본 연구는 우리나라의 대표 활엽수종 중의 하나인 신갈나무를 대상으로 기후변화에 의한 연도별 생장도일의 변화가 잠재분포 및 생장에 미치는 영향을 평가하기 위해 수행하였다. 이를 위해 신갈나무 분포 지역의 기후특성을 반영한 군집분석을 실시하였으며, 그 결과 7개의 기후군집으로 분류되었다. 각 군집에 포함된 시군에서 수집된 일평균기온 자료를 기반으로 1951년부터 2010년까지 60년 동안의 연도별 생장도일과 기온효과지수를 산출함으로써 시간 경과에 따른 신갈나무의 잠재분포 범위와 생장의 변화 추이를 평가하였다. 이와 함께 기후변화 시나리오 RCP 4.5와 RCP 8.5를 적용하여 2011년부터 2100년까지 연도별 생장도일과 온도효과지수를 산출하여, 기후변화에 의한 신갈나무의 잠재분포 범위와 생장의 변화를 예측하였다. 신갈나무가 현재 분포하고 있는 지역의 생장도일을 연도별로 산출하여 비교한 결과 위도와 해발고도가 낮은 지역은 시간이 경과함에 따라 신갈나무에 적합한 생육가능 범위를 벗어나는 것으로 분석되었다. 특히 기후변화 시나리오를 적용할 경우 지속적인 기온의 상승으로 인해 2050년 이후에는 잠재분포의 변화뿐만 아니라 생장에도 큰 지장을 주는 것으로 평가되었다.
우리나라 농촌은 지형이 복잡하고 소규모 농장이 많아 농업기상서비스 개선을 위해서는 먼저 기상청 종관 예보의 규모축소가 필요하다. 지형기후학에 근거한 공간정보기술을 이용하여 기상청의 기온예보자료 가운데 0600과 1500 LST자료를 선정된 집수역에 대해 30 m급의 국지규모로 상세화하고, 14개 관측소의 실측기온 자료를 2013년부터 2014년까지 수집하여 비교하였다. 그 결과 0600 LST기온의 경우 집수역 가운데 고도가 낮은 곳에서, 1500 LST 기온의 경우 계곡의 서향 및 남향 사면에서 정확도가 크게 개선되는 것을 확인하였다. 상세화 한 기온실황자료를 이용하여 지역 내 소규모 농장을 대상으로 하는 시범서비스를 시작하였으며 농장 맞춤 기상정보를 제공하고 있다. 예컨대 이 서비스시스템은 기온자료를 토대로 작물의 발육단계를 추정하고, 발육단계별 최저기온에 따른 서리해 발생 관계식에 의해 내일 아침 예보기온의 서리위험 여부를 판정한다. 만약 서리위험도가 미리 설정된 기준을 넘으면 농장주의 휴대폰으로 대응지침과 함께 서리해 경보를 발송하여 피해를 예방할 수 있도록 도와준다.
옥수수 주 해충인 조명나방(Ostrinia furnacalis)(나비목: 포충나방과)의 비휴면태 단계의 생존과 발육, 생식에 미치는 온도 영향을 분석하였다. 비휴면태 단계는 16:8 h (명:암)의 광주기 조건에서 유지하였다. 미성숙태를 15~35℃ 범위의 7개 항온조건에서, 성충을 13~33℃ 범위의 8개 항온조건에서 인공사료로 사육하였다. 알은 적용된 모든 온도에서 생존율이 70% 이상이었으나, 유충은 15℃에서 7.4%의 낮은 생존율을 보였다. 온도가 증가함에 따라 미성숙태의 발육기간은 짧아졌으나, 유충기간은 35℃에서 더 짧아지지 않았다. 번데기 몸무게는 온도 증가에 따라 증가하였는데, 암컷의 무게는 35℃에서 다시 감소하였다. 25℃를 제외한 다른 6개 온도 각각에서 마지막 영기가 다른 개체변이가 관찰되었다. 성충은 적용된 모든 온도에서 자손을 생산하였다. 성충 수명과 산란전 기간, 산란기간은 온도가 증가함에 따라 감소하는 경향이었고, 산란전 기간은 33℃에서 다시 길어졌다. 총산란수는 22℃와 31℃에서 400개 이상이었다. 산란기간 중 일산란수와 산란일당 일산란수는 온도가 증가함에 따라 많아졌는데, 33℃에서 다시 감소하였다. 성충 나이에 따른 일일 산란수는 우화 초기 급격히 증가하였고 이후 완만히 감소하는 경향이었다. 산란횟수는 22℃에서 가장 많았다고 모의 추정되었다. 선형방정식으로 추정된 최저발육온도는 1령 유충이 9.7℃로 가장 낮았고, 5령~말령 단계가 14.7℃로 가장 높았다.
