• 제목/요약/키워드: long-term variability

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광릉 낙엽활엽수 노령림의 CO2 수지 역학: 15년 관측으로부터의 교훈 (The Dynamics of CO2 Budget in Gwangneung Deciduous Old-growth Forest: Lessons from the 15 years of Monitoring)

  • 양현영;강민석;김준;류다운;김수진;천정화;임종환;박찬우;윤순진
    • 한국농림기상학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.198-221
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    • 2021
  • 1960-70년대 대규모 산림녹화 이후에 한국의 산림은 점차 노령화되고 있다. 노령림의 순 CO2 교환은 이론적으로 중립에 가깝지만, 교란이나 관리에 의해 CO2 흡원 또는 발원이 될 수 있다. 본 연구는 한국의 광릉 낙엽활엽수 노령림(GDK)의 CO2 수지 역학을 이해함으로써, 다음 두 가지 질문에 답하고자 하였다: (1) 보전되고 있는 GDK는 과연 이론적으로 알려져 있는 CO2 중립인가? (2) 관측된 CO2 수지의 경년 변동이 문헌에 보고된 조절 인자들과의 선형적인 인과관계로 설명이 가능한가? 이에 답하기 위해, 본 연구는 KoFlux GDK 관측지에서 에디 공분산 기술로 2006년부터 2020년까지 15년 동안 관측된 CO2 플럭스 자료와 생기상학적 자료를 분석하였다. 연구 결과, (1) GDK는 15년 자료를 평균해서 보면 약한 CO2 발원이며, 관측기간 동안 흡원과 발원 사이를 오갔으나 최근 5년 동안 CO2 발원으로서의 강도가 증가하고 있다. (2) 전천일사, 생장기간, 엽면적지수의 경년 변동은 총 일차생산량(Gross Primary Production, GPP)의 경년변동과 양의 상관관계(R2=0.32~0.45)가 있는 반면, 기온과 지표면 온도의 경년 변동은 생태계 호흡(Ecosystem Respiration, RE)의 경년 변동과 유의한 상관관계가 없었다. 또한, 관측기간 초반(첫 10년)의 CO2 플럭스와 기상요인 및 생물학적 요인으로 학습시킨 기계학습은 관측기간 후반(최근 5년)의 GPP와 RE의 경년 변동을 제대로 모사해내지 못했다. 단, 고사목에서 배출된 탄소 추정량이 CO2 발원으로의 전환에 일부 기여했을 것으로 추정된다. GDK의 장기 CO2 수지 역학에 대해 올바로 이해하고 해석하기 위해서는, 분석과 모델링을 위한 복잡계과학 기반의 새로운 프레임워크가 필요하다. 더불어, 플럭스 모니터링 및 자료 품질 유지와 함께 고사목과 교란을 지속적으로 모니터링하는 것이 중요함을 다시 한 번 확인하였다.

수도 통일품종 육성보급 전후 20년간의 생산성 변이 (Variation of Rice Production for Two Decades before and after Breeding Tongil Variety in Korea)

  • 이은웅
    • 한국작물학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.183-192
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    • 1982
  • 1961-1980년의 20개년간 수도 재배면적은 거의 일정하였으나 생산량은 1961년의 3,462.6천t에서 1977년의 6,0056.천t까지 73.4%가 증가되었는데 이는 재배기술의 개선과 더불어 다수성 통일성 품종의 육성 보급에 힘입은 바 크다 할 것이다. 그러나 1978년 통일형 품종의 도열병 신균계에 대한 리병화와 더불어 계속된 이상기상으로 하여 1980년의 생산량은 1960년대 수준으로 떨어지므로서 수도작은 새로운 국면에 처하게 되었다. 한편 통일품종이 육성 보급된 1971년을 전후한 20개년 생산성은 계속 증가되어 왔으나 농가와 시험연구기관간에 수량차이는 1960-1971년의 79kg/10a에서 1972-1980년의 101kg/10a으로 점차로 커져왔고, 또한 동기간중 지역간 차이도 50-60kg/10a과 80kg/10a으로 더 커지고 있는 것으로 나타났다. 따라서 품종의 생산능력을 증대시키므로서 전체 생산성의 상한선은 제고하였지만 절대편차는 변화시키지 못하였음을 입증해주고 있다. 그간의 생산성 증가에 있어서 품종적 요인이 40%이고 기술적 요인을 13%로 추정할 경우 나머지 47%는 품종과 기술외적인 요인으로 볼 수 있을 것인데 이에 대하여는 최근 사회적, 생산기반조성 및 환경개선 등 여러 각도에서 집중적으로 논의되어왔다. 물론 재배환경의 균일화나 재배기술의 평준화는 기대하기 어려운 요인이라 하더라도 농가수량과 시험장수량과의 차이 20%, 지역간 차이 20%를 가능한 줄이는 방향으로 노력해 간다면 현재의 품종 생산능력과 기술수준으로서도 상당한 정도의 증수를 기대할 수 있을 것으로 보인다. 이와 같은 효과를 기대하기 위하여는 다음과 같은 요인들이 착실하게 지속적으로 실천되어져야 할 것이다. 첫째, 품종의 생산능력 증대와 재해 저항성 증진을 위한 육종사업과 재배기술개선을 위한 수도의 생리ㆍ생태적 기초연구의 강화. 둘째, 안정된 생산기반 조성 특히 지력증진과 관배수시설을 위한 지속적 노력. 셋째, 농민들의 생산의욕 고취를 위한 안정된 정책적 뒷받침. 넷째, 장기계획 수립을 위한 정확한 통계조사 등이라 하겠다.

