• 제목/요약/키워드: Earth′s surface environment

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Global environment change monitoring using the next generation satellite sensor, SGLI/GCOM-C

  • HONDA Yoshiaki
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2005년도 Proceedings of ISRS 2005
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    • pp.11-13
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    • 2005
  • The Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) concluded that many collective observations gave a aspect of a global warming and other changes in the climate system. Future earth observation using satellite data should monitor global climate change, and should contribute to social benefits. Especially, human activities has given the big impacts to earth environment This is a very complex affair, and nature itself also impacts the clouds, namely the seasonal variations. JAXA (former NASDA) has the plan of the Global Change Observation Mission (GCOM) for monitoring of global environmental change. SGLI (Second Generation GLI) onboard GCOM-C (Climate) satellite, which is one of this mission, is an optical sensor from Near-UV to TIR. This sensor is the GLI follow-on sensor, which has the various new characteristics. Polarized/multi-directional channels and 250m resolution channels are the unique characteristics on this sensor. This sensor can be contributed to clarification of coastal change in sea surface. This paper shows the introduction of the unique aspects and characteristics of the next generation satellite sensor, SGLIIGCOM-C, and shows the preliminary research for this sensor.

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인공위성 센서 MOPITT를 이용한 일산화탄소 모니터링: 자료처리 및 응용 (Monitoring of Carbon Monoxide using MOPITT: Data Processing and Applications)

  • 최성득;장윤석
    • 한국대기환경학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.940-953
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    • 2006
  • The major source of carbon monoxide (CO) at the Earth's surface is the incomplete combustion of biomass and fossil fuels. Because the global lifetime of CO is about two months, it can be used as a tracer for pollution from anthropogenic activities and biomass hurtling. In this paper, we introduced the principle and algorithm of the Measurement of Pollution in the Troposphere (MOPITT) instrument for global CO monitoring. The MOPITT instrument, which was launched on the Satellite Terra in 1999, measures CO column and mixing ratio based on gas correlation radiometry. CO levels can be determined by a retrieval algorithm based on the maximum likelihood method minimizing the difference between observed and modeled radiances. MOPITT level 2 data (HDF format) can be downloaded through the Earth Observing System (EOS) data gateway of NASA. ASCII files of CO parameters can be extracted from HDF files, and then temporal and spatial distributions can be obtained. Finally, we showed an example of CO monitoring in April 2000. The locations of forest fires and distribution of MOPITT CO clearly indicated that not only anthropogenic emissions but also forest fires play an important role in CO levels and global CO distribution. Our introduction to MOPITT and the example of MOPITT data interpretation would be helpful for scientists who want to use the EOS data.

삼림파괴로 인한 미기후 환경변화에 관한 관측적 연구 (An Observational Study on the Change of Micro-meteorological Environment due to Deforestation)

  • 임정섭;이부용;김해동;김학윤;황수진
    • 한국지구과학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.185-195
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    • 2009
  • 이 연구의 목적은 삼림파괴로 유발되는 몇 가지 기상학적 요소의 변화를 관측을 통해서 조사하였다. 이 연구를 위해서 기상관측 장치를 숲이 파괴된 곳과 숲이 보존되어 있는 곳에 설치하여 1년간(2006. 12.-2007. 12) 연속 관측하였다. 이 후로 숲이 파괴된 지점을 point 1 그리고 숲이 보존되어 있는 지점을 point 2라고 지칭하기로 한다. 이 연구에서는 여름철에 강우가 있은 다음 날부터 1주일 동안 관측된 두 지역의 자료를 비교 분석하였다. 관측 자료의 분석을 통하여 야간에는 두 지역의 온도분포가 비슷하였지만, 낮에는 지점 1에서 관측된 기온이 지점 2보다 약 $1.5^{\circ}C$ 높게 나타났다는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 야간에는 두 지점간의 차이가 작았다. 상대습도도 숲의 보존지역(지점2)에서 높게 나타났는데, 그 차이는 한낮에 10%정도에 이르렀다. 지표와 지중 15cm 깊이의 온도도 두 지역 사이에 큰 차이를 보였다. 그 차는 낮에 크고 야간에는 작았는데, 대체로 지점 1에서의 값이 $3-10^{\circ}C$ 더 높게 나타났다. 토양수분은 지점에서 7.1%, 지점 2에서 19.5%로 나타나서 지점 2에서의 토양 수분이 지점 1보다 훨씬 높았다. 두 지점에서 풍향은 주로 북서-북동풍으로 거의 차이가 없었지만, 풍속은 지점 2(0.3m/s)에서 지점 1(0.5m/s)보다 작게 관측되었다. 이러한 관측 자료를 바탕으로 두 지점 사이에 존재하는 열수지적 차이에 대해서도 분석하였다.

