• 한국지구과학회지
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• 제28권3호
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• pp.298-310
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• 2007

본 연구에서는 레일리(순수 기체) 대기 조건 하에서 국내 COMS 연구자들이 사용하는 여덟 개 단파 복사전달모델에서 산출된 네 종류 복사속(flux) 성분을 상호비교함으로써 상대 오차를 조사하였다. 이들 복사속 성분은 지표에서의 직달 일사, 하향 산란, 상향 산란, 그리고 대기 상부에서의 상향 산란이다. 또한 국내 모델의 평가를 위하여, 15개모델을 평균한 Halthore et al.(2005) 결과(예, H15)를 기준값으로 사용하였다. 동일한 태양천정각에서 모델 간의 불일치는 열대 대기에서 수증기에 기인하였고, 한대 대기에서는 오존에 기인하였다. STREAMER를 제외한 국내 7개 모델의 지상에서의 하향 직달일사값은 H15에 대하여 ${\pm}4%$내에서 일치하였다. 이러한 상대 오차는 태양천정각이 커질 때 증가하였으며, Halthore et al.(2005)에서의 ${\pm}3%$와 근접하였다. 네 종류 복사속 분석에서 SBDART 모델이 6S 모델에 비하여 전반적으로 우수하였으나, 근적외 파장역에서는 서로 비교할만하였다. 네개 기관의 연구자들이 같은 SBDART 모델에서 산출한 지표에서의 하향 직달일사값 간에도 $12.1Wm^{-2}(1.4%)$의 불일치가 존재하였다. 불일치의 원인은 부분적으로 복사속 적분에 있어서 서로 다르게 설정된 파장 분해능에도 있었다. 본 연구는 단파 영역에서 최적 모델을 선정하는 데 도움을 줄 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제37권7호
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• pp.434-447
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• 2016

2011-2015년 동안 한국 중부 태안과 청주 강내의 배경 관측지점에서 측정한 PM10, PM2.5 질량 농도를 분석하였다. 황사 사례를 제외한 PM10 질량 농도의 계절변동에서 겨울-봄 동안 높은 농도는 서풍 기류에 의한 영향이 반영되고 있으며, 여름에는 북태평양 기단과 잦은 강수로 낮은 수준을 보이고 있었다. 따라서, 일평균 PM10 질량 농도 $81{\mu}gm^{-3}$ (미세먼지 예보 '약간 나쁨' 이상) 이상의 사례도 겨울-봄 동안에 발생이 많으며, 특히 중국 동부 배출원에 가까운 태안에서 더 많은 사례가 발생하고 있었다. 인위적으로 발생한 연무는 입경 $2.5{\mu}m$ 미만 입자의 구성 비율이 높다. 천리안 위성의 밝기온도차 분석에서 대기와 입자가 작은 연무는 $-0.5^{\circ}K$ 이상에서 관측된다. 2011-2015년 동안 태안과 청주 강내에서 관측한 연무 사례일의 PM10 질량 농도와 NOAA 19 위성 밝기온도차를 분석하였다. PM10 질량 농도는 $200{\mu}g\;m^{-3}$ 보다 낮지만, PM2.5/PM10 질량 농도비는 0.4보다 높고 밝기온도차는 $-0.3-0.5^{\circ}K$ 범위에 분포하고 있었다. 그러나, PM10 질량 농도 $190{\mu}g\;m^{-3}$ 이상인 황사 사례의 밝기온도차는 PM2.5/PM10 질량 농도비가 0.4보다 낮고, 밝기온도차는 $-0.7^{\circ}K$ 이하의 범위에 분포하고 있었다. 이러한 연무의 밝기온도차 경계값 범위를 적용한 결과는 MODIS AOD, OMI AI의 에어로졸 분포 범위와 일치하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제34권3호
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• pp.209-223
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• 2013

