• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제5권4호
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• pp.263-277
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• 2011

Global atmospheric $CO_2$ distributions were simulated with a chemical transport model (GEOS-Chem) and compared with space-borne observations of $CO_2$ column density by GOSAT from April 2009 to January 2010. The GEOS-Chem model simulated 3-D global atmospheric $CO_2$ at $2^{\circ}{\times}2.5^{\circ}$ horizontal resolution using global $CO_2$ surface sources/sinks as well as 3-D emissions from aviation and the atmospheric oxidation of other carbon species. The seasonal cycle and spatial distribution of GEOS-Chem $CO_2$ columns were generally comparable with GOSAT columns over each continent with a systematic positive bias of ~1.0%. Data from the World Data Center for Greenhouse Gases (WDCGG) from twelve ground stations spanning $90^{\circ}S-82^{\circ}N$ were also compared with the modeled data for the period of 2004-2009 inclusive. The ground-based data show high correlations with the GEOS-Chem simulation ($0.66{\leq}R^2{\leq}0.99$) but the model data have a negative bias of ~1.0%, which is primarily due to the model initial conditions. Together these two comparisons can be used to infer that GOSAT $CO_2$ retrievals underestimate $CO_2$ column concentration by ~2.0%, as demonstrated in recent validation work using other methods. We further estimated individual source/sink contributions to the global atmospheric $CO_2$ budget and trends through 7 tagged $CO_2$ tracers (fossil fuels, ocean exchanges, biomass burning, biofuel burning, net terrestrial exchange, shipping, aviation, and CO oxidation) over 2004-2009. The global $CO_2$ trend over this period (2.1 ppmv/year) has been mainly driven by fossil fuel combustion and cement production (3.2 ppmv/year), reinforcing the fact that rigorous $CO_2$ reductions from human activities are necessary in order to stabilize atmospheric $CO_2$ levels.

• 항공우주산업기술동향
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• 제8권2호
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• pp.65-75
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• 2010

일본은 향후 2014년으로 발사가 예정되어 있는 GCOM-C를 이용하여 지구 복사량 및 탄소의 변화량, 해색정보, 에어로졸 분포 등을 측정할 계획을 추진 중이다. 특히, GCOM-C에는 SGLI-VNR과 SGLI-IRS로 구성되어 있는 SGLI를 탑재하고 있으며, 각각 가시영역/근적외영역과 적외영역의 영상을 측정하도록 설계될 예정이다. SGLI는 최신 성능을 갖춘 설계부분과 함께 기본적인 기능 및 구조 등은 지금까지 일본에서 개발되어진 여러 광학 탑재체들의 개발기술들을 바탕으로 구현됨으로써, 개발위험을 최소화 하는 전략을 취하고 있다. 본 논문에서는 지금까지 일본이 개발한 여러 광학 탑재체들의 특성들을 채널별(가시영역/근적외영역과 적외영역)로 비교 및 검토하면서, 향후 개발 완료될 SGLI의 특성을 이해하고 일본의 광학탑재체 개발 경향에 대한 분석을 수행하고자 한다.

• 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.

• 한국기후변화학회지
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• 제1권1호
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• pp.1-11
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• 2010

본 연구는 1997년에 채택한 교토의정서의 정책효과를 1990~2005년간 통계자료에 근거하여 분석하였다. 지구촌 국가를 2개 그룹으로 분류한 비교에서 OECD 국가 및 경제이행국가를 중심으로 하는 1차 감축의무 대상국가와 중국, 인도를 비롯한 대부분 개발도상국으로 구성된 1차 감축의무 비대상국가의 이산화탄소 배출 증가율은 교토의정서상 기준 시점인 1990년에 비하여 2005년에 각각 -10.2%, 88.1%를 보였다. 전지구촌의 증가율이 29.1%인 것을 감안한다면 이러한 차이는 실질적으로 매우 큰 차이이며, 통계적으로도 의미 있는 차이가 있는 것으로 나타났다. 한편, 배출량의 변화를 정책 개입시점인 교토의정서 채택 및 IPCC 2차 보고서 반영시기(1997년), 교토의정서 감축목표 합의 및 IPCC 3차 보고서 반영시기, 그리고 미국의 교토의정서 탈퇴시기(2001년)를 기준으로 비교분석에서는 기후변화 과학적 증거에 대한 확신에 따른 증가보다는 오히려 미국의 교토의정서 불참 선언으로 나타났다. 포스트 교토의정서가 국제기후변화레짐으로써 실효성을 가지기 위해서는 미국은 물론 1차 감축의무 비대상국가의 포스트 교토의정서 체제 수용이 매우 시급한 것으로 판단된다.

• 상하수도학회지
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• 제32권3호
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• pp.261-268
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• 2018

Sludge transporting pipes in wastewater treatment plant are easy to be clogged with struvite when the digested sludge and dehydrated filtrate are transported through the pipes, which lowers the efficiency of sludge treatment system in a WWTP. pH is one of the most important factors in struvite formation, and carbon dioxide separated from biogas can be used to control pH and struvite formation. By controlling pH, the amount of dehydrating agent can be reduced by about 10%, which saves the budget for facility maintenance. As $CO_2$ is reused and dehydrating chemicals are saved, the approach can contribute to global warming gas reduction.

