• 방사성폐기물학회지
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• 제16권4호
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• pp.411-420
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• 2018

공기 분위기하 $UO_2$의 독특한 산화거동을 모사하기 위해 기존 Crackling Core Model (CCM)을 개선하였다. $UO_2$가 $U_3O_8$으로 전환될 때 시간-전환율 곡선에서 나타나는 실험적 sigmoid 거동을 근사하게 재현할 수 있도록 모델 개선에 파편화 효과로 인한 반응 표면적 증대 및 결정립 가변 전환시간 개념을 고려하였다. $UO_2$는 $U_3O_7$을 거쳐 $U_3O_8$으로 전환되며 최종 결정립 산화소요 시간은 초기 결정립 산화 소요 시간의 10배에 해당한다는 가정을 도입했을 때, 개선된 모델은 599 - 674 K에서의 $UO_2$ 구형 입자의 실험적 산화거동과 근사한 계산결과를 나타내었으며 핵종성장모델(Nucleation and Growth Model) 및 자촉매반응모델(AutoCatalytic Reaction Model)과 비교할 때 가장 작은 오차를 보여주었다. 개선된 모델을 통해 $U_3O_8$으로의 100% 전환시 계산된 활성화에너지값은 $57.6kJ{\cdot}mol^{-1}$로 자촉매반응모델로 계산된 값인 $48.6kJ{\cdot}mol^{-1}$보다 크며, 외삽에 의해 결정된 실험값에 더 근사함이 밝혀졌다.

• 한국지리정보학회지
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• 제21권4호
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• pp.158-174
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• 2018

엽면적지수(LAI: Leaf Area Index)는 식생의 광합성, 증발산, 지표면과 대기사이의 에너지 교환 등을 설명하는 주요 인자로서, 정확하고 활용성 높은 LAI 추정 기법에 대한 연구들이 진행되었다. 본 연구에서는 UAV를 이용한 LAI 추정 방법을 모색하기 위하여 현장 실측된 LAI 자료와 UAV 영상기반의 식생지수, 수고 및 위성영상(Sentinel-2) LAI 간의 관계성을 파악하고 효과적인 UAV LAI 산정방법을 제시하고자 하였다. 그 결과 연구에 활용된 6종의 식생지수 중 Red-edge band를 포함하고 있는 NDRE ($R^2=0.496$), CIRE ($R^2=0.443$)가 LAI 추정에 효과적인 식생지수로 나타났다. 수고(Canopy Height Model) 자료를 식생지수에 적용하였을 때 LAI에 대한 설명력이 향상되었으며, NDVI의 경우에 LAI와의 선형관계에서 발생되는 포화문제(saturation problem)를 보였던 구간(0.85)이 일부 해소됨을 확인하였다.

• 대기
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• 제29권1호
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• pp.61-74
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• 2019

To investigate the observational environment, sky line and skyview factor (SVF) are calculated using a digital elevation model (DEM; 10 m spatial resolution) and 3 dimensional (3D) sky image at radiation site, Gangneung-Wonju National University (GWNU). Solar radiation is calculated using GWNU solar radiation model with and without the sky line and the SVF retrieved from the 3D sky image and DEM. When compared with the maximum sky line elevation from Skyview, the result from 3D camera is higher by $3^{\circ}$ and that from DEM is lower by $7^{\circ}$. The SVF calculated from 3D camera, DEM and Skyview is 0.991, 0.998, and 0.993, respectively. When the solar path is analyzed using astronomical solar map with time, the sky line by 3D camera shield the direct solar radiation up to $14^{\circ}$ with solar altitude at winter solstice. The solar radiation is calculated with minutely, and monthly and annual accumulated using the GWNU model. During the summer and winter solstice, the GWNU radiation site is shielded from direct solar radiation by the west mountain 40 and 60 minutes before sunset, respectively. The monthly difference between plane and real surface is up to $29.18M\;m^{-2}$ with 3D camera in November, while that with DEM is $4.87M\;m^{-2}$ in January. The difference in the annual accumulated solar radiation is $208.50M\;m^{-2}$ (2.65%) and $47.96M\;m^{-2}$ (0.63%) with direct solar radiation and $30.93M\;m^{-2}$ (0.58%) and $3.84M\;m^{-2}$ (0.07%) with global solar radiation, respectively.