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Google Earth Engine 기반 Sentinel-1 SAR 위성영상을 이용한 지표 토양수분량 산정 가능성에 관한 연구 (Study on the Possibility of Estimating Surface Soil Moisture Using Sentinel-1 SAR Satellite Imagery Based on Google Earth Engine)

  • 조영현
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.229-241
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    • 2024
  • 클라우드 플랫폼을 이용한 빅데이터 처리기술의 발달로 위성영상과 같이 용량이 큰 자료에 대한 접근 및 처리와 분석이 최근 획기적으로 개선되고 있다. 본 연구에서는 그 플랫폼 중 하나인 Google Earth Engine (GEE) 기반의 전처리 완료된 Sentinel-1 합성개구레이더(synthetic aperture radar, SAR) 위성영상 자료의 후방산란계수 값에 비교적 간단한 토양수분량 추출 방법인 Change Detection Method를 적용하여, 2015~2023년의 국내 용담댐 유역 내 6개 관측소 지점 및 유역 평균에 대한 지표 토양수분량을 산정 후 실측과의 상관성 분석 및 GEE의 활용성을 검토하였다. 그 결과 SAR 위성영상 자체의 지표 측정 정확도와 자료간 특성 변동 등으로 인해 유역 내 관측소별 일부구역에 대해 산정한 지점 지표 토양수분량은 VH와 VV 편파에서 모두 0.1~0.3 수준의 낮은 상관성이 확인된 반면, 유역 전체 면적에 대한 평균 SAR 후방산란계수 값 추출 및 이동평균으로 자료의 불확실성 및 변동성을 완화시킨 유역 평균 지표 토양수분량은 0.5 수준의 향상된 결과를 보였다. 이렇게 GEE를 활용하여 산정된 토양수분량의 결과는 SAR 자료의 전처리에 있어 직접적으로 원하는 분석을 수행하지 못하는 제한점은 있지만, 방대한 위성영상 자료를 효율적으로 처리하여 장기간의 유역 평균과 같은 넓은 범위의 토양수분량을 산정, 평가해 볼 수 있다는 점에서 그 활용성을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 향후 국내 여러 지점의 지표 토양수분량 관측자료와 연계해 주요 댐 유역의 평균지표 토양수분량 장기 변화 파악 등에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

한국 서해 폐기물 투기해역의 하계 수질인자 분포특성과 장기 투기행위로 인한 영양염 농도 변화 (Variation of Nutrients due to Long-Term Effects of Ocean Dumping and Spatial Variability of Water Quality Parameters in Summer at the Ocean Waste Disposal Site Off the West Coast of Korea)

  • 고혁준;최영찬;박성은;차형기;장대수;윤한삼;이충일
    • 한국환경과학회지
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    • 제22권11호
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    • pp.1389-1402
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    • 2013
  • This paper focuses on the impacts of waste dumping on inorganic nutrients in the dumping area of the Yellow Sea, and the effect of an governmental regulation of pollution in dumping areas. The environmental variables and parameters of the dumping and reference areas in the Yellow Sea were measured during July 2009 and analyzed. In addition, the analyzed data for inorganic nutrients over the last 10 years were obtained from the Korea Coast Guard (KCG) and the National Fisheries Research and Development Institute (NFRDI). The chemical environment of the study area revealed increases in concentrations of inorganic nutrients, Chemical Oxygen Demand (COD), and Volatile Suspended Solids (VSS) in the bottom layer. On the contrary, the pH level was decreased. Most notably, the time series data of inorganic nutrients showed gradual increase over time in the dumping area, and thus, the oligotrophic waters trend toward eutrophic waters. The increases appears to be due to the disposal of large amounts of organic waste. In recent times, the wastes disposed at the area were largely comprised of livestock wastewater, and food processing waste water. The liquefied waste, which contains an abundance of nutrients, causes a sharp increase in concentrations of inorganic nitrogen in the dumping area. On the one hand, the dumping sites have been deteriorated to such an extent that pollution has become a social problem. Consequentially, the government had a regulatory policy for improvement of marine environmental since 2007 in the dumping area. Hence, the quality of marine water in the dumping site has improved.

