• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제37권2호
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• pp.95-104
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• 2020

Properties of plasmas that constitute the plasma sheet in the near-Earth magnetotail vary according to the solar wind conditions and location in the tail. In this case study, we present multi-spacecraft observations by Cluster that show a transition of plasma sheet from cold, dense to hot, tenuous state. The transition was associated with the passage of a spatial boundary that separates the plasma sheet into two regions with cold, dense and hot, tenuous plasmas. Ion phase space distributions show that the cold, dense ions have a Kappa distribution while the hot, tenuous ions have a Maxwellian distribution, implying that they have different origins or are produced by different thermalization processes. The transition boundary separated the plasma sheet in the dawn-dusk direction, and slowly moved toward the dawn flank. The hot, tenuous plasmas filled the central region while the cold, dense plasmas filled the outer region. The hot, tenuous plasmas were moving toward the Earth, pushing the cold, dense plasmas toward the flank. Different types of dynamical processes can be generated in each region, which can affect the development of geomagnetic activities.

• 천문학회지
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• 제34권1호
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• pp.25-29
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• 2001

We have constructed a non-spherical model for the hot oxygen corona of Mars by including the effects of planetary rotation and diurnal variation of the Martian ionosphere. Exospheric oxygen densities are calculated by integrating ensemble of ballistic and escaping oxygen atoms from the exobase over the entire planet. The hot oxygen atoms are produced by dissociative recombination of $O^+_2$, the major ion in the Martian ionosphere. The densities of hot oxygen atoms at the exobase are estimated from electron densities which have been measured to vary with solar zenith angle. Our model shows that the density difference of hot oxygen atoms between noon and terminator is about two orders of magnitude near the exobase, but reduces abruptly around altitudes of 2000 km due to lateral transport. The diurnal variation of hot oxygen densities remains significant up to the altitude of 10000 km. The diurnal variation of the hot oxygen corona should thus be considered when the upcoming Nozomi measurements are analyzed. The non-spherical model of the hot oxy-gen corona may contribute to building sophisticate solar wind interaction models and thus result in more accurate escaping rate of oxygens from Mars.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권5호
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• pp.1777-1788
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• 2017

This paper presents the design and dynamic analysis of a stand-alone microgrid with high penetration of renewable energy. The optimal sizing of various components in the microgrid is obtained considering two objectives: minimization of levelized cost of energy (LCOE) and maximization of renewable energy penetration. Integrating high renewable energy in stand-alone microgrid requires special considerations to assure stable dynamic performance, we therefore develop voltage and frequency control method by coordinating Battery Energy Storage System (BESS) and diesel generators. This approach was applied to the design and development of Gasa Island microgrid in South Korea. The microgrid consists of photovoltaic panels, wind turbines, lithium-ion batteries and diesel generators. The dynamic performance of the microgrid during different load and weather variations is verified by simulation studies. Results from the real microgrid were then presented and discussed. Our approach to the design and control of microgrid will offer some lessons in future microgrid design.

• 천문학회보
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• 제36권2호
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• pp.93.2-93.2
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• 2011

Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) has measured space environment and its effects on spacecraft and astronaut since 1987. At present, we have operated space environment monitors onboard one GEO spacecraft, one QZO spacecraft, and two LEO spacecrafts. The obtained space environment data has been gathered into the Space Environment and Effects System database (SEES, http://sees.tksc.jaxa.jp/). In this presentation, measurement result of space environment in low earth orbit obtained by the Daichi satellite from 2006 through 2011 is reported as well as recent activities in space environment engineerings in JAXA. The Technical Data Acquisition Equipment (TEDA) on board the Daichi satellite (Advanced Land Observing Satellite: ALOS) had been operated in low earth orbit at 700 km altitude with 98 degree inclination from February 2006 until April 2011. The TEDA consists of the Light Particle Telescope and the Heavy Ion Telescope. The operation period of the Daichi satellite was through the solar-activity minimum period. The space radiation environment around the Daichi satellite had been almost stable. However, large solar flares followed by CMEs sometimes disturbed the space radiation environment in the orbit of the Daichi satellite. In addition, high speed solar wind often flowed and modulated the electron flux in the horn region. On the other hand, a little variation was seen in the SAA region.

