• 한국지구과학회지
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• 제41권2호
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• pp.95-110
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• 2020

본 연구에서는 고해상도 ERA5 재분석자료 중 우리나라 지상 온도 자료의 신뢰성을 검증할 목적으로 종관기상관측소(ASOS) 관측자료와 비교를 수행하였다. 새롭게 생산되어 배포 중인 ERA5 재분석자료는 높은 시·공간적 해상도를 가져 여러 분야에 활용성이 매우 높다. 자료의 분석 기간은 ASOS 61개 관측소가 1999년 이후로 결측률이 매우 낮으며 시간평균 자료를 제공한다는 점을 고려하여 1999-2018년 기간으로 설정하였다. ERA5 격자 자료는 격자 내 90-m 수치표고모델(DEM) 분포로부터 내륙, 해안, 산악 지역에 해당하는 지형학적인 특성에 따라 분류하여 ASOS 지점 자료와 비교되었다. 분석 기간 전체에 대한 평균 지상 온도는 ASOS와 ERA5 모두 공간 분포의 패턴과 값은 큰 차이없이 유사하였다. ASOS와 ERA5의 산점도 비교를 통해 전체 기간, 특히 여름, 겨울 기간에 대해 계절 변동성을 가진다는 특성을 확인할 수 있었으며, 이는 달별 두 자료 사이의 매시간 차이 확률밀도함수(PDF)의 시계열을 통해서도 확인되었다. 두 자료 사이의 차이를 통계지수인 NMB, RMSE를 계산하여 정량화시켰을 때, 각 값에서 지역적인 특성을 보였으나 모든 지수에서 큰 차이가 없다고 판단할 수 있었으며, 상관성을 보기 위해 R과 IOA를 통해 구한 값은 모두 0.99에 근접하였다. 특히 일평균 산출에 있어 1-시간-평균 값 24개를 이용한 일평균의 경우가 최고와 최저온도의 평균을 이용하는 일평균에 비해 오차가 작게 나타났고, 두 자료 사이의 상관성도 높게 나타남을 확인하였다. 두 자료의 차이가 나타나는 원인으로 ERA5 격자 내 지형 효과가 가장 클 것으로 판단하여 수치표고모델을 활용하여 각 지역별 PDF를 이용해 첨도 및 왜도를 구하고, 이를 온도 차이 파워 스펙트럼의 1년 주기 변동 크기와 비교하였다. 그 결과, 양의 상관성을 가졌음을 확인하였다. 이는 지형 효과가 두 자료 차이의 원인이라고 설명하는 결과이다.

• 한국지구과학회지
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• 제40권6호
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• pp.613-623
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• 2019

지난 수십년 동안 인공위성을 통해 광범위하고 주기적으로 관측된 해수면온도 자료를 사용하여 일별 해수면온도 합성장이 생산되고 있으며 기후변화 감시와 해양 대기 예측 등 다양한 목적으로 활용되어 왔다. 본 연구에서는 지역적인 해역에서 최적화된 활용을 위해 한반도 주변해역에서 해수면온도 합성장 자료의 정확도 평가와 오차 특성 분석을 수행하였다. 2016년 1월부터 12월까지 이어도 해양과학기지 관측 수온 자료를 활용하여 4종의 다중 인공위성 기반 해수면온도 합성장 자료(OSTIA (Operational Sea Surface Temperature and Sea Ice Analysis), OISST (Optimum Interpolation Sea Surface Temperature), CMC (Canadian Meteorological Centre) 해수면온도 및 MURSST (Multi-scale Ultra-high Resolution Sea Surface Temperature))를 비교하여 각 해수면온도 합성장의 정확도를 평가하였다. 이어도 해양과학기지 수온 자료에 대하여 각 해수면온도 합성장은 최소 0.12℃ (OISST)와 최대 0.55℃ (MURSST)의 편차와 최소 0.77℃ (CMC 해수면온도)와 최대 0.96℃ (MURSST)의 평균 제곱근 오차를 나타냈다. 해수면온도 합성장 사이의 상호 비교 결과에서는 -0.38-0.38℃의 편차와 0.55-0.82℃의 평균 제곱근 오차의 범위를 보였으며 OSTIA와 CMC 해수면온도 자료가 가장 작은 오차 특성을 보인 반면 OISST와 MURSST 자료는 가장 큰 오차 특성을 나타내었다. 이어도 해양과학기지와 가장 가까운 지점에서 해수면온도 합성장 자료를 추출하여 시계열을 비교한 결과에서는 이어도 해양과학기지 관측 수온 뿐만 아니라 모든 해수면온도 합성장 자료에서 뚜렷한 계절 변동을 보였으나 봄철 해수면온도 합성장은 이어도 해양과학기지 관측 수온에 비해 과대추정되는 경향이 나타났다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume II
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• pp.892-895
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• 2006

