• 대한지리학회지
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• 제50권1호
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• pp.1-21
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• 2015

본 연구에서는 지난 40년 동안(1973~2012)의 우리나라 기상청 산하 61개 지점 일기온 자료와 NCEP/NCAR 재분석 자료를 바탕으로 우리나라 지역별 겨울철 극한저온현상 발생 시 동아시아 영역의 종관 기후 패턴의 특징을 밝히고자 하였다. 일최고기온과 일최저기온 하위 10 퍼센타일 기준으로 정의된 겨울철 극한저온현상은 주로 겨울철 전반기(12월 초순~1월 중순)에 2~7일 간격으로 우리나라 전역 또는 주요 산맥 기준 동서지역으로 구분되어 발생함을 알 수 있다. 해수면기압과 바람벡터 등의 지상 종관 자료 합성장 분석에 따르면 총 13개로 구분되는 우리나라 겨울철 극한저온현상 발생 공간 패턴은 산맥뿐만 아니라 시베리아 고기압과 알류샨 저기압의 상대적인 확장 범위와 강도와 밀접한 관련성이 있음을 알 수 있다. 대류권 중층(500 hPa) 종관기후도 분석에 따르면, 블러킹 형태의 저기압이 상층 찬 공기를 고위도 지역에서 한반도로 이류시킬 때 우리나라에 겨울철 극한저온현상이 발생하기에 적합한 조건이 형성됨을 알 수 있다. 이러한 결과들은 지역규모 이상의 동아시아 겨울철 극한저온현상 예보를 향상시키기 위해 시베리아 고기압, 알류샨 저기압, 상층 블러킹 등의 종관 기후 요소를 모니터링하는 것이 중요함을 가리킨다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권3호
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• pp.545-552
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• 2018

지반접지선은 남극 빙하 및 빙붕의 취약성을 나타내는 가장 핵심적인 척도로 물질균형의 증거로 사용된다. 본 연구에서는 SAR와 레이더 고도계 위성을 이용하여 빙하와 빙붕의 고해상도 수치고도모델을 제작하고, 이를 이용하여 동남극의 Campbell 빙하의 지반접지선의 위치를 추정하고 시공간적 변화를 관찰하였다. 2013년 6월 21일과 2016년 9월 10일에 획득된 TanDEM-X 와 TerraSAR-X 자료와 촬영날짜 대비 15일 이내의 CryoSat-2 레이더 고도계 자료의 조합을 이용하여 고해상도 수치고도모델을 제작 후 지반접지선을 추정하였으나 3년 동안 큰 변화를 관찰하지 못하였다. 지반접지선 추정 시 사용된 얼음의 평균 밀도는 정확하게 알려져 있기 않기 때문에 얼음의 밀도를 변화시킨 지반접지선의 변화를 분석하였다. DDInSAR로 추정된 지반접지선과는 공간적으로 큰 차이가 있었지만 광학위성의 표면 특징을 이용하여 추정된 지반접지선과는 얼음의 밀도가 약 $880kg/m^3$일 때 가장 유사하였다. 본 연구는 해저지형의 수직적 정확도에 따라서 결과의 신뢰도가 변할 수 있지만 얼음의 지반접지선 지역의 유체정역학적 얼음 두께가 더욱 큰 영향을 끼칠 것으로 고려되며 동일한 오차를 포함한 두 시기의 지반접지선을 비교하였기 때문에 상대적 변화는 의미가 있다고 고려된다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권6호
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• pp.599-616
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• 2020

