• Ocean and Polar Research
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• 제37권2호
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• pp.127-140
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• 2015

A continuous series of 60 snow samples was collected at a 2.5-cm interval from a 1.5-m snow pit at a site on the Styx Glacier Plateau in Victoria Land, Antarctica, during the 2011/2012 austral summer season. Various chemical components (${\delta}D$, ${\delta}^{18}O$, $Na^+$, $K^+$, $Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$, $Cl^-$, $SO_4{^2-}$, $NO_3{^-}$, $F^-$, $CH_3SO_3{^-}$, $CH_3CO_2{^-}$ and $HCO_2{^-}$) were determined to understand the highly resolved seasonal variations of these species in the coastal atmosphere near the Antarctic Jang Bogo station. Based on vertical profiles of ${\delta}^{18}O$, $NO_3{^-}$and MSA, which showed prominent seasonal changes in concentrations, the snow samples were dated to cover the time period from 2009 austral winter to 2012 austral summer with a mean accumulation rate of $226kgH_2Om^{-2}yr^{-1}$. Our snow profiles show pronounced seasonal variations for all the measured chemical species with a different pattern between different species. The distinctive feature of the occurrence patterns of the seasonal variations is clearly linked to changes in the relative strength of contributions from various natural sources (sea salt spray, volcanoes, crust-derived dust, and marine biogenic activities) during different short-term periods. The results allow us to understand the transport pathways and input mechanisms for each species and provide valuable information that will be useful for investigating long-term (decades to century scale periods) climate and environmental changes that can be deduced from an ice core to be retrieved from the Styx Glacier Plateau in the near future.

• 대기
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• 제26권1호
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• pp.19-33
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• 2016

Water vapor in the atmosphere is an important element that generates various meteorological phenomena and modifies a hydrological cycle. In general, the Yeongdong region has a lot of snow compared to the other regions in winter due to the complex topography and an adjacent East Sea. However, the phase change from water vapor to ice cloud and further snowfall has little been examined in detail. Therefore, in this study, we investigated phase change of liquid water in terms of a quantitative budget as well as time lag of water vapor conversion to snowfall in the ESSAY (Experiment on Snow Storms At Yeongdong) campaign that had been carried out from 2012 to 2015. First, we classified 3 distinctive synoptic patterns such as Low Crossing, Low Passing, and Stagnation. In general, the amount of water vapor of Low Crossing is highest, and Low Passing, Stagnation in order. The snowfall intensity of Stagnation is highest, whereas that of Low Crossing is the lowest, when a sharp increase in water vapor and accordingly a following increase in precipitation are shown with the remarkable time lag. Interestingly, the conversion rate of water vapor to snowfall seems to be higher (about 10%) in case of the Stagnation type in comparison with the other types at Bukgangneung, which appears to be attributable to significant cooling caused by cold surge in the lower atmosphere. Although the snowfall is generally preceded by an increase in water vapor, its amount converted into the snowfall is also controlled by the atmosphere condition such as temperature, super-saturation, etc. These results would be a fundamental resource for an improvement of snowfall forecast in the Yeongdong region and the successful experiment of weather modification in the near future.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권11호
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• pp.999-1013
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• 2020

전세계적으로 기상조절 연구가 활발히 수행되어져 왔으나 연구 효과를 보다 정량적으로 검증할 수 있는 기술이 필요하다. 본 연구에서는 기상조절 실험에 대한 강수 증가 효율인 시딩효과(seeding effect)를 레이더 자료를 이용하여 검증하였다. 또한, 시딩물질이 대기수상체 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 레이더 자료, 기상조건, 확산 수치모의 자료가 사용되었다. 먼저, 시딩전, 시딩중, 시딩후의 세 단계로 시딩효과를 분석할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안한 방법을 강원도와 서해 지역을 대상으로 수행된 세 개의 기상조절 실험 사례에 적용하였다. 그 결과, 자연강수가 없을 때는 강수 변화가 예측된 구역에서 감지된 레이더 반사도가 시딩효과로 판단되었다. 자연강수가 발생하면 관측된 최대 반사도에서 자연강수의 영향을 제외하여 시딩효과를 결정하였다. 적용사례에 대해 시딩효과로 강수강도가 0.1 mm/h 증가한 것으로 나타났다. 아울러 시딩 구름에 빙정이나 과냉각 수적, 혼합상의 수상체가 분포한 것으로 나타났다. 이러한 기상조절 연구 결과는 수자원 확보와 구름 물리 연구에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권7호
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• pp.898-905
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• 2019