The atmospheric effects on the retrieval of sea ice concentration from passive microwave sensors are examined using simulated data typical for the Arctic summer. The simulation includes atmospheric contributions of cloud liquid water and water vapor and surface wind on surface emissivity on the microwave signatures. A plane parallel radiative transfer model is used to compute brightness temperatures at SSM/I frequencies over surfaces that contain open water, first-year (FY) ice and multi-year (MY) ice and their combinations. Synthetic retrievals in this study use the NASA Team (NT) algorithm for the estimation of sea ice concentrations. This study shows that if the satellite sensor’s field of view is filled with only FY ice the retrieval is not much affected by the atmospheric conditions due to the high contrast between emission signals from FY ice surface and the signals from the atmosphere. Pure MY ice concentration is generally underestimated due to the low MY ice surface emissivity that results in the enhancement of emission signals from the atmospheric parameters. Simulation results in marginal ice areas also show that the atmospheric and surface effects tend to degrade the accuracy at low sea ice concentration. FY ice concentration is overestimated and MY ice concentration is underestimated in the presence of atmospheric water and surface wind at low ice concentration. In particular, our results suggest that strong surface wind is more important than atmospheric water in contributing to the retrieval errors of total ice concentrations over marginal ice zones.

• 한국지구과학회지
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• 제30권2호
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• pp.223-233
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• 2009

AQUA/AMSR-E 인공위성 자료를 활용하여 3차원 최적내삽 해수면온도 합성장을 생산하였고 시간평균장과 비교하여 문제점과 한계점을 기술하였다. 3-D SST 합성장은 북태평양 중앙부에서 전체적으로 $0.05^{\circ}C$ 이하의 작은 오차를 보였으나, 위성 결측이 있는 연안에서는 $0.4^{\circ}C$ 이상의 비교적 큰 오차를 유발하였다. 강한 강수나 구름으로 인한 결측이 있는 부분에서는 $0.1-0.15^{\circ}C$에 달하는 오차를 보였다. 시간평균장과 비교한 결과, 구름 부근의 화소에서는 해수면온도를 낮게 계산하는 경향이 있었으며, 해수면온도의 공간적 구배를 감소시키는 평활화가 전체적으로 나타났다. 적도 부근 저위도에서 OI SST는 실제 해수면온도에는 없는 불연속성을 만드는 경향이 있었고, 이는 OI 과정에서 사용한 윈도우의 크기와 해양 현상의 수평 규모가 위도에 따라 변화하는데서 기인하였다. 현상의 공간 규모의 척도인 로스비 내부변형 반경은 북태평양에서 O(1) 정도로 위도에 따른 공간적 변화가 큰 것으로 나타났다. 본 연구는 SST합성장 생산과정에 위도와 해수의 수직적 밀도 구조와 밀접한 관련이 있는 해양 현상의 수평적 규모의 시공간적 변동 특성을 고려해야 함을 제시한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제40권3호
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• pp.93-100
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• 2023

A study of uncertainty analysis was conducted on four key thermophysical properties of molten Platinum using a noncontacting levitation technique. More specifically, this work demonstrates a detailed reporting of the uncertainties associated with the density, volumetric thermal expansion coefficient, surface tension and viscosity measurements at higher temperatures for a widely used refractory metal, Platinum using electrostatic levitation (ESL). The microgravity experiments were conducted using JAXA's Electrostatic Levitation Furnace (ELF) facility on the International Space Station and the terrestrial experiments were conducted using NASA's Marshal Space Flight Center's ESL facility. The performance of these two facilities were then quantified based on the measurement precision and accuracy using the metrological International Standards Organization's Guide to the Expression of Uncertainty Measurement (GUM) principles.

• 한국기후변화학회지
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• 제6권2호
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• pp.95-104
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• 2015

To discuss whether we have credible estimations about historical surface temperature evolution since industrial revolution or not, present study investigates consistencies and differences of averaged surface air temperature since 1900 between the multiple data sources: Hadley Center Climate Research Unit (HadCRU4) surface air temperature data, ECMWF 20 Century Reanalysis data (ERA20CR), and NCEP 20 Century Reanalysis data (NCEP20CR). Averaged surface temperatures are obtained for the global, polar (90S~60S, 60N~0N), midlatitude (60S~30S, 30N~60N), tropical (30S~30N) region, separately. From the analysis, we show that: 1) spatio-temporal inhomogenity and scarcity of HadCRU4 data are not major obstacles in the reliable estimation of global surface air temperature. 2) Globally averaged temperature variability is largely contributed by those of tropical and midlatitude, which occupy more than 70% of earth surface in area. 3) Both data show consistent temperature variability in tropical region. 4) ERA20CR does not capture warm period over Arctic region in early 1900s, which is obvious feature in HadCRU4 data. Discrepancies among datasets suggest that high-level caution is needed especially in the interpretation of large Arctic warming in the early 1900s, which is often regarded as a natural variability in the Arctic region.