대기수은의 환경지화학: 배경농도측정 및 대기-지표면간의 교환작용 (Environmental Geochemistry of Atmospheric Mercury: Its Backgriound Concentrations and Exchange Across the Air-Surface Interface)

  • 김기현
    • 한국대기환경학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.189-198
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    • 1996
  • Mercury (Hg) is ubiquitous throughout the earth's atmosphere. The uniqueness of its atmospheric geochemistry is well-known with the high environmental mobility and relatively long atmospheric residence time (c.a., 1 year) associated with its high chemical stability. Despite a growing recognition of the environmental significance of its global cycling, the prexisting Korean database for atmospheric Hg is extremely rare and confined to a number of concentration measurements conducted under relatively polluted urban atmospheric environments. To help activate the research on this suvject, an in-depth analysis on the current development in the measurements of atmospheric mercury and the associated fluxes has been made using the most using the most updated data ests reported worldwide. As a first step toward this purpose, the most reliable techniques commonly employed in the measurements of its concentration in the background atmosphere are introduced in combination with the flux measurement techniques over soil surface such as: dynamic enclosure (or field flux chamber) method and field micrometeorological method. Then the results derived using these measurement techniques are discussed and interpreted with an emphasis on its mobilization across the terrestrial biosphere and atmosphere interface. A unmber of factors including air/soil temperature, soil chemical composition, soil water content, and barometric pressure are found out to be influential to the rate and amount of such exchange processes. Although absolute magnitude of such exchange processes is insignificant relative to that of the major component like the oceanic environment, this exchange process is thought to be the the predominant natural pathway for both the mobilization and redistribution of atmospheric Hg on a local or regional scale.

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마산항 표층 퇴적물의 유기물 및 금속원소의 분포 (Distribution of Organic Matters and Metallic Elements in the Surface Sediments of Masan Harbor, Korea)

  • 황동운;진현국;김성수;김정대;박종수;김성길
    • 한국수산과학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.106-117
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    • 2006
  • We measured the concentrations of organic matter and metallic elements (Al, Fe, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Pb and Hg) in the surface sediments of Masan Harbor (in the southern sea, Korea) to evaluate the geochemical characters of sediment and the pollutions by organic matter and metallic elements. The mean grain size of the surface sediments in the study area ranged from $5.6{\phi}$ to $7.8{\phi}$, indicating silt sediment. The water content of the surface sediments exceeded 60% except at some stations. The contents of ignition loss (IL), total organic carbon (TOC) and total nitrogen (TN) ranged from 7.2-14.3%, 1.2-3.2%, and 0.10-0.28%, respectively. Based on the C/N ratios, the organic matter in the surface sediments of Masan Harbor may originate from terrigenous sources including fluvial inputs (mainly sewage in urban areas). The chemical oxygen demand (COD) and acid volatile sulfide (AVS) ranged from $11.3-29.9\;mgO_2/g\;dry$ and 0.20-4.47 mgS/g dry, respectively, and low concentrations were observed near a shipping route. In addition, the concentrations of metallic elements showed large spatial variations in Masan Harbor and the distributions of metallic elements were also comparable to those of organic matter. This implies that the distributions of organic matter and metallic elements in the surface sediments of Masan Harbor are mainly controlled by biogenic matter and artificial action (mainly dredging). In addition, we calculated the enrichment facto. (EF) and geoaccumulation index (Igeo) in order to evaluate pollution by metallic elements. The enrichment of metallic elements relative to Al was three to eighteen times higher at the study sites, compared to levels in the Earth's crust except for Fe, Ni and Mn. In addition, the Igeo class indicated that the surface sediments in the study area were moderately to strongly polluted in terms of metallic elements.

중규모 수치모델 WRF를 이용한 강원 지방 하층 풍속 예측 평가 (Evaluation of Surface Wind Forecast over the Gangwon Province using the Mesoscale WRF Model)

  • 서범근;변재영;임윤진;최병철
    • 한국지구과학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.158-170
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    • 2015
  • 큰 에디 모의과정을 포함한 WRF 모델 (WRF-LES)을 이용하여 수치모델의 수평공간 규모에 따른 대기경계층 모수화 실험과 LES 모의 결과를 지표층 근처의 풍속 예측에 대하여 비교하였다. 수치실험은 복잡한 산악지형과 해안지역을 포함하는 강원도 지역에서 수평해상도 1 km와 333 m 실험을 수행하였다. 수평해상도 1 km 실험은 대기경계층 모수화 방안을 채택하였으며, 333 m 실험에서는 LES를 이용하였다. 복잡한 산악지역에서의 풍속 예측의 정확성은 수평해상도 1 km 실험 보다 333 m 실험에서 향상되었으며 해안지역에서는 1 km 실험에서 관측과 더 일치하였다. 지표층 근처의 큰 난류를 직접 계산하는 LES 실험은 산악지역의 풍속예측 개선에 기여하였다.