이 연구의 목적은 한반도에서 $CH_4$ 농도의 수치모의 검증을 통하여 $CH_4$ 배출원의 기여 농도를 추정하는 것이고, 이 수치모의에 사용된 $CH_4$ 배출량을 상자모델로부터 추정된 $CH_4$ 배출량과 비교하는 것이다. 한반도에서 2010년 4월 1일부터 8월 22일까지 $CH_4$의 평균 농도를 추정하기 위해 WRF-CMAQ 모델이 사용되었다. 모델에서 $CH_4$ 배출량은 전지구 배출량인 EDGAR와 한국에서의 온실기체 배출량인 GHG-CAPSS로부터 인위적 배출 인벤토리와 전지구 자연적 인벤토리인 MEGAN이 적용되었다. 이들 $CH_4$ 배출량은 안면도 및 울릉도에서 측정된 $CH_4$ 농도와 모델링 농도 자료를 비교함으로써 검증되었다. 울릉도에서 국내 배출원으로부터 추정된 $CH_4$의 기여 농도는 약 20%로 나타났고, 이것은 한반도 내 농장(8%), 에너지 기여 및 산업공정(6%), 일반폐기물(5%), 생체 및 토지이용(1%) 등 $CH_4$ 배출원으로부터 기원하였다. 그리고 중국으로부터 수송된 $CH_4$의 기여 농도는 약 9%였고, 나머지 배경농도는 약 70%로 나타났다. 박스모델로 추정된 $CH_4$ 배출량은 WRF-CMAQ 모델에서 사용한 $CH_4$ 배출량과 유의미한 결과를 얻었다.

• 암석학회지
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• 제21권1호
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• pp.1-12
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• 2012

우리 민족의 영산인 백두산은 동북아시아 지역에서 가장 활동적인 화산의 하나이며, 10세기 대분화는 지난 2,000년 이내에서 가장 격렬한 화산활동이었다. 백두산 천지 일원에서는 2002년에서 2005년까지 지하 마그마의 관입에 의한 화산성 지진의 급증 및 비정상적인 지표 변형이 발생하였다. 화산구조성 지진의 규모가 2002년 7월부터 갑자기 급증하였으며, 지진발생 빈도도 한 달에 수십 회에서 수백 회로 증가하였으며, 2002-2003년도에는 하루에 백 여 회의 군발(群發)지진이 발생하였으며, 2003년에는 연간 2,100여 회 발생하였고, 2006년도부터는 감소하는 추세를 보여 현재에는 1999년-2001년의 수준을 유지하고 있다. 주파수가 대체로 5 Hz 또는 5-10 Hz의 범위에 속하는 이러한 지진들은 B-형 화산구조성 지진(VT-B)과 장주기 지진(LP)으로 지하 3~5 km 천부에 위치한 마그마방 상부의 균열과 마그마의 관입에 기인하는 것이다. 2002년도부터 2009년도까지의 GPS관측에 의한 지표면의 수평변위에 의하면 2002년 이후 천지 칼데라 정상부를 중심으로 화산체가 팽창하는 것이 감지되었으며, 2002년도 대비 2003년도에는 약 4 cm 이상이었고 2003년도 이후에 그 변화율은 감소하는 경향으로 보였다. 백두산 성층화산체 사면에서의 정밀수준 측량에 의한 지표면의 수직적 팽창 또한 최대 10 cm 이상의 변위를 보였으며, 수직 변위와 수평 변위 모두 2006년도 이후 변화율은 다소 감소하는 추세를 보이나, 여전히 불안정한 상태를 보이고 있다. 온천에서 채취한 화산가스로부터 분석된 헬륨 동위원소비($^3He/^4He$)의 높은 값은 이들 가스들이 맨틀로부터 유래된 것임을 증명하고 있다. 천지 주변의 온천수의 온도가 $69^{\circ}C$에서 점진적으로 증가하여 최대 $83^{\circ}C$에 이르고 있다. 그간 비교적 큰 규모의 지진에 의한 산사태, 암벽붕괴, 화산가스에 의한 나무의 고사 등이 관찰되었고, 올해 여름 천지 칼데라 외륜산의 절벽으로부터 수차례의 암벽붕괴도 발생하였다. 이런 모든 현상들이 백두산 천지화산이 불안정한 상태에 있으며, 잠재적으로는 충분하게 분화 가능성이 있다는 것을 지시하는 것이다. 강력한 화산 감시 모니터링과 화산재해 경감을 위한 사전 방재대책이 필요한 단계라고 평가된다.