유색 용존 유기물의 빛 흡수와 해빙의 가속화는 수생생태계와 열수지 역동성 간의 양적 피드백에 영향을 줄 수 있으므로 극지 해양에서 유색 용존 유기물의 장기 모니터링이 필요하게 되었다. 그러나 극지 환경에서의 관측은 용이하지 않은 접근성과 거친 기상으로 장기 모니터링이 쉽지 않다. 따라서 유색 용존 유기물의 장기 모니터링 장소로서 남극 세종 기지의 가능성을 확인하기 위해, 마리안 소만과 맥스웰 만에서 유색 용존 유기물의 분포와 외부로부터의 영향을 파악하기 위한 관측을 수행하였다. 맥스웰 만 내의 세종 부두와 세종 곶의 72시간 유색 용존 유기물의 변동성을 관측하고, 외부 영향이 없었던 세종 부두에서 2010년 2월에서 11월까지 10개월간 유색 용존 유기물의 연간 변화와 계절변동을 관측하였다. 세종 부두의 유색 용존 유기물 농도는 가을과 겨울 동안 가장 높고 봄과 여름에 감소하는 뚜렷한 계절 변동성을 보였고, 남극 인근 해역에서 측정된 유색 용존 유기물 농도 자료와 비교하였다. 따라서 우리는 남극해의 열수지에 대한 중요한 요인이자 광화학적 및 생물학적 환경변화에 관한 지시자인 유색 용존 유기물을 장기 모니터링을 위해 적합한 장소로 맥스웰 만의 세종 부두를 제안한다.

• 한국가스학회지
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• 제6권1호
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• pp.38-45
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• 2002

가스 하이드레이트는 메탄, 에탄, 프로판, 부탄 등과 같은 천연가스-성분이 물에 의해 포획된 얼움형태의 고체연료로서, 세계적으로 가스 하이드레이트 추정 매장량은 기존 화석연료 매장량에 비해 약 2배 이상인 것으로 예측되어 미래의 신 에너지 자원으로 기대되고 있다. 그러나 이러한 에너지 자원측면과는 반대로 파이프라인을 통한 가스 수송과정에서 형성된 하이드레이트는 유동저해나 배관손상을 유발 할 수 있는 요인으로 영구동토지연인 시베리아는 물론이고 북해와 멕시코만 등의 여러 유전이나 가스전에서 심각한 문제를 발생시키고 있다. 해저 가스 파이프라인이나 동토지역을 통과하는 가스 파이프라인에서는 관내 압력과 온도에 따라 하이드레이트가 생성될 수 있으며, 특히 송출압력을 높게 할 경우에는 파이프라인 안에 하이드레이트가 생성될 가능성은 더욱 높아져, 플러깅 형성에 의한 유동저해 및 배관손상이 예상된다. 본 연구에서는 실제 파이프라인 내부에서 하이드레이트로 인한 플러깅 생성 메카니즘을 규명하고 이에 대한 형성조건을 측정함으로써, 그 방지기준 및 방지책을 선정하는데 활용하고자 실험실 규모의 환상형 파이프라인 실험장치를 개발하려다. 개발된 실험장치를 통해 파이프라인에서의 하이드레이트 평형조건을 도출하고, 다양한 속도 및 압력 조건하에서 하이드레이트 플러깅 형성온도를 측정하였다 이를 통해 유통속도 및 압력, 온도에 관한 상관관계를 파악하고 그 경향을 도출함으로써 실제 가스 파이프라인에의 하이드레이트 플러깅 형성조건을 파악할 수 있었다.

• 통합자연과학논문집
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• 제4권1호
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• pp.38-43
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• 2011

The recent global warming may be estimated to give lots of impacts to the human society and biosphere of influencing climate change included by the natural climate variations through the human activity which can directly and/or indirectly play a major role of total atmospheric composition overall. Therefore it currently appears evidences such as hot wave, typhoon, and biosphere disturbance, etc. over the several regions to be influenced by global warming due to increasing the concentration of greenhouse gases in the atmosphere through inducing forest destruction, fossil fuel combustion, greenhouse gases emission, etc. since industrial revolution era. Through the working group report of IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) for climate change was analyzed by the individual country's current status and figure out the important issues and problems related to the future trend of climate change science with advanced countries preparedness and research, In this study, the first working group report of IPCC focuses on those aspects of the current understanding of the physical science of climate change that are judged to be most relevant to policymakers. As this report was assessed and analyzed by including the progress of climate change science, the role of climate models and evolution in the treatment of uncertainties. This consists of the changes in atmospheric constituents(both aerosols and gases) that affect the radiative energy balance in the atmosphere and determine the Earth's climate, considering the interaction between biogeochemical cycles that affect atmospheric constituents and climate change, including aerosol/cloud interactions, the extensive range of observations snow available for the atmosphere and surface, for snow, ice, and frozen ground and for the oceans, respectively and changes in sea level, the paleoclimate perspective and assessment of evidence for past climate change and the extension, the ways in which physical processes are simulated in climate models and the evaluation of models against observed climate, the development plans and methods of improving expert and building manpower urgently and R&D fund expansion in detail for climate change science in Korea will be proposed.

