• 대한원격탐사학회지
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• 제38권5_2호
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• pp.707-723
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• 2022

위성기반 해수면온도는 광역 모니터링이 가능한 장점이 있지만, 다양한 환경적 그리고 기계적 이유로 인한 시공간적 자료공백이 발생한다. 자료공백으로 인한 활용성의 한계가 있으므로, 공백이 없는 자료 생산이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 한반도 주변 해역에 대해 극궤도와 정지궤도 위성에서 생산되는 해수면온도 자료를 두 단계의 기계학습을 통해 융합하여 4 km의 공간해상도를 가지는 일별 해수면온도 합성장을 만들었다. 첫번째 복원 단계에서는 Data INterpolate Convolutional AutoEncoder (DINCAE) 모델을 이용하여 다종 위성기반 해수면온도 자료를 합성하여 복원하였고, 두번째 보정 단계에서는 복원된 해수면온도 자료를 현장관측자료에 맞춰 Light Gradient Boosting Machine (LGBM) 모델로 학습시켜 최종적인 일별 해수면온도 합성장을 만들었다. 개발된 모델의 검증을 위해 복원 단계에서 무작위 50일의 자료 중 일부분을 제거하여 복원한 뒤 제거된 영역에 대해 검증하였으며, 보정 단계에서는 Leave One Year Out Cross Validation (LOYOCV) 기법을 이용하여 현장자료와의 정확도를 검증하였다. DINCAE 모델의 해수면온도 복원 결과는 상당히 높은 정확도(R²=0.98, bias=0.27℃, RMSE=0.97℃, MAE=0.73℃)를 보였다. 두번째 단계의 LGBM 보정 모델의 정확도 개선은 표층 뜰개 부이와 계류형 부이 현장자료와의 비교에서 모두 상당한 향상(RMSE=∆0.21-0.29℃, rRMSE=∆0.91-1.65%, MAE=∆0.17-0.24℃)을 보여주었다. 특히, 모든 현장 자료를 이용한 보정 모델의 표층 뜰개 부이와의 정확도는 동일한 현장 자료가 동화된 기존 해수면온도 합성장보다 나은 정확도를 보였다. 또한 LGBM 보정 모델은 랜덤포레스트(random forest)를 사용한 선행연구에서 보고된 과적합의 문제를 상당부분 해결하였다. 보정된 해수면온도는 기존의 초고해상도 해수면온도 합성장들과 유사한 수준으로 수온 전선과 와동 등의 중규모 해양현상을 뚜렷하게 모의하였다. 본 연구는 다종위성 자료와 기계학습 기법을 사용해 시공간적 공백 없는 고해상도 해수면온도 합성장 제작 방법을 제시하였다는 점에서 가치가 있다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.25-32
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• 2021

미래 해상 환경 변화에 맞춰 해상 항로표지가 다양한 분야에 걸쳐 활용되며 쓰임이 증대되고 있다. 해상 항로표지는 항행하는 선박의 위치, 방향 및 장애물의 위치를 알려주는 항행보조시설로, 현재는 단순히 선박의 안전 항해를 도울 뿐 아니라, 여러 센서와 카메라를 탑재하여 해양 기상환경을 파악하고 기록하는 수단으로 변모하고 있다. 하지만 주로 선박과의 충돌로 인해 소실되며 특히 해무로 인한 관측 시야 저하로 안전사고가 발생한다. 해무 유입은 항만, 해상교통 등에 위험을 초래하고 시간과 지역에 따라 발생 가능성의 차이가 커 예측이 쉽지 않다. 또한, 전 해역에 분포되어있는 항로표지의 특성상 개별 관리가 어렵다. 이를 해결하고자 본 논문에서는 항로표지에 설치된 카메라에서 촬영한 영상으로 해무 강도를 측정하는 방안을 통하여 해양 기상환경을 파악해 보완하고 날씨로 인한 항로표지 안전사고를 해결하는 것을 목적으로 한다. 설치가 어렵고 높은 비용이 드는 광학 및 온도 센서 대신 항로표지에 설치된 카메라의 일반 영상을 사용하여 해무 강도를 측정한다. 덧붙여 다양한 해역에서의 실시간 해무 파악을 위한 선행 연구로, 안개 모델(Haze Model), Dark Channel Prior(DCP)를 이용해 해무 강도 측정 기준을 제시한다. DCP를 적용한 영상에서 특정 픽셀값의 문턱값(Threshold value)을 설정하고, 이를 기준으로 전체 영상에서 해무가 존재하지 않는 픽셀의 수를 통해 해무 강도를 추정한다. 합성 해무 데이터셋과 실제 해무 동영상을 캡처해 만든 실제 해무 데이터셋으로 해무 강도 측정 여부를 검증했다.