한반도 연안해역에서 인공위성 산란계(MetOp-A/B ASCAT) 해상풍 검증 (Validation of Satellite Scatterometer Sea-Surface Wind Vectors (MetOp-A/B ASCAT) in the Korean Coastal Region)

  • 곽병대;박경애;우혜진;김희영;홍성은;손은하
    • 한국지구과학회지
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    • 제42권5호
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    • pp.536-555
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    • 2021
  • 해상풍은 해양의 표층 해류 및 순환, 혼합층, 열속의 변화를 주도하며 해양-대기 상호작용을 이해할 수 있는 중요한 변수이다. 인공위성의 발달에 따라 산란계 관측 자료를 기반으로 산출한 해상풍은 여러 목적으로 광범위하게 사용되어 왔다. 한반도 연안과 같은 복잡한 해양 환경에서 산란계 관측 해상풍은 해양 및 대기 현상 이해에 중요한 요소이다. 따라서 위성 해상풍의 정확도 검증 결과가 다양한 활용을 위하여 중요하게 활용될 수 있다. 본 연구에서는 대표적인 산란계인 MetOp-A/B (METeorological OPerational satellite-A/B)에 탑재된 ASCAT (Advanced SCATterometer) 해상풍 자료를 한반도 주변의 16개 지점에서 2020년 1월부터 12월까지 실측된 해양기상부이 해상풍 자료와 비교하여 해상풍의 정확도를 검증하였다. 해수면으로부터 4-5 m 고도에서 관측된 부이 바람은 LKB (Liu-Katsaros-Businger) 모델을 활용하여 10 m의 중립 바람으로 변환하였다. 일치점 생산 과정 결과 MetOp-A와 MetOp-B에 대하여 5,544개와 10,051개의 일치점을 만들었다. 각 위성 해상풍 풍속의 평균제곱근오차는 1.36 m s-1와 1.28 m s-1, 편차는 0.44 m s-1와 0.65 m s-1로 나타났다. 산란계의 풍향은 MetOp-A와 MetOp-B에서 각각 -8.03°와 -6.97°의 음의 편차와 32.46°와 36.06°의 평균제곱근오차를 보였다. 이러한 오차들은 해양-대기 경계층 내의 성층과 역학과 관련된 것으로 추정된다. 한반도 주변 해역에서 산란계 해상풍은 특히 풍속이 약한 구간에서 실측 풍속보다 과대추정되었다. 또한 연안으로부터의 거리가 가까워질수록 오차가 증폭되는 특성이 나타났다. 본 연구 결과는 산란계 해상풍 자료를 이용하는 해양-대기 상호작용 및 태풍 연구와 같은 한반도 연안 해역의 예측 모델 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

WUDAPT Protocol을 활용한 Local Climate Zone 분류 - 서울특별시를 사례로 - (Classification of Local Climate Zone by Using WUDAPT Protocol - A Case Study of Seoul, Korea -)

  • 김권;엄정희
    • 한국조경학회지
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    • 제45권4호
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    • pp.131-142
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    • 2017
  • 본 연구에서는 동일한 열환경 특성을 가진 공간 분류와 관련하여 전 세계적으로 활용되고 있는 World Urban Database and Access Portal Tools(WUDAPT) protocol의 Local Climate Zone(LCZ) 분류체계 및 분류 방법론을 바탕으로 사례지역인 서울특별시의 도시기후구역 유형을 분류하고, 유형별 특징을 분석하였다. 이를 위해, 구글 어스(Google Earth)를 활용하여 서울특별시를 포함하는 분석 지역을 대상으로 17개 LCZ 유형별 10개의 훈련지역(training area)을 선정한 후 SAGA GIS에서 LCZ 분류 및 분석결과에 대한 보정(Filtering)을 실시하였다. 그 후, ArcGIS를 이용하여 적절한 보정 횟수 분석 및 LCZ 유형별 특징을 도출하였다. 분석 결과, 보정 횟수는 1회가 가장 적절한 것으로 파악되었다. 또한, 연 평균기온 및 최고평균기온이 다른 구에 비해 높은 구 중 양천구와 영등포구는 저층 건물이 밀집해 있으며, 녹지가 적은 LCZ 3과 고층건물이 일정한 간격으로 있으며, 녹지가 풍부한 LCZ 4 유형의 비율이 높은 것으로 나타났으며, 연 평균기온 및 최고평균기온이 다른 구에 비해 낮은 구 중 종로구, 은평구, 노원구, 관악구는 녹지가 많고, 자연피복으로 이루어진 LCZ A의 비율이 가장 높았다. LCZ 유형별 평균 건폐율, 불투수포장율 및 건물높이는 WUDAPT에서 제시하는 LCZ 유형별 특징의 범위에 속해 있으나, 투수포장율은 LCZ 4~6 및 9~10에서 그 범위를 벗어났다. 본 연구는 국내 도시를 대상으로 한 기존의 도시기후구역 분류 연구에서 활용하지 않았던 WUDAPT protocol의 LCZ 분류 방법론을 활용함으로써 기후구역 분류에 관한 새로운 방법론을 제시하였으며, 기후변화 적응에 관한 공간계획 및 정책수립 과정에서 열환경 요소를 보다 적극적으로 고려하는데 기여할 것으로 기대된다.

