• Ocean and Polar Research
• /
• 제34권3호
• /
• pp.305-323
• /
• 2012

The ocean's response to the Pinatubo and 1259 volcanic eruptions was investigated using an ocean general circulation model equipped with an energy balance model. Volcanic eruptions release gases into the atmosphere which increases the aerosol optical depth and acts to reduce the incoming short-wave radiation. For example, there was a huge volcanic eruption (Pinatubo) in 1991 which reduced the global mean radiative forcing by about 3 W $m^{-2}$. Two numerical experiments were simulated. The first experiment features the Pinatubo eruption and the second experiment simulates the much larger volcanic eruption that occurred in 1259 when the radiative forcing was reduced by 7 times compared to the Pinatubo event. With the reduced radiative forcing due to the Pinatubo eruption at about 3 W $m^{-2}$ and 1259 eruption at about 21 W $m^{-2}$, the global mean sea surface temperature (SST) decreased to its lowest in the second year after each event by about $0.4^{\circ}C$ and $1.6^{\circ}C$, respectively. Sea surface salinity (SSS) increased substantially in the northern North Pacific, northern North Atlantic, and the Southern Ocean. The reduced SST together with SSS increased ocean convection, which yielded an increase in North Atlantic Deep Water, Antarctic Bottom Water, and North Pacific Intermediate Water production and their outflows. The increase in overturning circulation eventually increased the pole-ward ocean heat fluxes. In conclusion, huge volcanic eruptions perturb the ocean substantially and their hallmarks last for more than a decade, confirming the importance of volcanic eruptions in illustrating the decadal-climate variability recorded in the paleoclimate proxy data for the past million years.

• 약학회지
• /
• 제54권3호
• /
• pp.180-186
• /
• 2010

Aldosterone, mineralocorticoid hormone, has important functions related to the regulation of blood pressure and balance of fluids and electrolytes in the distal region of the nephron. By genomic and non-genomic action of aldosterone, the physiological kidney functions are modulated. However, many of them except several kind of sodium channel have not been identified and analyzed yet. In this study, proteomic technologies with two-dimensional gel electrophoresis (2-DE) gel using aldosterone rat model were applied to analyze and identify the aldosterone dependently expressed proteins in rat kidney cortex. As a result, the established aldosterone rat model exhibited the normal physiological responses to aldosterone and modulated proteins were identified, which included 15 increased and 3 decreased proteins on 2-DE analysis. Among them, 11 proteins were identified as changed proteins by LC-MS/MS analysis. These proteins identified as aldosterone induced proteins were involved in several cellular pathways such as cytoskeleton remodeling, energy metabolism, amino acid metabolism, and chaperone process. In conclusion, our data could provide the insights into the new mechanism underlying regulation of kidney functions by aldosterone.

• 상하수도학회지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.201-207
• /
• 2004

Dissolved air flotation (DAF) is a solid-liquid separation process that uses fine rising bubbles to remove particles in water. Most of particle-bubble collision occurs in the DAF contact zone. This initial contact considered by the researchers to play a important role for DAF performance. It is hard to make up conceptual model through simple mass balance for estimating collision efficiency in the contact zone because coupled behavior of the solid-liquid-gas phase in DAF system is 90 complicate. In this study, 2-phase(gas-liquid) flow equations for the conservation of mass, momentum and turbulence quantities were solved using an Eulerian-Eulerian approach based on the assumption that very small particle is applied in the DAF system. For the modeling of turbulent 2-phase flow in the reactor, the standard $k-{\varepsilon}$ mode I(liquid phase) and zero-equation(gas phase) were used in CFD code because it is widely accepted and the coefficients for the model are well established. Particle-bubble collision efficiency was calculated using predicted turbulent energy dissipation rate and gas volume fraction. As the result of this study, the authors concluded that bubble size and recycle ratio play important role for flow pattern change in the reactor. Predicted collision efficiency using CFD showed good agreement with measured removal efficiency in the contact zone. Also, simulation results indicated that collision efficiency at 15% recycle ratio is higher than that of 10% and showed increasing tendency of the collision efficiency according to the decrease of the bubble size.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.1003-1010
• /
• 2013

본 연구에서는 식료품의 진열과 보관에 사용되며 전시효과가 우수한 냉기 강제순환식 쇼케이스의 성능을 예측하는 프로그램을 개발하였다. 압축기의 성능해석에는 제조사에서 제공한 성능선도를 사용하였고 모세관 내 압력손실은 균질유동 모델을 사용하여 계산하였다. 증발기와 응축기는 미소체적으로 구분하여 에너지 균형을 고려하였고 관내측과 공기측 열전달계수는 적절한 상관식으로부터 구하였다. 압축기로 3/4 마력급 왕복동식 2개를 사용하고, 팽창장치로는 내경 1.6 mm의 모세관을, 응축기와 증발기로는 상호 공유형태의 핀-튜브 열교환기를 적용한 쇼케이스 시제품에 대해 성능시험을 수행하고 시험결과와 비교했을 때, 본 프로그램은 시제품의 증발 온도와 응축 온도를 적절히 예측함을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
• /
• pp.470-470
• /
• 2015