해수면온도는 해양-대기 상호작용, 열속 변화, 대양의 해양 순환을 이해할 수 있는 가장 중요한 해양 변수들 중의 하나이다. 0℃ 이하 -2℃까지 극저 해수면온도는 기후변화 및 지구환경 변화를 유도하고 조절하기 때문에 다른 범위의 해수면온도보다 더 중요하게 다루어져야 한다. 전구 대양에서 이러한 극저 해수면온도의 시간적 공간적 변동성을 이해하기 위하여 1982년부터 2018년까지의 기간 동안 관측된 인공위성 일별 해수면온도 데이터베이스를 활용하여 평균 기후장을 산출하였다. 또한 장기간의 해양 실측 자료에 기반하여 생산된 표층 수온의 기후 평균장을 활용하여 극저 해수면온도가 전구 대양에서 존재하는 해역과 0℃ 등온선의 월별 공간 변동을 분석하였다. 그 결과 극저 해수면온도는 북극해와 남극해와 같은 극지 해역과 고위도의 연해에서 상당한 해양의 표면적을 차지하고 있었다. 이러한 극저 해수면 온도가 어떻게 시각화되어 있는지 검토하기 위하여 6종 지구과학교과서를 분석하였다. 대부분의 교과서에서 해수면온도 삽화는 0℃ 혹은 그 이상 수온에서 부터 도시하여 학생들이 극저 해수면온도에 대한 개념과 역할에 대한 이해를 획득하는 것을 저해하고 있었다. 데이터 시각화는 데이터 리터러시의 주요한 요소 중에 하나이므로 위성 해수면온도 자료가 교과서에 적절하게 시각화되도록 교과서 삽화의 개선이 필요하다. 본 연구는 인공위성 해수면온도 자료와 해양 실측 자료를 활용하여 해양 데이터의 시각화를 통하여 해양학적 소양과 데이터 리터러시가 동시에 함양되고 강화될 수 있음을 강조하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제16권1호
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• pp.1-13
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• 2011

황해저층냉수는 지난 동계의 차고 건조한 바람에 의해 생성되어, 하계에 황해 중앙골을 따라 남하하는 것으로 알려져 있다. 동중국해 북부해역에서 황해저층냉수의 특성과 거동을 파악하기 위해 2003년부터 2009년까지 하계에 관측한 자료를 분석하였다. 수괴분석을 통해 본 연구해역에 영향을 미치는 황해저층냉수를 새롭게 정의하여 북서저층냉수라고 명명하였고, 수온 $13.2^{\circ}C$ 이하, 염분 32.6~33.7 psu와 밀도 $24.7{\sim}25.5\;{\sigma}_t$로 특성지었다. 지형류 계산에 의해 연구해역에서 북서저층냉수는 약 2 cm/s 이하의 속도로 남하하는 것으로 추정하였다. 정의한 북서저층냉수는 수온의 범위와 자지하고 있는 영역에서 연간 변동을 보이며, 이러한 변동은 이전 해 동계 황동중국해의 표층수온의 변화와 밀접한 관련이 있었고, 동계 표층수온의 변화는 동계 기온에 의한 영향이 지배적임을 확인하였다. 동계 동중국해 표층수온은 북극진동 지수와 높은 상관성을 보이며, 동계의 북극진동이 음일 때 동중국해 표층수온이 하강하였고, 이러한 영향으로 북서저층냉수 세력이 동중국해 북부 해역까지 저수온을 보이면서 확장하였다. 동 연구는 동계의 북극진동지수, 황동중국해 겨울철 표층수온, 동중국해 북부의 북서저층냉수가 역학적으로 관련이 있음을 보였고, 이를 바탕으로 하계 동중국해 북부해역에서 저층냉수의 거동을 유추할 수 있을 것으로 사료된다.

• 지질공학
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• 제33권2호
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• pp.275-291
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• 2023