• 한국환경과학회지
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• 제8권6호
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• pp.639-643
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• 1999

After analyzing the correlation between air pollution and visibility, TSP and $NO_2$ is responsible for poor visibility in Pusan. After analyzing the correlation between meteorological factors and visibility, general pattern of humidity has clear negative correlation. The variation of wind speed has a positive correlation. In order to investigate the cause of poor visibility in Pusan area, the Andersen sampler and PM-2.5 are used to collect and analyze aerosol. This study was carried out to monitor the visibility using Forward scattering meter and to find out the characteristics and the cause of good visibility case and poor visibility case by measuring and analyzing a variety of parameters, such as particle size distributions, chemical compositions, and meteorological conditions in Pusan. According to the analysis of intensive sampling, $NO_3^-,NH_4^+$ ion concentration increased together with the mass concentration around $0.5\~2.5{\mu}m$ approximately during the case of poor visibility. $NH_4NO_3,\;NH_4Cl,\;and\;NaCl$ were thought to be the major components of fine particles.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.115.1-115.1
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• 2012

The Ultraviolet Coronagraph Spectrometer on board the Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) observes low ionization state coronal mass ejection plasma at ultraviolet wavelengths. The CME plasmas are often detected in O VI ($3{\times}10^5K$), C III ($8{\times}10^4K$), $Ly{\alpha}$, and $Ly{\beta}$. Earlier in situ observations by the Solar Wind Ion Composition Spectrometer (SWICS) on board Advanced Composition Explorer (ACE) have shown mostly high ionization state plasmas in interplanetary coronal mass ejections (ICME) events, which implies that most CME plasma is strongly heated during its expansion in solar corona. In this analysis, we investigate whether the low ionization state CME plasmas observed by UVCS occupy small enough fractions of the CME volume to be consistent with the small fraction of ICMEs measured by ACE that show low ionization plasma, or whether the CME must be further ionized after passing the UVCS slit. To do this, we determine the covering factors of low ionization state plasma for 10 CME events. We find that the low ionization state plasmas in CMEs observed by UVCS show small covering factors. This result shows that the high ionization state ICME plasmas observed by the ACE results from a small filling factor of cool plasma. We also find that the low ionization state plasma volumes in faster CMEs are smaller than in slower CMEs. Most slow CMEs in this analysis are associated with a prominence eruption, while the faster CMEs are associated with X-class flares.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.117.2-117.2
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• 2012

It is generally accepted that sudden compressions of the magnetosphere cause electromagnetic ion cyclotron (EMIC) wave growth by increasing the proton temperature anisotropy. These compression-associated EMIC waves are expected to be on higher latitudes (i.e., higher-L regions close to the magnetopause). In this study we examine Pc1 pulsations, which are believed to be generated by the EMIC instability, observed at subauroral latitude near the nominal plasmapause when the magnetosphere is suddenly compressed by solar wind dynamic pressure variations, using induction magnetometer data obtained from Athabasca, Canada (geomagnetic latitude = 61.7 N, L ~ 4.5). We identified 9 compression-associated Pc1 waves with frequencies of ~0.5-2.0 Hz. The wave activity appears in the horizontal H (positive north) and D (positive eastward) components. All of events show low coherence between H and D components. This indicates that the Pc1 pulsations in H and D oscillate with a different frequency. Thus, we cannot determine the polarization state of the waves. We will discuss the occurrence location of compression-associated Pc1 pulsations, their spectral structure, and wave properties.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권2호
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• pp.147-174
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• 2005