대기 중 카보닐 계열 성분의 분석기법의 연구: 포름알데하이드와 DNPH의 반응 특성을 중심으로 (Some considerations for the determination of carbonyl compounds in air: Reaction characteristics of formaldehyde with 2.4-DNPH)

  • 홍윤정;김기현
    • 분석과학
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    • 제18권1호
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    • pp.43-50
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    • 2005
  • 독성과 자극성을 지닌 포름알데하이드와 아세트알데하이드 등을 위시한 카보닐계 성분들은 실내오염 및 악취의 주요 성분으로 지목되고 있다. 따라서 이들에 대한 정성, 정량적 분석방법을 이해하는 것은 실내오염 및 악취 등과 연계된 환경 문제를 규명하기 위한 가장 기초적인 출발점으로서의 의미를 지닌다. 본 연구에서는 HPLC/UV법에 기초하여 포름알데하이드와 관련된 환경분석학적 특징을 다각도에서 진단하였다. 이를 위해 실제 환경시료 중에서 이들을 분석하는 것과 유사한 조건으로 여러 가지 검출특성을 평가하였다. 표준용액 시료를 다양한 농도 대에서 반복 분석한 결과를 토대로 정밀도를 평가한 결과, 대체로 2% 내외의 양호한 수준의 상대표준오차를 확인하였다. 또한 포름알데하이드의 검출한계를 5 L의 대기시료로부터 채취한 것으로 가정하였을 때, 그 값은 0.5 ppb 수준으로 나타났다. 또한 장기간에 걸쳐 확보한 다수의 검량곡선 자료를 이용하여 검량선의 변이특성을 평가한 결과, 검량곡선의 기울기 값에 대한 상대표준오차가 3% 내외로 대단히 안정적인 조건을 유지하는 것으로 확인되었다. 실제 포름알데하이드와 2,4-DNPH의 용액상 반응을 평가한 결과, 평행에 도달하기 까지 비교적 긴 시간 (약 1시간 30분 정도)이 소요되는 것으로 나타났다. 적정수준의 포름알데하이드를 검출하기 위해서는 DNPH의 농도를 적정수준으로 유지하여 한다는 점도 확인 하였다. 예를 들어, 실내공기 규제 기준의 20배 수준의 포름알데하이드 (90 L 공기를 임핀저로 채취할 때, 흡습액 중에 $6ng/{\mu}L$ 수준의 농도)를 검출하기 위해서는 DNPH의 농도를 적정수준 (약 $160ng/{\mu}L$ 이상)으로 유지해야 하는 것으로 나타났다. 결과적으로 대기시료의 채취에 사용되는 카트리지 용출방식의 안정도에 대해서도 다양한의 평가가 필요한 것으로 사료된다.