지구온난화로 인해 극지방에 대한 접근성이 높아짐에 따라 석유자원이 풍부한 영구동토 지역에서 자원개발 플랜트 건설의 수요가 증가하고 있다. 동토 지역에서의 자원개발 플랜트 건설 입지는 동토 활성층의 융해와 동결에 기인하는 지표변위가 필수적으로 고려되어야 한다. 그러나 동토의 변위를 고려하여 자원개발 플랜트 건설의 입지를 선정한 연구 사례는 거의 없다. 이 연구에서는 캐나다 앨버타 주의 Athabasca 남부 지역에서 최적의 오일샌드 개발 플랜트 건설 입지를 선정하기 위해 지표변위를 비롯한 다양한 공간정보를 활용하여 계층화 분석(Analytical Hierarchy Process)을 수행하였고, 동토 지역에서의 자원개발 플랜트 건설 활동에 있어 지표변위의 중요성을 논의하였다. 2007년 2월부터 2011년 3월까지 획득된 시계열 ALOS PALSAR 영상에 Small BAseline Subset-Interferometric Synthetic Aperture Radar 기법을 적용하여 지표변위 속도 정보를 구축하였고, ERA5 재분석 자료로부터 2000~2010년 기간에 대한 평균 기온, 지표온도, 지중온도 정보를 구축하였다. 도로 및 철도와 토지피복 공간정보는 각각 캐나다 연방 통계청과 북미환경협력위원회에서 제공하는 자료를 구축하여 활용하였다. 토지피복, 지표변위, 도로 접근성을 가장 중요한 공간정보로 설정하여 수행한 최적 입지 분석 결과는 2010년 이후 건설된 오일샌드 플랜트 건설지와 비교하여 그 타당성이 확인되었고, 입지 적합도 평가에 대한 지표변위의 민감도는 매우 높은 것으로 분석되었다. 이 연구를 통하여 동토 지역에서 최적의 자원개발 플랜트 건설지를 선정하는데 지표변위가 필수적으로 고려되어야 함이 확인되었다.

• 미생물학회지
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• 제52권1호
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• pp.110-115
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• 2016

남극 해양세균 Pseudoalteromonas sp. PAMC 21150에서 분리한 소형 플라스미드(small plasmid, pDK4)의 크기는 3,480bp이고 G+C 함량은 41.64%이며, 3개의 open reading frames(ORFs)을 포함하고 있다. 3개의 ORF는 replication initiation protein (RepA), conjugative mobilization protein (Mob), 그리고 기능이 밝혀지지 않은 단백질을 코팅하고 있다. PCR 반응으로 증폭한 pDK4를 Escherichia coli high-copy pUC19 클로닝 벡터에 삽입하여 fusion vector (pDOC153)를 제작하였고, pDOC 153에 chloramphenicol 저항성 유전자를 삽입하여 ampicillin/chloramphenicol 저항성 Pseudoalteromonas - Escherichia coli 셔틀 벡터(shuttle vector; 7,216 bp 크기; pDOC155)를 제작하였다. 북극 해양세균 P. issachenkonii PAMC 22718이 보유한 2개의 유전자(TonB-dependent receptor gene, chi22718_IV, and exochitinase gene, chi22718_III)를 pDOC155에 삽입하여 두 개의 pDOC155 변형체(pDOC158, pDOC165)를 제작하였다. pDOC158 혹은 pDOC165을 이용하여 triparental mating 방법에 의해 플리스미드 미보유 해양세균인 Pseudoalteromonas sp. PAMC 22137를 형질전환하였다. PCR을 이용한 유전자 증폭실험을 통해서, pDOC158와 pDOC165에 삽입된 유전자들은 Pseudoalteromonas sp. PAMC 22137와 E. coli $DH5{\alpha}$ 내에서 안정적으로 유지되는 것을 확인하였다. 위의 결과는 셔틀 벡터 pDOC155는 Pseudoalteromonas spp. 유래 유전자들을 다른 Pseudoalteromonas spp. 세포 안으로 전달할 수 있는 새로운 유전자 전달시스템으로 이용될 수 있음을 보여주었다.