• 한국물환경학회지
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• 제34권6호
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• pp.632-641
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• 2018

Algal dynamics is controlled by multiple environmental factors such as flow dynamics, water temperature, trophic level, and irradiance. Underwater irradiance penetrating from the atmosphere is exponentially decreased in water column due to absorption and scattering by water molecule and suspended particles including phytoplankton. As the exponential decrease in underwater irradiance affects algal photosynthesis, regulating their spatial distribution, it is critical to understand the light extinction characteristics to find out the mechanisms of algal dynamics more systematically. Despite the significance, the recent data have been rarely reported in the main stream areas of large rivers, Korea. In this study, the euphotic depths and light extinction coefficients were determined by monitoring the vertical variation of underwater irradiance and water quality in the main channel of Nakdong River near Dodong Seowon once a week during summer of 2016. The average values of euphotic depth and light extinction coefficient were 4.0 m and $1.3m^{-1}$, respectively. The degree of light extinction increased in turbid water due to flooding, causing an approximate 50 % decrease in euphotic depth. Also, the impact was greater than the self-shading effect during the periods of cyanobacterial bloom. The individual light extinction coefficients for background, total suspended solid and algal levels, frequently used in surface water quality modeling, were determined as $0.305m^{-1}$, $0.090m^{-1}/mg{\cdot}L^{-1}$, $0.013m^{-1}/{\mu}g{\cdot}L^{-1}$, respectively. The values estimated in this study were within or close to the ranges reported in literatures.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.15-23
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• 2021

오염총량 개념을 반영한 매립장 사후관리종료제도 개선방안을 수도권매립지 제1매립장을 대상으로 적용하여 분석하였다. 매립가스 모델을 통해 분석한 메탄 잔여비율은 총 발생 가능량인 2,521×106 Nm3에 대하여 2020년 8.8%, 2030년 7.0%, 2040년 6.5%이었다. 2020년 이후의 표면발산 메탄량에 2005~2019년의 평균 산화율 89.1%를 적용할 경우, 실제 배출기준 메탄 잔여율은 2020년 1.01%, 2030년 0.76%, 2040년 0.70%로서 2025년 이후 메탄이 전량 표면 발산되어도 2019년 기준 표면 발산량보다 적어 사후관리 종료가 가능하였다. 침출수 수질에 대한 추이분석 결과, BOD는 2024년, COD 2047년, T-N은 2117년경에 배출허용기준을 만족할 수 있을 것으로 추정되었다. 사후관리종료를 배출부하량을 기준으로 변경할 경우 BOD는 현 시점에서 그리고 COD도 수년 내 사후관리종료가 가능하나, T-N의 경우 2041년 이후에나 가능하여 근본적인 관리방식의 전환이 필요한 것으로 분석되었다.

• 대기
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• 제31권1호
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• pp.113-141
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• 2021

The impacts of ice clouds on the energy budget of the Earth and their representation in climate models have been identified as important and unsolved problems. Ice clouds consist almost exclusively of non-spherical ice crystals with various shapes and sizes. To determine the influences of ice clouds on solar and infrared radiation as required for remote sensing retrievals and numerical models, knowledge of scattering and microphysical properties of ice crystals is required. A conventional method for representing the radiative properties of ice clouds in satellite retrieval algorithms and numerical models is to combine measured microphysical properties of ice crystals from field campaigns and pre-calculated single-scattering libraries of different shapes and sizes of ice crystals, which depend heavily on microphysical and scattering properties of ice crystals. However, large discrepancies between theoretical calculations and observations of the radiative properties of ice clouds have been reported. Electron microscopy images of ice crystals grown in laboratories and captured by balloons show varying degrees of complex morphologies in sub-micron (e.g., surface roughness) and super-micron (e.g., inhomogeneous internal and external structures) scales that may cause these discrepancies. In this study, the current idealized models representing morphologies of ice crystals and the corresponding numerical methods (e.g., geometric optics, discrete dipole approximation, T-matrix, etc.) to calculate the single-scattering properties of ice crystals are reviewed. Current problems and difficulties in the calculations of the single-scattering properties of atmospheric ice crystals are addressed in terms of cloud microphysics. Future directions to develop physically consistent ice-crystal models are also discussed.

• 대기
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• 제30권4호
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• pp.377-390
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• 2020

Not only emissions, but also atmospheric circulation is a key factor that affects local particulate matters (PM) concentrations in Korea through ventilation effects and transboundary transports. As part of the atmospheric circulation, air stagnation especially adversely affects local air quality due to weak ventilation. This study investigates the large-scale circulation related to air stagnation over Korea during winter and projects the climate change impacts on atmospheric patterns, using observed PM data, reanalysis and regional climate projections from HadGEM3-RA with Modified Korea Particulate matter Index. Results show that the stagnation affects the PM concentration, accompanied by pressure ridge at upper troposphere and weaken zonal pressure gradient at lower troposphere. Downscaling using HadGEM3-RA is found to yield Added-Value in the simulated low tropospheric winds. For projection of future stagnation, SSP5-8.5 and SSP1-2.6 (high and low emission) scenarios are used here. It has been found that the stagnation condition occurs more frequently by 11% under SSP5-8.5 and by 5% under SSP1-2.6 than in present-day climate and is most affected by changes in surface wind speed. The increase in the stagnation conditions is related to anticyclonic circulation anomaly at upper troposphere and weaken meridional pressure gradient at lower troposphere. Considering that the present East Asian winter monsoon is mainly affected by change in zonal pressure gradient, it is worth paying attention to this change in the meridional gradient. Our results suggest that future warming condition increase the frequency of air stagnation over Korea during winter with response of atmospheric circulation and its nonlinearity.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.373-383
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• 2020