WZ Cephei: A Dynamically Active W UMa-Type Binary Star

  • Jeong, Jang-Hae;Kim, Chun-Hwey
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제28권3호
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    • pp.163-172
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    • 2011
  • An intensive analysis of 185 timings of WZ Cep, including our new three timings, was made to understand the dynamical picture of this active W UMa-type binary. It was found that the orbital period of the system has complexly varied in two cyclical components superposed on a secularly downward parabola over about 80y. The downward parabola, corresponding to a secular period decrease of $-9.{^d}97{\times}10^{-8}y^{-1}$, is most probably produced by the action of both angular momentum loss (AML) due to magnetic braking and mass-transfer from the massive primary component to the secondary. The period decrease rate of $-6.^{d}72{\times}10^{-8}y^{-1}$ due to AML contributes about 67% to the observed period decrease. The mass flow of about $5.16{\times}10^{-8}M_{\odot}y^{-1}$ from the primary to the secondary results the remaining 33% period decrease. Two cyclical components have an $11.^{y}8$ period with amplitude of $0.^{d}0054$ and a $41.^{y}3$ period with amplitude of $0.^{d}0178$. It is very interesting that there seems to be exactly in a commensurable 7:2 relation between their mean motions. As the possible causes, two rival interpretations (i.e., light-time effects (LTE) by additional bodies and the Applegate model) were considered. In the LTE interpretation, the minimum masses of $0.30M_{\odot}$ for the shorter period and $0.49M_{\odot}$ for the longer one were calculated. Their contributions to the total light were at most within 2%, if they were assumed to be main-sequence stars. If the LTE explanation is true for the WZ Cep system, the 7:2 relation found between their mean motions would be interpreted as a stable 7:2 orbit resonance produced by a long-term gravitational interaction between two tertiary bodies. In the Applegate model interpretation, the deduced model parameters indicate that the mechanism could work only in the primary star for both of the two period modulations, but could not in the secondary. However, we couldn't find any meaningful relation between the light variation and the period variability from the historical light curve data. At present, we prefer the interpretation of the mechanical perturbation from the third and fourth stars as the possible cause of two cycling period changes.

한국 남동해역 내대륙붕 세립퇴적물의 분포 및 퇴적작용 (Sedimentation and Distribution Pattern of the Fine-grained Sediments in the Southeastern Inner Shelf of Korea)

  • 유동근;김길영;이호영;서영교;박수철;김대철
    • 한국수산과학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.159-169
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    • 2004
  • Sedimentation and depositional pattern of the fine-grained sediments in the southeastern inner shelf of Korea were studied using a very high-resolution seismic profiles and sediment data. The recent mud deposits up to 45 m thick are distributed in the inner shelf forming a nearshore belt from the eastern part of Geoje Island to off the Pohang along the coast. The sediment in this area consists of homogeneous mud with mean grain size between $8.6\;to\;5.3\phi$ and does not show any distinct variability It gradually becomes finer and well sorted northeastward along the coast. Sediments normally appear as structureless massive mud but X-radiographs show that some bioturbation and faint lamination are present. The sediments accumulate at a rate of 0.18-0.44 cm/yr and the rate coincides well with the long-term (a 1000-year scale) accumulation based on very high-resolution seismic data. Distribution of wet bulk density and velocity shows a gradual increase from the southeastern part of Ulsan to off Pohang, whereas porosity shows a reverse pattern. Correlations between velocity and porosity/mean grain size are different from other regions compared, due to the difference of sediment texture and sedimentary environment. The recent shelf deposits are seismically characterized by three distinct facies: 1) well-stratified (near the river mouth), 2) semi-transparent (eastern part of Geoje Island), and 3) transparent (off Ulsan). The results suggest that fine-grained sediment derived from rivers, forming a nearshore mud belt, have been transported northeastward by the northeastward-flowing coastal current.

조선 중기 이후 서울의 장마철 강수 평균과 극한강수현상의 변화 (Changes in Means and Extreme Events of Changma-Period Precipitation Since mid-Joseon Dynasty in Seoul, Korea)

  • 최광용
    • 대한지리학회지
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    • 제51권1호
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    • pp.23-40
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    • 2016
  • 본 연구에서는 조선시대 측우기(1777~1907년)와 현대적 기상장비(1908~2015년)로 측정한 강우량 자료를 종합 분석하여 서울의 장마철 강수량과 극한강수현상에 나타난 장기간 변화 양상을 밝히고자 하였다. 또한 이와 관련된 동아시아 영역의 종관 기후장에 나타난 변화 특징을 밝히고자 하였다. 약 239년 동안의 서울의 강수자료 시계열을 분석한 결과, 20세기 후반으로 올수록 장마철(6월 하순~9월 초순) 강수량이 증가하고, 경년변동성도 더 커짐을 알 수 있다. 특히 1990년대 초반부터는 장마철 중에서도 여름장마기(6월 하순~7월 중순)와 장마 휴지기(7월 하순~8월 초순)에 극한강수현상 중심의 강수량이 뚜렷하게 증가하면서 장마기의 구분이 모호해지고 있음을 알 수 있다. 이와 관련하여 변화가 뚜렷한 1990년 전후의 상층 종관기후장을 비교해 보면, 최근에는 북서태평양 주변의 해수면 온도가 상승하고 북태평양 아열대 고기압 강도가 강화되어 해양성 기단이 한반도 방향으로 더 확장하고, 유라시아 대륙 내부 몽골 지역을 중심으로 강한 고기압 편차핵이 형성되면서 고위도로부터 기류가 더 활발하게 유입되고 있음을 알 수 있다. 즉, 서로 다른 성질의 기류들이 강해지면서 이들 기류들이 만나는 북서태평양 연안 지역에 상승 기류 흐름이 활발해지면서 최근에는 서울의 장마철 강수평균 및 극한강수현상이 증가하였다고 할 수 있다.