• 한국지리정보학회지
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• 제25권3호
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• pp.100-117
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• 2022

본 연구는 지난 6년간(2015-2020) 우리나라 연안의 대형저서동물 관측 개체수를 활용하여 시·공간 군집 특성 분석을 수행하였다. 제주해역을 제외한 우리나라 서, 남, 동해에 위치한 총 154개(서해 70개, 남해 61개, 동해 23개 정점)의 연안생태조사 정점에 대하여 계절별로 각 정점에서의 주요 저서동물의 관측 개체 수 (개체 수/m²)와 퇴적환경을 조사·분석하였다. 정점별로 우리나라 연안해역의 수심, 퇴적특성, 입도특성, 강열감량 및 총 유기탄소에 대한 저서환경 특성차이를 분석하였다. 총 1,614 종의 대성저서동물이 우리나라 연안해역에서 서식하는 것으로 확인되었으며, 정점별로 평균 0.62 개체/m²의 밀도를 보였다. 시간적으로는 춘·하계(5, 8월)에 저서생물 개체 수가 높은 것으로 나타났고, 450종 이상의 다양한 종이 우리나라 연안 해역에 서식하는 것으로 나타났다. 총 개체 수에서 상위 1% 이상을 차지하는 우점종의 대부분은 환형동물인 것으로 나타났으며, 이 중 상위 5종이 전체 개체수의 20% 이상을 차지하는 것으로 나타났다. 상위 5개 우점 종은 각각 고리버들갯지렁이, 긴자락송곳갯지렁이, 투구갯지렁이, 오뚜기갯지렁이, 가는버들갯지렁이로 나타났다. 상위 5개 우점 종에 대하여 군집분석을 수행하여 공간적으로 구분이 되는 세 가지 군집을 도출하였다. 각 군집은 총 154개의 정점을 서, 남, 동해 연안에 위치한 정점들을 중심으로 구성이 되었으며, 이를 활용하여 군집별 저서환경 특성을 추가적으로 분석하였다. 군집 1과 3의 경우, 고리버들갯지렁이의 상대밀도가 각각 44%로 높게 나타났고, 군집 2의 경우는 동해에서 관측 개체수가 많이 발견 된 긴자락송곳갯지렁이의 상대밀도가 66%로 높게 나타났다. 특히, 군집 1과 3의 경우, 같은 종을 나타내는 군집임에도 불구하고, 모래(31.0%, 51.9%)와 진흙(15.9%, 9.7%) 함유량에서 큰 차이를 보였다.

• 해양안보
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• 제5권1호
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• pp.113-136
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• 2022

본 논문은 중국의 서해 내해화 전략을 분석하여 해양에 종사하거나, 해양 정책을 연구하는 이들에게 시사점을 제공하기 위해 작성하였다. 이를 위해 최근 서해에서 이루어지고 있는 중국의 해상활동을 아더 라이케가 제시한 전략 구성요소인 목표(Ends), 방법(Ways) 및 수단(Means)의 세 가지 기준으로 분석하였다. 연구 결과, 중국은 서해 내해화라는 목표를 달성하기 위해 국가 차원에서 제 요소를 복합적으로 활용한다는 결과를 도출할 수 있었다. 중국은 ① 정전 상태에 있는 한반도의 특수한 안보 환경을 이용하여 북방한계선(NLL, Northern Limit Line) 인근에서 자국 어선들의 불법조업을 의도적으로 방조하여 서해를 영해로 기정사실화하며, ② 자국의 국가안보에 대한 위협을 이유로 서해상 한･미 연합훈련을 거부하는 한편, 동 해역 내 군사훈련을 확대하고 군용기를 한국방공식별구역 인근으로 상시 진입하게 하여 군사적 능력을 과시하고, ③ 과학탐구를 빙자하여 서해에 각종 시설을 확대 설치하고 있다. 필자가 본 연구를 통해 강조하고 싶은 것은 '서해에서 자행되는 일부 중국의 활동은 한국의 주권을 심각하게 침해하는 행위이며, 한국은 서해에서 국민의 자유로운 해양 활동과 안전을 보장하기 위해 한미 연합전력 중심의 비례적 대응을 해야 한다는 것'이다.