• 암석학회지
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• 제21권4호
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• pp.385-396
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• 2012

우리나라에서 가장 큰 화산섬인 제주도에는 약 360여 개의 단성화산체가 분포되어 있다고 알려져 있으나, 본 연구를 통해 기존에 일려진 것보다 100여 개가 더 많은 총 455개의 단성화산체가 분포하고 있음을 확인하였다. 총 455개의 단성화산체를 형태학적으로 분석해 본 결과, 분석구가 373개로 전체의 82.0%를 차지하여 가장 높은 비율로 나타나며, 분석구 외에도 정상부가 뾰족한 형태이면서 용암으로 구성된 것이 9개(2.0%), 순상화산체가 27개(5.9%), 응회환이 17개(3.7%), 응회구가 3개(0.7%), 마르가 1개(0.2%), 용암돔이 25개(5.5%)가 분포하고 있다. 또한 이들 중 알오름의 형태로 나타나는 것이 15개가 있다. 단성화산체의 지역별 분포를 살펴보면 전체적으로 제주도의 서쪽에 비해 동쪽에 더 우세하게 분포하고 있음을 알 수 있다. 또한 강수량과 같은 풍화 요인에 의해 분석구의 형태가 영향을 받는다면, 강수량이 월등히 더 많은 남부 지역에 한 방향으로 터진 말발굽형 화구를 가진 분석구나 초승달형 분석구, 불규칙한 형태의 분석구 등이 더 많이 분포해야 할 것이다. 그러나 실제 제주도에서는 오히려 강수량이 더 적은 북부 지역에 이러한 분석구들이 더 많이 분포하는 것으로 나타나, 제주도의 남북 간의 기후적인 요소의 차이가 분석구의 형태나 분포에 크게 영향을 끼친 것은 아니라고 생각된다. 단성화산체 중 응회환, 응회구와 마르는 주로 제주화산섬의 지하 또는 해안가의 저지대에 위치하며, 분석구는 대부분이 해안에서 떨어진 섬의 내륙부에 위치한다. 이는 제주도 단성화산체를 형성한 화산활동이 물(지하수 또는 얕은 바닷물)과의 접촉 유무에 따라 수성화산활동(수증기마그마분화)을 하거나, 마그마성화산활동(스트롬볼리안분화 혹은 하와이안분화)을 한 것임을 알 수 있다. 또한 이들 단성화산체의 고도별 분포를 살펴보면 고도 300 m 이하의 해안저지대에 253개(55.6%), 고도 300~600 m의 중산간지대에 110개(24.2%), 600 m 이상의 산악지대에 92개(20.2%)가 분포하고 있어 과반수 이상이 해안저지대에 분포하고 있음을 알 수 있다. 제주화산섬에 분포하는 단성화산체들은 응력장 안에서 생긴 단층이나 틈을 따라서 틈새 분출을 통해 선상으로 배열되어 나타나는 것과 이러한 틈새와는 무관하게 독립된 단일 화구를 통한 중심 분출을 통해 생성된 것이 함께 나타남을 알 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권5호
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• pp.439-449
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• 2018