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국가지하수관측소 충적관측정의 수위 변동 유형 분류 및 특성 비교 (Classification and Characterization for Water Level Time Series of Shallow Wells at the National Groundwater Monitoring Stations)

  • 김규범;염병우
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제12권5호
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    • pp.86-97
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    • 2007
  • 현재 운영중인 국가지하수관측소의 지하수위 변동 특성을 파악하고자, 2003년부터 2005년까지의 156주 동안의 202개 암반관측정과 112개 충적관측정을 대상으로 주성분분석을 실시하였다. 암반 및 충적관측정의 지하수위에 대하여 80% 정도 설명 가능한 8개 주성분을 각각 추출하였으며 이중 충적관측정에 대해서는 주성분 인자적재값을 이용하여 군집분석을 실시한 결과 강우에 대한 지하수위의 반응(군집 1: 4.6일, 군집 2: 24.1일, 군집 3: 1.4일), 수위 변동추세(군집 1: $2.05{\times}10^{-4}$ m/day, 군집 2: $-7.85{\times}10^{-4}$ m/day, 군집 3: $-3.51{\times}10^{-5}$ m/day), 수위 변동 폭(군집 1 < 군집 2 < 군집3) 등에 의하여 설명되는 3개의 군집으로 분류되었으며, 각 군집은 유의수준 0.05에서 인근 하천과의 거리(군집 3 < 군집 2 < 군집 1), 지하수 함양율(군집 3 < 군집 2 < 군집 1) 및 지형 경사 특성(군집 3이 평야지대, 군집 1은 급경사 지역) 등에 차이를 보이는 것으로 나타났다.

THE MILLIMETER-RADIO EMISSION OF BL LACERTAE DURING TWO γ-RAY OUTBURSTS

  • Kim, Dae-Won;Trippe, Sascha;Lee, Sang-Sung;Park, Jong-Ho;Kim, Jae-Young;Algaba, Juan-Carlos;Hodgson, Jeffrey A.;Kino, Motoki;Zhao, Guang-Yao;Wajima, Kiyoaki;Kang, Sincheol;Oh, Junghwan;Lee, Taeseok;Byun, Do-Young;Kim, Soon-Wook;Kim, Jeong-Sook
    • 천문학회지
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    • 제50권6호
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    • pp.167-178
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    • 2017
  • We present a study of the inexplicit connection between radio jet activity and ${\gamma}$-ray emission of BL Lacertae (BL Lac; 2200+420). We analyze the long-term millimeter activity of BL Lac via interferometric observations with the Korean VLBI Network (KVN) obtained at 22, 43, 86, and 129 GHz simultaneously over three years (from January 2013 to March 2016); during this time, two ${\gamma}$-ray outbursts (in November 2013 and March 2015) can be seen in ${\gamma}$-ray light curves obtained from Fermi observations. The KVN radio core is optically thick at least up to 86 GHz; there is indication that it might be optically thin at higher frequencies. To first order, the radio light curves decay exponentially over the time span covered by our observations, with decay timescales of $411{\pm}85$ days, $352{\pm}79$ days, $310{\pm}57$ days, and $283{\pm}55$ days at 22, 43, 86, and 129 GHz, respectively. Assuming synchrotron cooling, a cooling time of around one year is consistent with magnetic field strengths $B{\sim}2{\mu}T$ and electron Lorentz factors ${\gamma}$ ~ 10 000. Taking into account that our formal measurement errors include intrinsic variability and thus over-estimate the statistical uncertainties, we find that the decay timescale ${\tau}$ scales with frequency ${\nu}$ like ${\tau}{\propto}{\nu}^{-0.2}$. This relation is much shallower than the one expected from opacity effects (core shift), but in agreement with the (sub-)mm radio core being a standing recollimation shock. We do not find convincing radio flux counterparts to the ${\gamma}$-ray outbursts. The spectral evolution is consistent with the 'generalized shock model' of Valtaoja et al. (1992). A temporary increase in the core opacity and the emergence of a knot around the time of the second ${\gamma}$-ray event indicate that this ${\gamma}$-ray outburst might be an 'orphan' flare powered by the 'ring of fire' mechanism.