• 생태와환경
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• 제55권1호
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• pp.10-18
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• 2022

본 연구는 전국 하구 중 열린 하구를 대상으로 저서성대형무척추동물의 군집현황 및 서식지 주요 변화 동인과의 관계를 분석하였다. 조사하구는 "생물측정망 조사 및 평가 지침"에 따라 이루어졌으며, 해역별로 구분하여 동해하구 80곳, 남해하구 102곳, 서해하구 19곳에서 수행하였다. 총 201개 열린 하구에서 출현한 저서성 대형무척추동물은 4문 9강 41목 139과 269종으로 동해하구 196종, 남해하구 182종 서해하구 90종이었다. 동해해역에서는 곤충강이 높은 개체밀도를 보였으며, 남해는 연갑강, 서해는 환형동물문이 가장 높은 개체밀도를 보였다. SIMPER 분석을 통해서 저서성 대형무척추동물 군집에 기여하는 종을 분석한 결과, 해역별로 주요 기여종의 차이가 구분됨을 확인하였으며, 이 상위 종들의 전체 기여도가 군집의 50% 이상을 차지하였다. 동해의 군집은 하구말단 염도의 영향을 받아 담수종의 기여율이 높았으며, 남해, 서해의 경우 하상 기질 비율에 따른 종 조성을 보였다. 각 해역의 군집은 낮은 유사도를 보였는데, 해역별 종 조성의 유사성은 지역의 차이보다 각 하구의 하상 기질 비율에 따른 군집 조성차이를 보였다. 결과적으로 저서성 대형무척추동물 군집은 지리적 거리보다는 염도와 하상 기질 같은 서식환경의 특성에 따라 종 조성이 구분되는 것을 확인하였다. 이러한 내용은 국내 하구의 저서성 대형무척추동물의 다양성과 분포의 변화를 파악하고 예측해 미래환경변화에 대응할 수 있을 것으로 생각된다

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제55권4호
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• pp.6-22
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• 2022

본고에서는 서·남해안에서 출수된 닻돌 228점의 유형을 분류하고, 유형별 결합 방식 상정, 출수 위치를 통한 항로 및 묘박지 추정 등을 시도하였다. 유형 분류에 앞서 닻돌의 무게, 두께, 너비, 길이를 측정하였는데, 묘박(錨泊)에서 가장 큰 영향을 끼치는 무게를 I~V군으로, 닻돌의 형태는 1~6형으로 구분하였다. 이러한 무게와 형태의 상관 관계를 통해 모두 17개의 유형으로 분류하였다. 유형별 결합 방식은 출수된 닻돌의 기준값 형태적 특징에 따라 무게가 180kg 이하이면서, 형태가 1·2형인 것은 닻장에 결합하여 사용하는 닻으로, 무게가 180kg 이상이며 형태가 3~6형인 것은 닻채에 결합하여 사용하는 닻으로 상정하였다. 이와 함께 과거 기록과 지역 주민의 증언을 통해 항로와 묘박지(錨泊地)를 파악하고 이를 실물자료와 대조하였다. 항로는 대체로 과거 기록과 그 위치가 일치했지만, 새로운 항로가 섬 인근이나 내륙 인접 해역에서 확인되기도 하였다. 묘박지의 경우 닻돌 집중 분포지인 태안 마도 해역과 진도 벽파진 해역(珍島 碧波津 海域)에서 소형, 대형 닻돌들이 출수되는 양상을 볼 때, 여러 크기의 선박이 두 해역에 묘박하였다는 증언과 일치하였다.

• 해양안보
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• 제4권1호
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• pp.1-56
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• 2022

왜 인도는 해양으로 환경 설정된 인도태평양 지역의 핵심 행위자가 되었는가? 몇 가지 외부적 요인이 있지만, 인도의 경우 점점 더 험난해지는 지정학 및 안보 환경 속에서 인도의 지정학 및 해양 이권을 망라하는 전략지정학적 경계가 인도양 및 태평양에 걸친 자신의 영토를 넘어 빠르게 확장하고 있다. 따라서, 인도는 해양 군사력을 포함한 국력의 모든 면을 활용하여 이러한 전략적 무대 내의 사건에 영향을 미칠 능력을 갖춰야 한다. 이에 따라 인도 정부는 최근에 해상 안보 전략을 검토하는 데 많은 지적자본을 투자했다. 인도의 새로운 전략은 해상안보의 더 '소프트 (soft)'한 측면을 수반한 전체론적인 안보의 개념 및 전통적으로 '해양 전략에 대해 무지한 (sea-blindness)' 국가인 인도의 해양 인식을 되살리는 것을 전제로 하고 있다. 새로운 전략은 '안전한 바다 보장하기: 인도의 해상안보 전략'이라는 제목에서 분명히 보이듯이, 지금까지보다 더 지역 전체적, 포용적, 적극적인 접근법을 취하고 있다. 이 전략은 인도 연안 지역의 새로운 비전통적인 위협에 대한 커져가는 우려 및 군사적 억제력과 대비의 필요성을 다루는 한편, 전략적 자주성이라는 지속되는 원칙에 이끌린 다중 매개의 전략적 파트너십을 통한 것을 포함해 인도의 근접한 그리고 확장된 해양 주변부에서 호의적이고 규범에 기반한 온화한 환경을 추구하기 위한 인도의 필수적인 과제를 다룬다. 인도의 해상안보 전략에 대한 더욱 심오하고 포괄적인 이해를 위해 본 논문은 이 전략을 뒷받침하는 핵심적인 무언의 암시된 요소를 살펴본다. 이는 인도의 국가로서의 역사적, 문화적 진화; 전략적 지형; 지정학 및 안보에 대한 인식; 그리고 방위군에 대한 정치적 방향을 포함한다. 본 논문은 구체적으로 자연재해, 범죄 및 국가가 지원하는 테러에서부터 파키스탄과 중국이 가하는 위협에 이르는 해상위협에 대한 인도의 대응, 그리고 말라카 해협(Malacca Straits)의 동부에서 인도 해군이 구상 중인 역할을 다룬다. 또한, 인도의 해상안보 세력에 대한 조직개편 및 부대 기획의 측면도 분석한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권6_2호
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• pp.1635-1650
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• 2023