• 대기
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• 제29권1호
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• pp.87-103
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• 2019

이 기술 노트에서는 중간복잡도 지구시스템모델의 하나인 LOVECLIM의 1.3 버전의 특성과 설치 및 운영 방법을 살펴보았으며, 두 종류의 홀로세의 기후 실험을 수행하고 그 결과를 기존 CMIP5/PMIP3실험결과와 비교, 분석하였다. 이 연구에서 수행된 홀로세 중기 평형기후실험과 홀로세 중기부터 현재까지의 점진적 기후변화 실험 결과를 CMIP5/PMIP3 실험 결과와 비교하여 살펴본 결과, 연직 3층의 준지균 근사 방정식을 사용하는 LOVECLIM의 대기모델은 지면대기 온도, 200 hPa 동서방향 바람, 800 hPa 남북방향 바람의 전구 분포의 공간상관도와 편차에서 CMIP5/PMIP3에 참여한 최신의 기후모델들에 비하여 상대적으로 낮은 대기장의 모의정확도를 보였지만, 전구 지면온도의 분포 및 변화, 대륙 연안 지역의 800 hPa 바람장, 200 hPa 동서방향 바람장 등은 최신의 기후모델과 유사한 모의 특성을 보였다. 특히 최근 6천년간의 장기 기후변화 실험은 단일 CPU 환경에서 약 4일 정도의 적분을 통해 수행되었음에도 CMIP5/PMIP3 기후모델들에서 모의된 두 시기의 지면온도의 주요한 차이를 잘 모의하고 있는 것으로 나타났다. 이렇듯 중간복잡도 지구시스템모델은 상대적으로 낮은 정확도로 인하여 범용적인 연구 도구로 활용되기에는 한계가 있지만, 고기후 등 특정 분야의 연구에서는 매우 유용한 연구 도구로 활용될 수 있다. 이러한 활용성은 중간복잡도 지구시스템모델을 이용한 여러 연구 결과들에서도 살펴볼 수 있으며, 이 기술 노트에서 소개된 LOVECLIM의 특성 및 설치 과정이 LOVECLIM을 이용한 다양한 국내 연구에 기여할 수 있길 기대한다.

• 해양안보
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• 제1권1호
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• pp.311-343
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• 2020

지구온난화의 영향으로 2035년 이후 북극해가 대부분 개방될 것으로 예측된다. 그리고 북극해 개방 시에는 북유럽까지 항해 거리·비용 감소, 북극권 자원 해상운송, 아시아의 허브항으로서 간접이익 창출 등 많은 국가이익이 기대되고 있다. 이에 따라 미지의 영역이던 북극해에서 국가이익을 확보하고, 국민의 자유로운 활동을 보장하기 위해 정부도 구체적인 정책을 수립하여 추진 중이다. 해군도 북극해 관련 국가정책을 군사적으로 뒷받침하려면, 지금부터 역할과 계획을 구체화해야만 한다. 북극해에서 지원 임무를 수행하기 위해 해군력은 고유 작전특성(기동성, 융통성, 지속성, 현시성, 투사성)을 발휘하여야 하며, 이를 준비하는 과정에서 긍정적·부정적 영향을 미칠 수 있는 내·외부 작전환경(OE)을 먼저 분석할 필요가 있었다. 이는 해군 내부의 강점(S)과 약점(W), 외부의 기회(O)와 위협(T)으로 구분되는데, 각 환경요인들을 연계(S-O, S-T, W-O, W-T)하여, 작전특성을 구현할 수 있는 발전방안을 도출하고자 하였다. 해군은 경험해보지 못한 추운 원해에서 임무를 수행하기 위해 다음의 노력을 기울여야 할 것이다. 첫째, 정부 정책과 발맞추어 해군의 단계적인 추진계획(로드맵)을 작성하고, 둘째, 국내·외 교육훈련 프로그램과 해외 연합훈련에 적극적으로 참여함으로써 전문인력을 양성해야 한다. 셋째, 국내의 우수한 특수선박 조선기술과 4차 산업혁명 신기술을 적용하여 극지 작전용 무장·장비·물자를 확보하는 한편, 광활한 북극해 상 전력공백을 해소하기 위해 연합작전 역량과 군사신뢰도를 증진하면서, 북극권 내 기항지를 마련할 필요가 있다. 끝으로, 북극권 진출 후 군사적·비전통적 위협(전염병, 재난, 인명구조 등)에 대응하며, 다양한 성과를 창출할 수 있도록 사전 준비를 해나가야 할 것이다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제28권3호
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• pp.95-120
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• 2023