Effects of water physico-chemical parameters on tilapia (Oreochromis niloticus) growth in earthen ponds in Teso North Sub-County, Busia County

  • Makori, Agano J.;Abuom, Paul O.;Kapiyo, Raphael;Anyona, Douglas N.;Dida, Gabriel O.
    • Fisheries and Aquatic Sciences
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    • 제20권11호
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    • pp.30.1-30.10
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    • 2017
  • Small-scale fish farmers in developing countries are faced with challenges owing to their limited information on aquaculture management. Nile tilapia farmers in Teso North Sub-County recorded lower yields than expected in 2009 despite having been provided with required inputs. Water quality was suspected to be the key factor responsible for the low yields. This study sought to assess the effects of earthen pond water physico-chemical parameters on the growth of Nile tilapia in six earthen fish ponds under semi-intensive culture system in Teso North Sub-County. The study was longitudinal in nature with pond water and fish being the units of analysis. Systematic sampling was used to select five ponds while a control pond was purposively selected based on its previously high harvest. Four ponds were fed by surface flow and two by underground water. Each pond was fertilized and stocked with 900 fry of averagely 1.4 g and 4.4 cm. Physico-chemical parameters were measured in-situ using a multi-parameter probe. Sixty fish samples were randomly obtained from each pond fortnightly for four months using a 10 mm mesh size and measured, weighed and returned into the pond. Mean range of physico-chemical parameters were: dissolved oxygen (DO) 4.86-10.53 mg/l, temperature $24-26^{\circ}C$, pH 6.1-8.3, conductivity $35-87{\mu}S/cm$ and ammonia 0.01-0.3 mg/l. Temperature (p = 0.012) and conductivity (p = 0.0001) levels varied significantly between ponds. Overall Specific Growth Rate ranged between 1.8% (0.1692 g/day) and 3.8% (1.9 g/day). Ammonia, DO and pH in the ponds were within the optimal levels for growth of tilapia, while temperature and conductivity were below optimal levels. As temperature and DO increased, growth rate of tilapia increased. However, increase in conductivity, pH and ammonia decreased fish growth rate. Temperature and DO ranging between 27 and $30^{\circ}C$ and 5-23 mg/l, respectively, and SGR of 3.8%/day and above are recommended for higher productivity.

Effects of surface-roughness and -oxidation of REBCO conductor on turn-to-turn contact resistance

  • Y.S., Chae;H.M., Kim;Y.S., Yoon;T.W., Kim;J.H., Kim;S.H., Lee
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.40-45
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    • 2022
  • The electrical/thermal stabilities and magnetic field controllability of a no-insulation (NI) high-temperature superconducting magnet are characterized by contact resistance between turn-to-turn layers, and the contact resistance characteristics are determined by properties of conductor surface and winding tension. In order to accurately predict the electromagnetic characteristics of the NI coil in a design stage, it is necessary to control the contact resistance characteristics within the design target parameters. In this paper, the contact resistance and critical current characteristics of a rare-earth barium copper oxide (REBCO) conductor were measured to analyze the effects of surface treatment conditions (roughness and oxidation level) of the copper stabilizer layer in REBCO conductor. The test samples with different surface roughness and oxidation levels were fabricated and conductor surface analysis was performed using scanning electron microscope, alpha step surface profiler and energy dispersive X-ray spectroscopy. Moreover, the contact resistance and critical current characteristics of the samples were measured using the four-terminal method in a liquid nitrogen impregnated cooling environment. Compared with as-received REBCO conductor sample, the contact resistance values of the REBCO conductors, which were post-treated by the scratch and oxidation of the surface of the copper stabilizer layer, tended to increase, and the critical current values were decreased under certain roughness and oxidation conditions.