본 연구에서는 미 국립대기연구소(NCAR)의 열권-이온권 전기역학적 대순환 모델(TIEGCM)을 이용하여 행성간 자기장(IMF)의 방향과 세기 그리고 고도에 따라 여름철 남반구 고위도 하부 열권의 바람에 작용하는 운동량 강제력을 정량적으로 구하였다. 그리고 이들을 서로 비교 분석함으로써 IMF 조건과 고도에 따른 고위도 하부 열권의 풍계(wind system)를 유지시켜주는 주된 물리적인 과정을 살펴보았다. 고위도 하부 열권(<180km)에서 양($B_y$ > 0.8|$\overline{B}_z$|)또는 음($B_y$ < -0.8|$\overline{B}_z$|)의 IMF By 조건인 경우에 운동량 강제력 차이, 즉 IMF 기준치 ${\neq}$ 0 일 때와 IMF 기준치=0 일 때의 운동량 강제력 차이(difference momentum force)는 자기위도 -80$^{\circ}$에서 최대값을 가지면서 극관과 오로라 영역에 국한된 단순한 형태의 분포를 보인다. 그리고 IMF $B_z$ 성분이 양과 음일 때 강제력 차이의 세기는 비슷하지만 분포양상은 반대방향을 취한다. 한편 IMF $B_z$가 양($B_z$ > 0.3125|$\overline{B}_y$|) 또는 음($B_z$ < -0.3125|$\overline{B}_y$|)인 조건인 경우에는 강제력 차이가 아오로라(subauroral) 위도까지 분포하며 IMF $B_z$가 양 또는 음의 조건일 때 보다 복잡한 구조를 보인다. 그리고 IMF $B_z$가 음인 경우의 강제력 차이가 양인 경우보다 더 크며 반대방향으로 작용한다. 125km 보다 더 높은 고도(>125km)에서 바람차이를 결정하는 주된 강제력은 기압경도력, 전향력, 수평이류 그리고 비발산 성분이 강한 Pedersen 이온항력인 것으로 확인되었다. 고도 약 125km 에서는 이 네 가지 힘에 더불어 비회전 성분이 강한 Hall 이온향력과 극관내 의 연직 이류가 지역과 시간에 따라 바람차이의 형성에 작용한다. 한편 고도 108-125km 에서는 IMF $B_z$ 조건일 경우의 극관영역을 제외하고는 기압경도력, 전향력 그리고 Hall 이온항력이 이 고도에서의 바람차이를 유발시키는 주된 강제력으로 작용한다. 고도 108km 이하에서는 기압경도력과 전향력이 균형을 이루어 지균 운동을 유지시킨다. IMF-$\overline{B}_y$의존 MLT 평균 운동량 강제력들은 이온항력을 제외한 다른 모든 남북성분이 동서성분에 비해 더 강하게 중성대기에 작용하는 것으로 확인되었다. 108-125km의 고도에서 IMF B?가 음인 경우에 이온항력은 하강운동 및 단열압축가열과 관련된 시계방향의 온난순환(warm circulation)을 극관 내에 형성시킨다. 반면 IMF $B_y$가 양인 경우에는 극관 내에 상승운동 및 단열팽창냉각과 관련된 반시계방향의 한랭순환(cold circulation)을 형성시킨다. 이온항력은 IMF $B_z$가 음인 경우에는 새벽영역에 상승운동과 관련된 반시계방향의 한랭순환을, 반면에 IMF $B_z$가 양인 경우에는 새벽영역에 하강운동과 관련된 시계방향의 온난순환을 형성시킨다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제25권4호
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• pp.405-414
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• 2008