본 연구의 목적은 위성영상 기반의 SEBAL(Surface Energy Balance Algorithm for Land) 모형과 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 수문모형을 용담댐 유역($922.3km^2$)에 적용하여 증발산량을 산정하고 모형 간 공간 증발산량의 비교를 통해 각 모형의 적용성을 평가하는데 있다. 이를 위해 SEBAL모형의 입력자료로 Terra MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectrometer) Product 중 Normalized Distribution Vegetation Index(NDVI), Albedo 영상을 2012년부터 2013년까지 월단위로 구축하고, 일단위의 Land Surface Temperature(LST) 영상을 구축하였다. 지형자료로는 Digital Elevation Model(DEM)과 Land use를 구축하였으며 SEBAL 모형의 구동을 위한 위성영상 및 지형자료는 500 m의 공간해상도로 재구축하였다. SWAT 모형의 모의를 위해 기상 및 유량 자료를 2000년부터 2013년까지 일단위로 구축하였고, DEM, Land use, 토양도의 지형자료를 30 m의 공간해상도로 구축하였다. SWAT 모형의 유출 검보정 후 수위관측소 지점에서 평균 $R^2$를 산정한 결과 도치(0.80), 동향(0.72), 석정(0.64), 주천(0.80), 천천(0.80), 용담댐(0.72)로 높은 상관성을 나타냈으며, 유출 검보정 후 SWAT 모형의 증발산량 모의 결과를 바탕으로 SEBAL 모형과의 공간 증발산량을 비교하였다. 두 모형의 증발산량은 SEBAL 모형의 경우 지형에 따라 SWAT 모형은 토양 특성에 따라 분포하는 경향이 다르게 나타났다. SEBAL 모형은 주로 저지대에서 증발산량이 높게 산정되며 고지대로 갈수록 감소하여 증발산량이 지형의 고저차에 따라 분포하는 모습을 보였다. SWAT 모형은 토양 특성에 따라 증발산량이 분포하며 유역 내에서 뚜렷한 차이를 나타내지는 않았다. 월별 총 증발산량은 SWAT 모형의 경우 7~8월에 약 90 mm/mon로 가장 높게 나타나고 1~2월은 0 mm/mon로 계절별 변화폭이 컸으나, SEBAL 모형의 경우 5~6월에 증발산량이 약 60 mm/mon로 가장 높게 나타났고 계절별 변화 폭이 SWAT 모형에 비해 적은 모습을 보였다. 이는 위성영상을 기반으로 하는 SEBAL 모형의 특성상 장마 기간에 해당하는 7~8월은 구름으로 인해 일사량이 적게 계산되고, 그 결과 5~6월에 비해 증발산량이 작게 산정되는 것으로 판단된다.

• 대기
• /
• 제31권2호
• /
• pp.143-156
• /
• 2021

This study investigates the impacts of land cover change due to urbanization on the Urban Heat Island Intensity (UHII) and the Heat Index (HI) over the Seoul metropolitan area using the Unified Model (UM) with the Met Office Reading Urban Surface Exchange Scheme (MORUSES) during the heat wave from 16, July to 5, August 2018. Two simulations are performed with the late 1980s land-use (EXP1980) and the late 2000s land-use (EXP2000). EXP2000 is verified using Automatic Weather Station (AWS) data from 85 points in the study area, and observation sites are classified into two categories according to the urban fraction change over 20 years; Category A is 0.2 or less increase, and Category B is 0.2 or more increase. The 1.5-m temperature and relative humidity in Category B increase by up to 1.1℃ and decreased by 7% at 1900 LST and 2000 LST, respectively. This means that the effect of the urban fraction changes is higher at night. UHII increases by up to 0.3℃ in Category A and 1.3℃ in Category B at 1900 LST. Analysis of the surface energy balance shows that the heat store for a short time during the daytime and release at nighttime with upward sensible heat flux. As a result of the HI, there is no significant difference between the two experiments during the daytime, but it increases 1.6℃ in category B during the nighttime (2200 LST). The results indicate that the urbanization increase both UHII, and HI, but the times of maximum difference between EXP1980 and EXP2000 are different.