• 한국광물학회지
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• 제18권4호통권46호
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• pp.237-248
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• 2005

[ $Mg_{2}SiO_{4}{-}$ ]스피넬에서 올리빈으로의 역상변이에 대한 고온 X-선 회절실험 결과, 진공상태에서 가열하였을 때 상변이가 일어나며, 일정한 온도에서 스피넬상으로부터 올리빈상이 시간이 경과하면서 성장하는 것으로 보아 상변이 메커니즘은 '핵생성 및 성장' 형태인 것으로 판단된다. 스피넬 상으로부터 올리빈 상으로 역상변이 할 때의 활성화 에너지를 구하기 위해 $Mg_{2}SiO_{4}{-}$스피넬 시료에 대한 상변이 실험을 진공 및 고온($1023\∼1116\;k$)에서 시행하였다. 올리빈 상에 대해 '주어진 시간에 따른 비분율법'을 이용하여 활성화 에너지 값을 결정하였다. 아브라미 방정식을 이용하여 계산한 결과, n값은 대체로 온도가 증가함에 따라 매우 넓은 영역에서 동반 상승하는데, 이러한 현상은 '핵생성 및 성장' 메커니즘이 아마도 온도에 종속적이지 않느냐 하는 것을 제시해주고 있다. 상대적으로 낮은 온도에서는 $Mg_{2}SiO_{4}{-}$스피넬은 핵이 생성된 자리가 포화된 후, 새로운 결정상이 표면에서 성장을 시작하고 시간이 지남에 따라 내부 쪽으로 옮아가는 것으로 판단된다. 그러나 고온에서, 성장은 핵이 생성된 자리가 포화되고 난 후 표면뿐만 아니라, 내부에서도 동시에 시작되는 것으로 보인다.

• 한국표면공학회지
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• 제48권6호
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• pp.315-321
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• 2015

Rare-earth zirconates, such as $La_2Zr_2O_7$ and $Gd_2Zr_2O_7$, have been investigated as one of the candidates for replacing conventional yttria-stabilized zirconia (YSZ) for thermal barrier coating (TBC) applications at higher turbine inlet temperatures. In this study, double-ceramic-layer (DCL) TBCs of YSZ 1st layer and $La_2Zr_2O_7$ top coat layer are fabricated by suspension plasma spray with serial liquid feeders. Microstructures, hardness profiles, and thermal durability of DCL-TBCs are also characterized. Fabricated DCL-TBCs of YSZ/$La_2Zr_2O_7$ exhibit excellent properties, such as adhesion strength (>25 MPa) and electrical thermal fatigue (~1429 cycles), which are comparable with TBCs fabricated by atmospheric plasma spray.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권2호
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• pp.278-286
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• 2023

The present work evaluated the production of biohydrogen under mesophilic and thermophilic conditions through dark fermentation of palm oil mill effluent (POME) in batch mode using the design of experiment methodology. Response surface methodology (RSM) was applied to investigate the influence of the two significant parameters, POME concentration as substrate (5, 12.5, and 20 g/l), and volumetric substrate to inoculum ratio (1:1, 1:1.5, and 1:2, v/v.%), with inoculum concentration of 14.3 g VSS/l. All the experiments were analyzed at 37 ℃ and 55 ℃ at an incubation time of 24 h. The highest chemical oxygen demand (COD) removal, hydrogen content (H₂%), and hydrogen yield (HY) at a substrate concentration of 12.5 g COD/l and S:I ratio of 1:1.5 in mesophilic and thermophilic conditions were obtained (27.3, 24.2%), (57.92, 66.24%), and (6.43, 12.27 ml H₂/g COD_rem), respectively. The results show that thermophilic temperature in terms of COD removal was more effective for higher COD concentrations than for lower concentrations. Optimum parameters projected by RSM with S:I ratio of 1:1.6 and POME concentration of 14.3 g COD/l showed higher results in both temperatures. It is recognized how RSM and optimization processes can predict and affect the process performance under different operational conditions.

• Membrane and Water Treatment
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• 제6권2호
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• pp.141-160
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• 2015

This study aims to investigate the impacts of chemical cleaning on the performance of a reverse osmosis membrane. Chemicals used for simulating membrane cleaning include a surfactant (sodium dodecyl sulfate, SDS), a chelating agent (ethylenediaminetetraacetic acid, EDTA), and two proprietary cleaning formulations namely MC3 and MC11. The impact of sequential exposure to multiple membrane cleaning solutions was also examined. Water permeability and the rejection of boron and sodium were investigated under various water fluxes, temperatures and feedwater pH. Changes in the membrane performance were systematically explained based on the changes in the charge density, hydrophobicity and chemical structure of the membrane surface. The experimental results show that membrane cleaning can significantly alter the hydrophobicity and water permeability of the membrane; however, its impacts on the rejections of boron and sodium are marginal. Although the presence of surfactant or chelating agent may cause decreases in the rejection, solution pH is the key factor responsible for the loss of membrane separation and changes in the surface properties. The impact of solution pH on the water permeability can be reversed by applying a subsequent cleaning with the opposite pH condition. Nevertheless, the impacts of solution pH on boron and sodium rejections are irreversible in most cases.