수문 기상레이더는 강우량을 바로 추정하지 못하고 여러 단계의 정량적 강우량 추정과정을 거치게 되므로 많은 불확실성 발생요소가 존재한다. 불확실성 관련한 기존 연구들은 정량적 레이더기반 강우량 추정과정에서 보정방법을 이용하여 각 단계별 불확실성을 줄이는 연구들을 수행하였다. 하지만 기존 연구들은 전체 과정에 대한 포괄적인 불확실성을 나타내지 못하고 각 단계별 불확실성의 상대적인 비율도 제시하지 못하는 단점이 있다. 본 연구에서는 정량적 레이더강우량 추정과정의 각 단계별 불확실성을 정량화하고 불확실성 전파를 나타낼 수 있는 적합한 방법을 제시하였다. 첫 번째로 초기와 최종 불확실성, 각 단계별 불확실성의 변동과 상대적인 비율을 나타낼 수 있는 새로운 개념을 제안하였다. 두 번째로 레이더기반 추정과정의 불확실성 정량화와 전파과정을 분석하기 위해 Maximum Entropy Method (MEM)와 Uncertainty Delta Method (UMD)를 적용하였다. 세 번째로 레이더기반 강우량 추정과정의 불확실성 정량화를 위해 2개 품질관리 알고리즘, 2개 강우량 추정방법, 2개 후처리 강우량 보정방법을 2012년 여름철 18개 사례에 대하여 사용하였다. 적용결과, MEM에서 최종 불확실성(후처리 강우량 보정 불확실성: ME = 3.81)이 초기 불확실성(품질관리 불확실성: ME = 4.28)보다 작게 나타났으며, UMD에서도 최종 불확실성(UMD = 4.75)이 초기 불확실성(UMD = 5.33)보다 작게 나타나 불확실성이 감소하는 것으로 나타났다. 하지만 레이더강우량 추정단계의 불확실성은 증가하는 것으로 나타났다. 또한 레이더강우량 추정과정에서 각 단계별로 적합한 방법을 선정하는 것이 각 단계별로 불확실성이 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 따라서 본 연구는 새로운 방법이 명확히 불확실성을 정량화할 수 있으며 정확한 정량적 레이더 강우추정에 기여할 것으로 판단한다.

• 한국지구과학회지
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• 제39권2호
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• pp.139-153
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• 2018

해상풍은 장기간동안 인공위성 산란계와 마이크로파 복사계를 주로 활용하여 관측되어왔다. 반면 위성 고도계 산출 풍속 자료의 중요성은 산란계의 탁월한 해상풍 관측 성능으로 인해 거의 부각되지 않았다. 인공위성 고도계 풍속자료는 해수면고도를 산출하기 위한 해상상태편차(sea state bias) 보정항의 입력 자료로서 활용됨에 따라 높은 정확도가 요구된다. 본 연구에서는 인공위성 고도계(GFO, Jason-1, Envisat, Jason-2, Cryosat-2, SARAL) 풍속을 검증하고 오차 특성을 분석하기 위하여 이어도 해양과학기지와 마라도, 외연도 해양기상부이의 풍속 자료를 활용하여 2007년 12월부터 2016년 5월까지 총 1504개의 일치점 자료를 생성하였다. 해양실측 풍속에 대한 고도계 풍속은 $1.59m\;s^{-1}$의 평균 제곱근오차와 $-0.35m\;s^{-1}$의 음의 편차를 보였다. 해양실측 풍속에 대한 고도계 해상풍 오차를 분석한 결과 고도계 해상풍은 풍속이 약할 때 과대추정되며 풍속이 강할 때 과소추정되는 특징을 보였다. 위성-실측 자료 간의 거리에 따른 고도계 풍속 오차를 분석한 결과 구간별 오차의 최댓값과 최솟값의 차는 거리에 따라 점차 증가하였다. 고도계 풍속의 정확도 향상을 위하여 분석된 오차 특성을 기반으로 보정식을 유도한 후 고도계 풍속을 보정하였다. 보정 전후의 풍속자료를 활용하여 해상상태편차를 산출하였으며 Jason-1의 해상상태편차에 대한 해상풍 오차 보정의 영향을 확인하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제35권3호
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• pp.168-179
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• 2014

이 연구의 목적은 관측주기가 짧은 천리안 위성의 수증기 영상자료를 활용하여 태풍의 전향위치와 시간까지 예측이 가능하도록 하는데 있다. 즉 수증기의 위성영상의 건조슬롯과 제트류의 남북진동의 관계를 이용하여 태풍진로의 전향위치를 보다 정확히 예측하는 것이다. 제트류는 제트스트리크의 위치와 지균풍 ${\upsilon}$성분의 크기에 따라 움직이는데, 지균풍 ${\upsilon}$ 성분이 남쪽방향으로 강화되면 제트류는 원형 제트로 발달하게 된다. 이때 수증기 영상에서는 건조슬롯이 남쪽으로 확대되고, 굴곡수분밴드(CMB) 거리가 좁혀지기 때문에 태풍이 전향하게 된다. 굴곡수분밴드가 위도 $15^{\circ}$ 이하이면 24시간 내에 태풍이 북 또는 북동으로 전향하게 된다. 결과적으로 태풍진로는 건조슬롯의 위치가 $32^{\circ}N$ 이하이면 $20-23^{\circ}N$이하에서 전향(2007년 1호 태풍 콩레이와 2012년 17호 태풍 즐라왓)하고, 건조슬롯이 $35^{\circ}N$ 이상 일 땐 $27^{\circ}$N에서 전향(2007년 4호 태풍 마니)하는 것으로 분석되었다.