이 연구에서는 고위도 하부 열권 역학을 좌우하는 물리적 과정을 이해하기 위하여, 상이한 행성간 자기장(Interplanetary Magnetic Field, IMF)에 따른 남반구 고위도 하부 열권에서의 소용돌이도(vorticity)와 발산(divergence)을 분석하였다. 이 연구를 위하여 미국립대기연구소(National Center for Atmospheric Research, NCAR)의 열권-이온권 전기역학적 대순환 모델(Thermo sphere-Ionosphere Electrodynamic General Circulation Model, TIEGCM)을 이용하였다. 소용돌이도와 발산 분석은 전체 수평 바람장을 최종적으로 결정하는 운동량원(momentum source)을 밝히는데 도움을 주는 근원적인 흐름을 파악할 수 있게 해주며, 운동량원들의 상대적인 강도를 분석해내는데 좋은 도구가 된다. 고위도 하부 열권의 평균 바람장은 태양 복사와 쥴가열에 의해 유발되는 발산운동 보다는 이온대류에 의해 유발되는 회전운동에 의해 주로 지배된다는 것이 확인되었다. $IMF{\neq}0$와 IMF=0인 경우의 고위도 열권 하부에서의 소용돌이도 차이(difference vorticity)가 모든 IMF 조건에서 발산장 차이(difference divergence)에 비해 훨씬 더 크게 나타났다. 이는 IMF가 발산적인 흐름보다 회전적인 흐름에 더 강하게 영향을 끼치며, 나아가 IMF가 발산운동을 유발하는 에너지 유입보다는 회전운동을 유발하는 운동량 유입에 더 강하게 영향을 끼침을 의미한다. IMF의 방향에 따라 고위도 하부 열권에서의 소용돌이도 차이의 양상이 매우 달랐다 $B_y$가 음일 때는 지자기 위도 $-70^{\circ}$ 이상의 고위도에서 극을 중심으로 양의 소용돌이도 차이가 나타나고 $B_y$가 양일 때는 음의 소용돌이도 차이가 나타났다. $B_z$가 음인 경우 소용돌이도 차이가 저녁 영역에는 양이고 새벽 영역에는 음이며, $B_z$가 양인 경우에는 반대의 분포를 보였다. $B_z$가 음일 때가 양일 때보다 소용돌이도 차이가 더 큰 것으로 확인되었는데, 이는 IMF $B_z$가 남쪽으로 향할 때가 북쪽으로 향할 때보다 고위도 이온권의 이온대류를 더 강화시켜 열권 중성대기의 회전적인 흐름을 더 강하게 유발시킴을 의미한다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제7권2호
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• pp.49-57
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• 2011

서울의 대기오염, 특히 고농도 대기오염 사례는 시민 건강에 매우 부정적일뿐만 아니라, 일반 시민들이 서울시에 대해 느끼는 체감오염도에도 중요한 변수이다. 따라서 이러한 고농도 대기오염 사례의 원인을 규명하는 것은 과학적으로 중요할 뿐만 아니라 사회적으로도 중요한 문제이다. 2005년 7월 22일부터 31일 사이에 고농도 대기오염 사례가 관측되었다. 이 대기오염 사례에 대해 측정소 간의 시계열분석, 에어로졸 성분 분석, 궤적 분석 등의 종합적인 해석을 통해, 대기오염 사례가 국지적인 것이었는지, 외부 영향에 의한 것인지 규명 하였다. 측정 결과를 바탕으로 이 사례를 7월 22~27일(기간 1)과 28~31일(기간 2)의 두 기간으로 구분하였다. 우리나라의 도시대기측정소의 PM10 농도 추이를 분석한 결과, 기간 1에는 춘천의 PM10 농도와 3시간 후에 서울의 PM10 농도가 상관관계가 높았으며, 기간 2에는 중부 지방 전체의 PM10 농도 사이에 상관관계가 높았다. 기간 1에는 풍속이 점차 강해져서 오염물질이 희석되는 경향을 보였으며, 기간 2에는 풍속이 점차 약해져 정체성 특성을 보여 고농도가 계속 유지되었다. 관측한 PM2.5 이온 조성은 기간 1보다는 기간 2에 높았으며, 두 기간 모두, 서울의 평균 농도보다는 매우 높았다. 궤적분석 결과 기간 1에는 시계열 분석 결과와 일치하게, 공기덩어리가 중국에서 북한과 강원도를 거쳐 서울로 이동하였고, 기간 2에는 중국에서 직접 서울로 이동하였다. 현재는 북한의 대기오염물질 배출 정도나 대기오염도에 대한 자료가 부족하여 보다 상세한 분석이 힘들다. 그러나 북한의 영향이 상당할 것으로 보이므로 이에 대한 연구가 필요하다 (Kim et al., 2011). 이 연구 결과는 2005년 7월 하순에 서울에서 발생한 대기오염 에피소드는 외부 영향, 특히 중국 영향에 의한 것임을 보여준다. 그러나 같은 외부 영향이라도 공기의 이동 경로와 풍속에 따라 오염 특성이 달라지는 것을 확인하였다.