• 한국작물학회지
• /
• 제43권2호
• /
• pp.113-119
• /
• 1998

Spatial patterns of soil temperature on sloping lands are related to the amount of solar irradiance at the surface. Since soil temperature is a critical determinant of many biological processes occurring in the soil, an accurate prediction of soil temperature distribution could be beneficial to agricultural and environmental management. However, at least two problems are identified in soil temperature prediction over natural sloped surfaces. One is the complexity of converting solar irradiances to corresponding soil temperatures, and the other, if the first problem could be solved, is the difficulty in handling large volumes of geo-spatial data. Recent developments in geographic information systems (GIS) provide the opportunity and tools to spatially organize and effectively manage data for modeling. In this paper, a simple model for conversion of solar irradiance to soil temperature is developed within a GIS environment. The irradiance-temperature conversion model is based on a geophysical variable consisting of daily short- and long-wave radiation components calculated for any slope. The short-wave component is scaled to accommodate a simplified surface energy balance expression. Linear regression equations are derived for 10 and 50 cm soil temperatures by using this variable as a single determinant and based on a long term observation data set from a horizontal location. Extendability of these equations to sloped surfaces is tested by comparing the calculated data with the monthly mean soil temperature data observed in Iowa and at 12 locations near the Tennessee - Kentucky border with various slope and aspect factors. Calculated soil temperature variations agreed well with the observed data. Finally, this method is applied to a simulation study of daily mean soil temperatures over sloped corn fields on a 30 m by 30 m resolution. The outputs reveal potential effects of topography including shading by neighboring terrain as well as the slope and aspect of the land itself on the soil temperature.

• 한국습지학회지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.509-518
• /
• 2013

지표와 대기간의 에너지 및 수문기상인자들의 교환에 대한 이해는 수자원분야의 연구에 있어서 기초라 할 수 있으며 이를 위하여 Land Surface Mode(LSM)을 활용한 연구가 활발히 진행되고 있다. Noah Land Surface Model (Noah LSM)은 에너지 방정식과 물수지 방정식을 기반으로 한 지면모형으로 수문기상인자들에 대한 모의가 가능하다. 국외에는 Noah LSM을 이용한 다양한 연구사례들이 있으나, 국내에서는 적용사례가 매우 부족하며, 특히 단독으로 Noah LSM을 적용한 사례는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 Noah LSM의 국내 적용성을 평가하기 위해 해남(HFK)과 광릉(GDK) Korea Flux Network (KoFlux)에서 제공하는 자료를 입력자료로 활용하여 모형 결과를 산출하고, 순 복사량, 잠열, 현열의 결과를 관측자료와 비교 검증하였다. 모형 결과와 관측치를 비교한 결과 회귀분석에서의 상관계수 값이 각 인자 별로 해남은 0.83~099, 광릉은 0.64~0.99로 신뢰할 만한 수준인 것으로 나타났다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.103-116
• /
• 2004

지표 온도를 산출하는 중규모 대기 모형은 일반적으로 태양 복사의 직달 일사량에 대하여 경사진 지형의 효과를 고려하지 않는다. 이는 실제 태양 복사량의 국지적 차이를 나타내지 못하며, 그 결과 국지적인 지표 온도에서의 큰 오차를 가져온다. 따라서 지형의 기하학적 특성뿐만 아니라 지표의 식생 특성을 고려함으로써, 정확한 국지적 지표 온도를 나타내고자 하였다. 본 연구의 목적은 GIS의 그리드 모형을 적용한 에너지 균형 모형(EBM)을 사용하여 진단적으로 지역적 지표 온도를 산출하는 것이다. 본 연구에서, 한반도 남부 지역의 지형적 비균질성은 그리드 내의 지형 방위각과 경사각의 함수인 조도각의 항으로써 흡수된 지표 일사량 계산에 고려되었다. 또한 지표 온도 변화에 주요한 변수가 되는 지표의 식생 특성이 NDVI의 항으로 사용하였다. 지표의 경사진 지형의 효과와 식생 특성이 고려된 지표 온도의 상세한 지역적 분포가 연구 결과로써 제시되었다. 이러한 지역적 지표 온도 분포는 저층 대기에서 지형에 의한 지역 순환을 형성할 수 있으며, 실제 자연에서의 지역 순환을 더욱 잘 설명할 수 있을 것이다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제6권3호
• /
• pp.205-215
• /
• 1997

본 연구에서는 온실 재배 토마토 군락의 열수지에 근거한 증산모델을 구성하고 실험을 통하여 모텔에 필요한 계수의 추정과 모질의 검증을 수행하였다. 온실의 일사략과 엽-대기수증기압차(LVPD)를 매개변수로 하는 기공확산저항 추정식을 구성하여 기공작산저항 실측 자료를 이용하여 추정식의 계수를 추정하였다. 이 추정식으로 기공확산저항 변이의 80％ 이상을 설명할 수 있었으며 추정식에 이용하지 않았던 독립 자료를 이용하여 검정한 결과 추정정도가 높아 증산예측 모델의 구성식으로 이용될 수 있는 것으로 판단되었다. 반투과성 매질의 복사 흡수이론을 적용한 Stanghellini의 식을 다소 변형하여 모델의 군락 순복사 추정식으로 사용하였으며 이 추정식에 의하여 계산된 순복사량은 실측치와 잘 일치하였다. 계수 추정에 사용하지 않았던 독립 자료를 이용하여 순복사 및 기공확산저항 추정식으로 구성된 증산예측 모델의 군락온도 및 증산예측 정도를 검증하였다. 모델에 의하여 계산된 군락 온도, 순간 증산속도 및 일 총 증산량은 실측치와 잘 일치하여 본 연구에서 작성된 증산 예측 모델은 온실 재배 토마토의 환경제어, 관개제어 등에 실용적으로 활용될 수 있을 것으로 판단되었다.