• 한국지리정보학회지
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• 제19권4호
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• pp.199-217
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• 2016

본 연구는 부산광역시 13개 기상관측지점을 대상으로 1997~2014년 동안의 기온상승율과 하강율의 계절적 특성이 연간 기온변화 특징에 미치는 영향을 분석하였다. 일별 기온 자료를 시계열적으로 단순화하기 위해 푸리에분석법을 적용하였는데, 이는 기상 자료와 같이 연속적으로 수집되는 시계열자료를 몇 개의 한정된 주요 파형으로 환원하여 자료를 단순화하는 수학적 기법이다. 부산광역시의 국지적 기온변화율은 대륙도에 의해 공간적으로 큰 영향을 받는 것으로 조사되었다. 계절적으로는 3월에 가장 높은 기온상승율(평균 $1.121^{\circ}C/month$)을 보였고, 11월에 가장 가파른 기온하강율(평균 -$1.564^{\circ}C/month$)을 나타냈다. 지역적으로 최난월인 8월 평균기온에 지배적인 영향을 주는 7월 평균기온상승율과 대륙도가 높은 지역일수록 최난일이 일찍 출현한 것으로 보아, 해양의 영향이 적은 지역일수록 기온상승률이 높고 해양 인접 지역에 비해 연중최고기온에 도달하는 시기가 앞당겨지는 것으로 분석되었다. 연구 지역 관측 지점 전체를 평균한 연도별 분석 결과도 7월 평균기온이 높은 해일수록 최난일 출현은 시기적으로 앞당겨지는 경향을 나타냈다. 도시화 정도를 나타내는 불투수면의 면적 비율 역시 기온의 연 변화와 통계적으로 상관관계를 갖는 것으로 나타났다. 관측지점의 불투수면 면적비율이 증가할수록 연평균기온이 높게 나타났고, 연평균 기온상승율과 하강율의 장기적 변동 폭도 크게 나타났다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제3권1호
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• pp.27-37
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• 2000

This study aims at restoring urban forest destructed and eliminated by industrialization, urbanization, and city development and presenting a direction to manage remaining urban forest ecologically. To this end, an experiment zone where Populus tomentiglandulosa T. Lee were selective cutted and a control zone where Populus tomentiglandulosa T. Lee were kept intact were created in Chongdam Park located in Kangnam-ku, Seoul. Then, the structural changes of herbaceous plant species, the growth of targeted woody plants, and the increase of the number of insect and bird species were examined. The conclusions reached in this study are as follows. First, for the sake of ecological restoration and management of urban forest, it is good to selective cutting. Although timing, frequency, and methods may vary depending on the features and types of urban forest, the study revealed that selective cutting contributes to the restoration speed of origin vegetation and the enhancement of biodiversity including plants and insects. Second, as for the correlations of selective cutting and the appearance of plant species, the growth of origin vegetation, and insect distribution, the study showed that the impact of meteorological environment such as brightness is much greater than that of soil environment. Third, in order to manage urban forest, tramping pressure needs to be controlled efficiently. The efficient control of tramping pressure would contribute in the appearance of herbaceous plants. It would also be beneficial in promoting biodiversity of birds by removing the impact of people using routes. Fourth, in order to enhance the overall biodiversity of urban forest, diverse environment needs to be provided. In particular, it is necessary to supply water that is insufficient in urban forest. Providing habitats such as forest wetland performs an important function to amphibians and birds that require water as well as the appearance of aquatic plants and insects. Therefore, ways to introduce water efficiently should be initiated.