딸기 하우스 내 해충에 대한 일관된 생물적 방제 시스템을 마련하기 위해 낮은 온도에 발생하는 애못털진딧물(Chaetosiphon minus)에 대한 유용천적을 선발하고, 그 이용가능성을 검토하는 과정에서 방제대상인 애못털진딧물의 생물적 특성을 조사한 결과, 약충의 발육기간은 10℃, 15℃, 20℃, 25℃에서 각각 평균 41.7일, 20.6일, 11.9일, 9.8일이었고, 약충의 발육임계온도는 5.5℃, 온일도는 185DD였으며, 순증식율은 25℃에서 22.38보다 20℃에서 30.16으로 높게 나타났다. 암컷성충의 총산자수는 20℃에서 58일 동안 35.2마리, 25℃에서 36일 동안 26.5마리로 나타났다. 결과적으로 딸기 하우스 내에서 애못털진딧물이 다른 진딧물류에 비하여 낮은 온도에 적응하고 있음을 알 수 있었고, 저온에 활동성이 높은 꽃등에류와 같은 천적의 상업화가 필요하다고 판단된다.
지난 수십 년 동안 고분자 분산형 액정(polymer dispersed liquid crystal, PDLC)은 전기광학적으로 전환이 가능한 특성으로 인해 빛의 투과도를 자유롭게 조절할 수 있는 smart window를 개발하는 물질로서 주목을 받아왔다. 본 연구에서는 높은 구동전압과 낮은 명암비 등의 PDLC 문제점을 해결하기 위해 아크릴계 단량체 2-hydroxyethyl acrylate (2-HEA)와 ethylene glycol phenyl ether acrylate (EGPA)의 조성이 PDLC의 전기광학 특성에 미치는 영향을 평가하였다. 상온에서 10 cps 이하의 낮은 점도를 나타내는 2-HEA와 EGPA 단량체를 사용하여 제조하는 경우 보다 쉽게 capillary action에 의해서 indium tin oxide (ITO) glass 사이에 주입하는 공정이 가능하였다. Phenyl group를 포함한 EGPA 단량체가 대부분으로 이루어진 1 : 9인 단량체 혼합물로 만들어진 PDLC cell의 경우 전기장을 인가하지 않은 경우에도 불투명한 상태가 관측되지 않았고 인가 전압에 따라 매우 불안정한 투과율을 나타내었다. Cell gap thickness가 증가함에 따라 문턱전압(threshold voltage, $V_{th}$)과 포화전압(saturation voltage, $V_{sat}$)도 증가하는 경향을 나타내었으며, $20{\mu}m$의 cell gap thickness를 갖는 PDLC cell이 10과 $40{\mu}m$의 경우 보다 상대적으로 높은 명암비를 나타내었다. 특히, 7 : 3 비율의 2-HEA : EGPA 단량체 혼합물을 사용하여 제조된 PDLC cell의 경우가 낮은 구동전압과 높은 명암비의 가장 우수한 전기광학적 특성을 나타내었다.
단거리 통신 시스팀의 광원으로 유용한 단파장 AlGaAs/GaAs레이저 다이오우드의 열악한 특성을 개선하기 위하여 MBE에 의해 낮은 온도에서 성장한 AlGaAs/GaAs GRINSCH-QW 레이저 다이오우드를 RTA온도의 변화에 좌우되는 포토루미네센스에 의하여 연구하였다. $950^{\circ}C$에서 10초동안 RTA처리를 한후 양자우물 포토루미네센스의 세기는 대체로 10배정도 증가하는것을 보여주었다. 이것은 양자우물 영역에서 발광되지 않는 재결합이 감소된것과 관련된다. 열처리된 레이저 다이오우드의 임계전류는 4배로 감소되었으며 RTA에 의하여 레이저 다이오우드의 질이 개선되었음이 확인되었다.
In this study, a method of heat adaptation was implemented in an attempt to increase the upper thermal threshold of two Streptococcus thermophilus found in South Korea and identified the alterations in membrane fatty acid composition to adaptive response to heat. In order to develop heat tolerant lactic acid bacteria, heat treatment was continuously applied to bacteria by increasing temperature from 60℃ until the point that no surviving cell was detected. Our results indicated significant increase in heat tolerance of heat-adapted strains compared to the wild type (WT) strains. In particular, the survival ratio of basically low heat-tolerant strain increased even more. In addition, the strains with improved heat tolerance acquired cross protection, which improved their survival ratio in acid, bile salts and osmotic conditions. A relation between heat tolerance and membrane fatty acid composition was identified. As a result of heat adaptation, the ratio of unsaturated to saturated fatty acids (UFA/SFA) and C18:1 relative concentration were decreased. C6:0 in only heat-adapted strains and C22:0 in only the naturally high heat tolerant strain were detected. These results support the hypothesis, that the consequent increase of SFA ratio is a cellular response to environmental stresses such as high temperatures, and it is able to protect the cells from acid, bile salts and osmotic conditions via cross protection. This study demonstrated that the increase in heat tolerance can be utilized as a mean to improve bacterial tolerance against various environmental stresses.