• 한국환경생태학회지
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• 제22권5호
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• pp.471-480
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• 2008

본 연구는 지리산국립공원의 해발고도와 식생에 따른 번식기 조류군집특성을 파악하기 위해 실시하였다. 조사를 위하여 고도와 식생에 따라 4개 조사구를 선정하고 2006년 3월부터 8월까지 번식기 조류군집과 서식지환경조사를 실시하였으며 그 결과는 다음과 같다. 전체 조사지에서 관찰된 조류 종수는 총 32종으로 각 조사구별 관찰 종수 및 밀도는 고도가 낮은 혼효림 조사구에서 27종, 37.31마리/ha, 고도가 낮은 활엽수림 조사구에서 23종, 34.99마리/ha, 고도가 높은 혼효림 조사구에서 18종, 23.95마리/ha, 고도가 높은 활엽수림 조사구에서 19종, 20.21마리/ha이었다. 고도가 낮은 지역에서만 관찰된 종은 11종(멧비둘기, 검은등뻐꾸기, 직박구리, 호랑지빠귀, 붉은머리오목눈이, 숲새, 산솔새, 쇠솔딱새, 큰유리새, 박새, 동박새)이었으며, 고도가 높은 지역에서만 관찰된 종은 4종(들꿩, 매사촌, 두견이, 흰배멧새)이었다. 조류 종수와 밀도는 고도가 낮은 지역과 혼효림에서 높게 나타났다. 영소길드는 고도가 낮은 지역은 3가지 유형의 종수가 비슷하게 나타났으며, 고도가 높은 지역은 수관층 영소길드의 종수가 적게 나타났다. 채이길드는 모든 조사구에서 수관층 채이길드의 종이 가장 높게 나타났다. 종별 밀도의 조사구별 차이분석에서 식생에 따른 밀도의 유의적 차를 나타낸 종은 고도가 낮은 지역에서 4종으로 그 중 오목눈이와 박새는 수관층의 피도량의 차이, 진박새는 침엽수서식지 선택 특성에 따른 것이었다. 고도가 높은 지역에서 5종은 관목층 수목의 밀생에 따른 것으로 조사되었다. 고도에 따른 밀도의 유의적 차를 나타내는 종은 10종으로 벙어리뻐꾸기, 굴뚝새, 쇠유리새, 쇠솔새, 진박새, 노랑턱멧새는 고도가 높은 지역에서, 흰배지빠귀, 오목눈이, 곤줄박이, 동고비는 고도가 낮은 지역에서 밀도가 높게 나타났다. 지리산 번식조류군집 분포는 관목층의 밀생과 수관층의 총피도량 차이에 영향을 받는 것으로 보여진다. 그러므로 관목층의 피도량과 수관층의 엽층다양성 및 총피도량 관리 및 유지가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권1호
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• pp.31-39
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• 2020

아시아에서 가장 큰 칼데라 호수인 천지는 해발 약 2250 m의 백두산 정상에 위치한다. 천지는 높은 해발고도 및 바다와 인접한 환경으로 인해 1년 중 6개월 정도가 눈과 얼음으로 뒤덮여 있다. 천지의 수원은 대부분 지하수로부터 유입되기 때문에 수온과 백두산의 화산활동이 밀접한 관련이 있다. 하지만 2000년대에 들어서며 백두산에 많은 화산활동이 관측되고 있다. 본 연구에서는 유럽우주국(European Space Agency: ESA)에서 제공하는 Sentinel-1 위성 영상자료를 활용하여 백두산의 겨울철 생성되는 얼음의 면적을 분석하였다. Sentinel-1 위성의 후방산란 영상에서 얼음의 면적을 산출하기 위해 질감 분석 기법을 활용하여 2개의 편파영상에서 20개의 Gray-Level Co-occurrence Matrix(GLCM) 레이어를 생성했다. 면적 산출에 사용된 방법은 GLCM 레이어를 Support Vector Machine (SVM) 알고리즘으로 분류하여 영상에서 얼음의 면적을 산출했다. 또한 산출된 면적은 삼지연 기상관측소에서 획득된 기온자료와 상관관계를 분석하였다. 본 연구는 본격적인 장기간의 시계열 분석에 앞서 얼음의 면적을 산출하는 새로운 방법에 대한 대안을 제시하는 근거로서 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권11호
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• pp.905-916
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• 2019