• 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.

• 멤브레인
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• 제30권2호
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• pp.124-130
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• 2020

21세기 들어서 더욱 나빠지는 기후변화로 가뭄이나 물 부족현상이 전 세계적으로 확대되고 있다. 또한, 화석연료 사용으로 발생하는 이산화탄소는 전체 온실가스의 80%를 차지하기 때문에 지구 온난화의 요인이 되고 있다. 따라서 수처리 멤브레인, 가스분리용 멤브레인, 2차전지용 분리막의 중요성은 증대하고 있으나, 미국, 일본, 독일 등 선진국에서 기술을 독점하고 있어서 국내 멤브레인 기술의 고도화 및 경쟁력 강화가 시급히 요구되고 있다. 그래서 국가에서도 연구예산을 지원하고 있으나, NTIS 데이터를 이용하여 효율성을 분석하였다. 분석 결과, 단기과제 위주로 지원되고 있고, 타 기술 분야에 비해서도 연구비 규모가 작으며, 기초 소재 분야 지원이 취약한 것으로 분석되었다. 따라서 장기과제를, 많은 예산으로, 대학을 중심으로 많이 투자할 때 멤브레인 기술의 향상과 경쟁력이 강화되어 선진국과 동등한 기술력을 갖출 것으로 기대된다.

• 한국물환경학회지
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• 제36권4호
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• pp.284-299
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• 2020

Dam reservoirs play a particularly crucial role in processing the allochthonous and the autochthonous dissolved (DOC) and the particulate (POC) organic carbon and in the budget of global carbon cycle. However, the complex physical and biogeochemical processes make it difficult to capture the temporal and spatial dynamics of the DOC and the POC in reservoirs. The purpose of this study was to simulate the dynamics of the DOC and the POC in Daecheong Reservoir using the 3-D hydrodynamics and water quality model (AEM3D), and to quantify the mass balance through the source and sink fluxes analysis. The AEM3D model was calibrated using field data collected in 2017 and showed reasonable performance in the water temperature and the water quality simulations. The results showed that the allochthonous and autochthonous proportions of the annual total organic carbon (TOC) loads in the reservoir were 55.5% and 44.5%, respectively. In season, the allochthonous loading was the highest (72.7%) in summer, while in autumn, the autochthonous loading was the majority (77.1%) because of the basal metabolism of the phytoplankton. The amount of the DOC discharged to downstream of the dam was similar to the allochthonous load into the reservoir. However, the POC was removed by approximately 96.6% in the reservoir mainly by the sedimentation. The POC sedimentation flux was 36.21 g-C/㎡/yr. In terms of space, the contribution rate of the autochthonous organic carbon loading was high in order of the riverine zone, the transitional zone, and the lacustrine zone. The results of the study provide important information on the TOC management in the watersheds with extensive stagnant water, such as dam reservoirs and weir pools.

• 한국해양학회지:바다
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• 제8권3호
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• pp.295-306
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• 2003

산업혁명 이후 인류가 과량으로 방출한 이산화탄소가 지구환경에 어떤 영향을 미치는지, 그리고 해양이 흡수하는 탄소량의 크기가 얼마인지에 대한 연구들이 진행되고 있다. 대양과 비슷한 순환 특징을 가지고 있는 동해가 이산화탄소 증가와 지구온난화에 대해 어떻게 반응하는지를 알아보기 위한 연구계획의 일환으로 탄소순환에 중요하게 기여하는 생물펌프의 크기를 간단한 상자모형을 적용시켜 추정하였다. 매개변수로는 인산염을 사용하였는데, 동해에서 일어나고 있는 수층 구조의 변화를 고려해서 해수 수지와 용존산소 수지를 맞춘 다음에, 인산염의 과거 자료를 바탕으로 인의 순환 플럭스를 모사하였다. 1952년부터 2040년까지 모사해 본 결과, 동해에서 생물펌프는 점차 강화되고 있고, 현재 0.0156 Pg C yr$^{-1}$ 정도를 해양 내부로 내보내고 있는 것으로 추정된다. 한편 동해의 해수순환은 저층수를 만드는 것이 줄어드는 반면 중앙층으로 유입이 증가하는 추세이다. 산소가 풍부한 표층수가 중앙층으로 유입되면서 유광층에서 하강한 생물입자들의 분해가 이 층에서 활발해져서 영양염을 표층으로 되돌리는 것이 강화될 것으로 보인다. 이렇게 되면 생물에 의한 탄소제거가 늘어나게 될 깃이다. 지난 50년간의 생물펌프 변화로 블 때 산업혁명 이후 생물에 의한 동해의 인류기원 이산화탄소 흡수량은 0.025 Pg C 정도로 추정된다.

• 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.