본 연구에서는 한반도 중심 해역을 포함하는 북서태평양 영역에서의 폭풍해일 예측을 위해 NEMO(Nucleus for European Modelling of the Ocean) 모형을 이용하여 지역규모의 폭풍해일 예측시스템을 구축하였다. 이 시스템은 조석과 해일 예측으로 구성되어 있으며보다 정확한 폭풍해일을 예측하기 위해 수심자료와 대기-해양 경계에서의 모수화(parameterization) 최적화 과정을 수행하였다. 이를 통해 2018년 8~10월과 태풍 솔릭 사례에 대하여 국립해양조사원 조위 관측자료를 이용한 통계 방법을 적용하여 검증을 수행하고, 이를 POM(Princeton Ocean Model) 기반의 예측모델 결과와 비교하였다. 수행결과 NEMO 기반의 폭풍해일 예측시스템이 POM 기반의 예측결과에 비해 평균오차와 RMSE가 각각 약 29%와 약 20% 감소한 것으로 나타났으며, 태풍 시기에도 NEMO 기반 예측결과에서 전반적으로 오차가 낮게 나타났다.

• 대기
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• 제30권4호
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• pp.439-454
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• 2020

This study investigates the change in the fine particulate matter (PM2.5) concentration and World Health Organization (WHO) air quality index (AQI) in East Asia (EA) under Shared Socioeconomic Pathways (SSPs). AQI is an indicator of increasing levels about health concern, divided into six categories based on PM2.5 annual concentrations. Here, we utilized the ensemble results of UKESM1, the climate model operated in Met Office, UK, for the analysis of long-term variation during the historical (1950~2014) and future (2015~2100) period. The results show that the spatial distributions of simulated PM2.5 concentrations in present-day (1995~2014) are comparable to observations. It is found that most regions in EA exceeded the WHO air quality guideline except for Japan, Mongolia regions, and the far seas during the historical period. In future scenarios containing strong air quality (SSP1-2.6, SSP5-8.5) and medium air quality (SSP2-4.5) controls, PM2.5 concentrations are substantially reduced, resulting in significant improvement in AQI until the mid-21st century. On the other hand, the mild air pollution controls in SSP3-7.0 tend to lead poor AQI in China and Korea. This study also examines impact of increased in PM2.5 concentrations on downward shortwave energy at the surface. As a result, strong air pollution controls can improve air quality through reduced PM2.5 concentrations, but lead to an additional warming in both the near and mid-term future climate over EA.

• 한국농림기상학회지
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• 제24권3호
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• pp.179-189
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• 2022

우박은 강한 상승 기류에 의하여 빙결 고도 이상에서 수적이 상승과 하강을 반복함에 따라 얼음덩어리로 성장 후 지상으로 낙하하는 현상을 의미한다. 이러한 우박은 단기간 내 국지적인 영역에서 발생하여 농림업 분야에 큰 피해를 미치지만 우박에 대한 예측을 수행하는 국내 연구는 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 국가농림기상센터 LAMP를 이용한 우박 예측을 소개하고, 2020년 1월부터 2021년 7월까지 발생한 50개의 우박 사례에 대하여 LAMP 우박 예측 성능을 측정하였다. 본 연구에서 조사된 우박 사례의 경우 봄철에 주로 오후 시간대에 발생 빈도가 높았고, 우박의 지속 시간은 평균 15분이었으며, 우박의 직경은 1 cm로 나타났다. LAMP의 우박 예측 성능을 정성적으로 평가한 결과 50개의 사례 가운데 35개 사례에 대하여 우박 예측에 성공하여 탐지율은 70%로 나타났다. LAMP의 우박 예측 성능은 우박을 예측하는 시간이 길어짐에 따라 저하된 것으로 사료된다. 실제 우박 사례에 대한 레이더 반사도를 조사한 결과, 고도에 무관하게 최대 반사도가 40 dBZ 이상이었고, 우박 사례의 약 50%가 30~50 dBZ 사이로 나타났는데, 이러한 결과는 현재 LAMP의 우박 예측 성능을 향후 보완하기 위한 자료로 활용될 것이다. LAMP를 활용한 우박 예측 성능이 향상됨으로써 농림업 분야에서 망 피복 등의 선제적 조치를 통해 우박에 의한 경제적 손실이 줄어들 것으로 기대된다.