기 위해 본 연구에서는 온도저감율에 따른 민감도 분석을 실시하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 기존의 산림경영에 주로 적용되고 있는 시업체계(베이스라인), 목재수확량 최대와 탄소저장량 최대의 3가지 산림시업 시나리오에 대해 비교 분석을 한 결과, 목재수확량 최대를 목표로 한 시나리오가 3개 시나리오 가운데 목재수확량이 가장 높은 것으로 나타났으며, 또한 탄소저장량을 최대로 하는 시나리오가 탄소저장량이 가장 높은 것으로 나타나, 본 연구에서 개발된 프로그램이 최적화된 결과를 도출하는 것으로 판단됐다. 온도저감율 파라미터 값에 대한 민감도 분석에서는 온도저감율에 따라 목적함수의 최적 값과 최적화 프로세스 반복횟수가 뚜렷한 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 개발된 임분탄소 최적화 프로그램은 앞으로 우리나라 산림의 탄소 최적화 시업체계 개발에 활용 될 것으로 기대된다.

해수면 변동으로 본 한반도 홀로세(Holocene) 기후변화 (Holocene climate characteristics in Korean Peninsula with the special reference to sea level changes)

  • 황상일;윤순옥
    • 한국지형학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.235-246
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    • 2011
  • 해안충적평야에서 얻은 연대측정 자료와 미화석 연구 결과 및 퇴적상을 통해 복원된 홀로세 해수면변동 곡선은 기후변화의 내용을 포함하고 있다. 6,000~5,000년 전은 '해진극상기'이며 '기후최적기'로서 중부유럽에서 여름기온은 현재보다 2~3℃ 더 높았다. 당시의 한반도 해수면은 현재보다 0.8~1.0m 더 높았으며, 현재보다 더 온난하였을 것으로 추정된다. 특히 한반도에서는 2,000~1,800년 전에 해수면이 현재보다 1.1~1.3m 더 높은 수준에 도달하였으며, 기후최적기에 버금가는 정도로 온난하였을 가능성이 있다. '서브보레알'에는 중부 유럽의 기온이 현재보다 2~3℃ 더 낮았음에도 불구하고, 이 시기 우리나라의 해수면은 현재보다 높았다. 홀로세 중기 이후 해수면이 가장 낮았던 2,300년 전 경에도 현재와 유사한 고도에 있었다. 이와 같은 사실에서 볼 때, 한반도에서 복원된 해수면변동 곡선은 한랭한 시기의 기후환경을 정확하게 반영하지 않은 것으로 생각된다.

A Study of Optimizing Cathodic Protection in Comparison of Design Methodologies

  • Choi, Young-Kwan;Choi, Sang-Yule;Shin, Myong-Chul
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제24권11호
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    • pp.23-29
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    • 2010
  • The principal factor determining an optimum design method for cathodic protection is finding the protection current for preventing the corrosion of existing, already laid pipe. Some factors currently used to test designs include the sizes and lengths of pipes, soil resistivity, and the coating damage rate. We believe this method and current formulae are not optimum due to the uncertainty of determining the coating damage rate and the corrosion protection current's density. This paper analyzes the amount of protection current obtained by performing a temporary current test using data describing existing laid pipe. We then propose determining the corrosion protection current by using the temporary current test after modifying the formula. In addition, we suggest a way to choose optimized cathodic protection and the process of design by executing the design and taking account of such factors as a site condition of 34km-long non-protected water supply pipe lines (stages I and II) in ${\bigcirc}{\bigcirc}$ region, climate, interferences, and durability.

코깅토크 저감을 위한 최적 극호비를 갖는 영구자석형 풍력발전기의 설계 (Design of Permanent Magnet Type Wind Power Generators for Cogging Torque Reduction with Optimum Pole Arc Pitch Ratio)

  • 장석명;김진순;고경진;최장영;윤기갑
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 춘계학술대회 논문집 에너지변화시스템부문
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    • pp.38-40
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    • 2009
  • In order to achieve a gearless construction of the wind energy conversion system(WECS), a low-speed generator should be used. Of the various candidate machine types, radial-field, multi-pole, permanent magnet, synchronous machines may be used for low-speed applications. So, this paper deals with the design of direct-coupled, multi-pole radial field machines with permanent magnet(PM) excitation for wind power applications for cogging torque reduction through the determination of optimum pole arc/pitch ratio. On the basis of an equivalent magnetic circuit method(EMCM) and a space harmonic method(SHM), an initial design is performed considering restricted conditions. And then, a detailed design is made using a non-linear finite element analyses(FEA). Finally, test results concerning generating characteristics are given to confirm the validation of the design.

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단경기 아스파라거스 생산을 위한 적정 가온시기 구명 (Determination of Optimum Heating Date for Off-Season Production of Asparagus (Asparagus officinalis L.))

  • 성기철;김천환;이진수;엄영철;문두경
    • 생물환경조절학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.276-280
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    • 2012
  • 국내 아스파라거스 생산의 단경기인 12월 생산을 위한 가온시기를 구명코자 수행하였으며 '그린타워' 품종 16~19개월 된 근주를 사용하였다. 가온시기는 2004년 10월 25일부터 2005년 1월 20일 까지 15일 간격으로 7처리로 하였으며 수확시기, 수확량과 품질을 비교하였다. 맹아소요일은 가온시기가 늦어짐에 따라 길어져 12월 30일 가온구에서 52일 로 가장 길게 소요되었으며 이후 점차 짧아졌다. 10월 25일 가온시 11월 7일부터 수확이 가능하였으며, 11월 15일과 11월 30일에 가온할 경우 각각 12월 수확이 가능하였고, 12월 15일 이후 가온 할 경우 1월 상순 이후에 수확이 가능하였다. 주당 순수, 순중 및 총 수량은 휴면이 타파된 1월 10일 이후에 가온하는 처리에서 크게 증가되었다. 그러나 12월 수확을 위해서는 11월 15일에 가온 하는 것이 총수량 및 상품수량에서 각각 607kg/10a와 386kg/10a으로 10월 25일 가온하는 193kg/10a에 비하여 크게 증가되었다. 이상의 결과 제주에서 하우스 재배시 12월 생산을 위한 적정 가온시기는 수량과 품질면에서 11월 15일이 바람직할 것으로 판단되었다.