본 연구에서는 이변량 웨이블릿 분석에 있어 모 웨이블릿이 어떤 영향을 미치는지를 파악하였다. 모 웨이블릿으로는 관련 연구에서 많이 사용되고 있는 총 네 가지(Bump, Mexican hat, Morlet, Paul)를 선정하였다. 이들 모 웨이블릿은 먼저 백색잡음과 다양한 주기의 사인곡선을 결합하여 만든 시계열의 이변량 분석에 적용하여 그 결과를 평가하였다. 또한 실제 시계열인 북극진동지수(AOI)와 남방진동지수(SOI)를 이변량 분석하여 모의된 시계열의 분석 결과가 실제 자료의 분석결과에도 일관되게 유지되는지를 판단하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 먼저, Bump와 Morlet 모 웨이블릿의 경우가 이론적인 예측에 보다 잘 부합하는 것으로 나타났으며, 반대로 Mexican hat 모 웨이블릿은 상대적으로 단주기의 변동 특성을, Paul 모 웨이블릿의 경우에는 장주기의 변동 특성을 잘 보여주는 것으로 나타났다. 둘째, Mexican hat과 Paul 모 웨이블릿의 경우에는 스케일 간섭이 매우 크게 나타남을 확인할 수 있었다. Bump와 Morlet 모 웨이블릿에서는 이러한 문제점이 나타나지 않았다. 소위 동조화(co-movement)를 탐색하는 능력은 Morlet와 Paul 모 웨이블릿이 가지고 있는 것으로 파악되었다. 특히, Morlet의 경우 이 특성이 더욱 명확히 나타남을 확인하였다. 결과적으로 Morlet 모 웨이블릿이 이변량 웨이블릿 분석에 가장 무난한 것으로 확인되었다. 마지막으로, AOI와 SOI 자료의 이변량 웨이블릿 분석에서는 대략 2-4년 정도의 주기성분이 약 20년 빈도로 서로 동조하고 있음을 확인할 수 있었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_2호
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• pp.1179-1192
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• 2018

이 연구는 남빙양(Southern Ocean)에서 나타나는 주된 전선(Front)들 중에 남극 극 전선(Antarctic Polar Front; PF)을 탐지하기 위하여 위성 기반 해수면 온도(sea surface temperature)와 해수면 고도(sea surface height) 자료를 복합적으로 사용하였다. 정확한 PF 탐지를 위하여 일별 SST와 SSH 자료를 각각 기반으로 하여 베이지안 결정 이론(Bayesian decision theory)을 적용하였으며, 이를 근거로 전선/비전선의 신호를 격자 별로 분류하였다. 이후, 시공간적인 합성을 통하여 일차적인 노이즈(noise) 제거 및 지리학적 연결성을 보완하였다. 그러나 이들 과정을 수행하고도 여전히 잔존하는 일부 노이즈를 제거하기 위하여 해빙 및 연안 마스킹(masking)을 수행하였다. 또한 모폴로지 연산(morphology operation)을 통하여 지류 성분을 최대한으로 배제하고 주된 전선 성분만을 추출하였다. 최종적으로 선택된 전선 격자 들에서 PF의 특징을 나타낼 수 있도록 가장 최남단의 전선만을 선택하여 평활 스플라인(smoothing spline) 최적화 방식을 통해 선 형태의 월별 PF를 산출하였다. 산출된 PF는 기존의 연구에서 제시한 PF의 위치와 상당히 유사한 것으로 나타났으며, 특히 바닥 지형에 따라 상당 부분 결정되는 PF의 변화를 잘 모사하는 것으로 보인다. 로스해 주변(${\sim}180^{\circ}W$)과 호주 이남의 해역($120^{\circ}E-140^{\circ}E$)은 PF의 위치에 대한 계절적 변동이 높게 나타나며, 그러한 변동이 기존에 제시된 결과와 상당히 유사한 경향을 지닌다. 그러므로 이 연구에서 산출된 PF의 위치에 대한 탐지 결과가 향후 장기적 관점에서 수행될 연구에 사용될 수 있는 가치를 지닐 것으로 기대한다.