냉기호 지대 안에서도 일정 수준의 바람이 부는 장소에서는 일 최저기온이 기존 공간기후모형에 의해 예측된 만큼 떨어지지 않음이 관찰되었다. 경남 하동군 악양 집수역 출구부근의 실측자료를 토대로 냉기호가 형성된 25일에 대하여 기존 방법에 의한 일 최저기온 예측 시 발생하는 추정오차를 그 때 관측된 풍속과 비교한 결과 바람이 강해질수록 추정오차가 커지는 경향이 뚜렷해서 풍속이 2m/s에 이르면 냉기호 효과가 완전히 소멸되는 것으로 나타났다. 풍속과 추정오차 간 관계는 Y=2X+0.4 ($R^2$=0.76)로 표현되며 이 식에서 Y는 추정오차($^{\circ}C$), X는 풍속(m/s)이다. 이 식을 기존 일 최저기온 추정모형의 냉기집적효과에 결합하여 악양 집수역 냉기호 수몰지역에 위치한 3곳의 일 최저기온 추정에 이용하였다. 이때 입력 풍속은 바람장 모형 구동에 의한 모의풍속이었다. 추정된 일 최저기온은 오차의 평균평방근(RMSE)이 기존 모형의 1.72에서 1.20으로 줄어들고, 평균오차(ME)로 표현한 편기성(bias)도 -1.33에서 -0.37로 개선되었다.
열대 및 아열대성 비래해충으로 최근 국내에도 옥수수에 피해를 주고 있는 열대거세미나방의 온도별 발육특성을 인공먹이를 이용하여 사육하며 조사하였다. 18, 21, 24, 27, 30, 32℃ 항온조건에서 알에서 성충까지의 발육하기까지 각각 79.8, 54.2, 34.3, 28.4, 24.6, 24.0일이 소요되어 온도가 증가할수록 발육기간이 짧아졌다. 암컷 번데기의 발육기간은 수컷보다 짧았다. 유충은 보통 6령까지 발육하였으나 저온에서 7령 이상의 비율이 증가하였다. 온도에 따른 발육은 직선회귀에 부합하였으며, 직선회귀식을 이용하여 각 발육태별 발육영점온도와 유효적산온도를 분석한 결과, 알은 12.9℃와 37.0 DD, 유충은 11.3℃와 286.3 DD, 번데기는 12.6℃와 132.2 DD, 알에서 성충까지는 11.8℃와 456.8 DD 였다.
한국정보기술응용학회 2005년도 6th 2005 International Conference on Computers, Communications and System
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pp.207-210
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2005
Ubiquitous computing is one of the key technology areas in the "Project on Development of Ubiquitous computing and network technology" promoted by the Ministry of Science and Technology as a frontier business of the $21^{st}$ century in Korea, which is based on the new concept merging physical space and computer-based cyber space. With recent advances in Micro Electro Mechanical System (MEMS) technology, low cost and low-power consumption wireless micro sensor nodes have been available. Using these smart sensor nodes, there are many activities to monitor real world, for example, habitat monitoring, earthquake monitoring and so on. In this paper, we introduce web-based real environment monitoring system incorporating wireless sensor nodes. It collects sensing data produced by some wireless sensor nodes and stores them into a database system to analyze. Our environment monitoring system is composed of a networked camera and environmental sensor nodes, which are called Mica2 and developed by University of California at Berkeley. We have modified and ported network protocols over TinyOS and developed a monitoring application program using the MTS310 and MTS420 sensors that are able to observe temperature, relative humidity, light and accelerator. The sensed data can be accessed user-friendly because our environment monitoring system supports web-based user interface. Moreover, in this system, we can setup threshold values so the system supports a function to inform some anomalous events to administrators. Especially, the system shows two useful pre-processed data as a kind of practical uses: a discomfort index and a septicity index. To make both index values, the system restores related data from the database system and calculates them according to each equation relatively. We can do enormous works using wireless sensor technologies, but just environment monitoring. In this paper, we show just one of the plentiful applications using sensor technologies.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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