메탄은 아주 중요한 온실기체로, 최근 20년간 같은 양의 이산화탄소에 비해 약 85배 높은 온실효과를 갖고 있다. 천연가스 사용 증가와 온난화에 따른 빙권의 해동으로 대기 중 메탄 농도는 빠르게 상승하고 있다. 또한, 현재 진행 중인 해수 온도 상승으로 가스-하이드레이트(얼음-기체 복합체) 붕괴가 전 지구적으로 발생할 것으로 예상되고, 궁극적으로 막대한 양의 메탄이 해수 및 대기로 누출될 것으로 예상된다. 또한, 연안 해양 저산소층 또한 온실기체 생성 대기로 유출시킬 수 있다. 특히, 현재 진행 중인 지구 온난화와 연안 해역 부영양화로 인해, 해저 저산소층은 전 세계적으로 그 크기와 기간이 급격히 늘어나고 있다. 이러한 해저 저산소층은, 산화-환원 대를 퇴적 표층 얕은 지역 또는 해수 내로 이동시켜, 메탄의 대기 용출을 용이하게 하고 궁국적으로 지구 온난화를 가중시킬 수 있다. 하지만, 해저 저산소층과 메탄 발생을 포함한, 메탄 연구는 한국뿐만 아니라, 전 세계적으로 아주 미미한 수준이다. 따라서, 이 리뷰논문은 자연환경 내 메탄의 복잡한 상호작용 이해를 통해, 연안 해저 저산소층 발달과 메탄의 관계를 파악, 나아가 한국 내 메탄 연구 활성화에 기여하는데 목적이 있다.

• 식물분류학회지
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• 제46권2호
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• pp.213-246
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• 2016

풍혈지는 여름철에 너덜지대 사면의 암괴 틈에서 찬 공기가 스며 나오며, 또한 결빙현상을 보이는 국소적 저온환경을 형성하는 지역이다. 풍혈지의 국소적인 저온환경은 빙하기에 남하했던 북방계 식물들의 잔존집단이 온대 지역의 해발고도가 낮은 지대에서도 분포하는 것을 가능하게 한다. 본 연구는 한반도에 분포하는 15개소의 주요 풍혈지에 대한 식물상과 식물 종조성, 위협요인 등의 조사를 통하여 풍혈지 식생에 대한 안정적인 보전 계획 수립을 위한 기초자료를 제시하고자 한다. 15개소의 풍혈지에 대한 식물상 조사결과, 풍혈지의 관속식물은 109과 323속 531종 7아종 47변종 1품종 1교잡종, 총 587분류군으로 확인되었다. 이중에서 멸종우려 식물이 8분류군, 한반도 고유종은 26분류군이었고, 식물구계학적 특정식물인 IV-V등급 식물이 31분류군이었다. 기후온난화에 취약한 북방계 식물이 32분류군으로 조사되었고 특히, 한반도내 식물의 수직적 분포 상에서, 주로 아고산대에서 발견되는 애기가물고사리(Woodsia hancockii), 월귤(Vaccinium vitis-idaea), 좀다람쥐꼬리(Huperzia selago), 토끼고사리(Gymnocarpium dryopteris), 한들고사리(Cystopteris fragilis), 흰인가목(Rosa koreana) 등이 해발고도 100-600 m의 풍혈지에서 생육하고 있었다. 풍혈지는 인위적인 교란과 훼손행위에 대해 어떠한 보호조치 없기 때문에 풍혈지의 주요 식물 종들이 지속적으로 소실되어 가고 있다. 풍혈지에 분포하는 생물종 파악을 위해 모든 분류군을 포함한 생물다양성 조사가 실시되어야 한다. 그리고 풍혈지의 안정적인 관리와 생물다양성 보전을 위해 국가차원의 보존계획 수립과 체계적이고 합리적인 관리 방안이 논의되었다.