지구온난화로 인한 해수면온도 상승은 해양 생태계와 해양 생물에 열적 스트레스를 유발하여 해양 종의 생산성과 분포에 심각한 영향을 미친다. 이와 관련하여 최근 우리나라의 수산자원 중 살오징어의 어획량이 지속적으로 감소하고 있다. 본 연구에서는 지속적인 수산자원 관리를 위하여 어장 형성에 영향을 주는 해양환경을 분석하고 천리안해양관측위성 자료를 비롯한 여러 위성자료들을 이용하여 계절별 살오징어 서식지적합 모델을 개발하였다. 해수면온도는 14.11-26.16℃, 해수면높이는 0.56-0.82 m, 엽록소-a 농도는 0.31-1.52 mg m^-3, 일차생산량은 580.96-1574.13 mg C m^-2 day^-1인 범위에서 평균적으로 약 83%의 살오징어가 어획되는 것을 확인하였다. 계절별로 적합지수를 곡선 접합한 후, 네 가지 통계 방법으로 서식지적합지수를 개발하였고 그 중 산술평균을 사용한 모델이 가장 좋은 성능을 보였다. 개발한 통계 모델과 2019년 어획량 자료와 비교하였을 때, 계절별로 다른 해역에 생성되는 어장과 어획량이 높은 곳에 서식지적합지수가 높게 나타나는 것을 확인하여 모델이 잘 개발될 것을 볼 수 있었다. 또한, 살오징어의 어장 형성과 관련이 높은 해수면온도의 뚜렷한 증가 추세를 확인하였으며 앞으로 지속될 해양 온난화에 의해 어장이 변화할 것으로 예상이 된다. 수산자원 관리를 위해서는 꾸준히 모니터링하는 것이 필요하다고 보여진다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제14권1호
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• pp.1-9
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• 2009

2007년 8월에 동해에서 처음으로 $^{234}Th/^{238}U$ 비평형(disequilibrium)을 이용하여 유광대에서 심층으로의 입자상 유기탄소 침강플럭스(export flux)를 추정하였다. 입자상 유기탄소 침강플럭스는 $^{234}Th$ 침강 플럭스에 POC/$^{234}Th_p$ 비율을 곱하여 구하였으며, $^{234}Th$ 플럭스는 표층에서 수심 100 m까지 $^{234}Th/^{238}U$ 비평형을 적분하여 계산하였고 POC/$^{234}Th_p$ 비율은 수심 150 m와 200 m에서 채집한 부유물질 시료(입자크기가 0.7 ${\mu}m$이상)에서 측정하였다. 유기탄소 침강플럭스는 14-506 mg C $m^{-2}$ $day^{-1}$의 범위를 나타냈으며, 정점 A2에서 최고값을 보였고 정점 D4에서 최소값을 보였다. 유기탄소 침강플럭스는 유광대에서의 일차생산력과 매우 좋은 상관관계를 나타내었으며, 유기탄소 침강플럭스/일차생산력 비율은 0.29-0.62(평균 0.43)의 범위를 보였고, 연안역에 비해 심해역에서 다소 높은 비율을 나타냈다. 동해에서 관측한 유기탄소 침강플럭스는 전반적으로 대양에서 관측한 값들보다는 높았고 대륙 주변해에서 관측한 값보다 다소 높거나 유사하였다. 동해에서의 침강플럭스/일차생산력 비율은 북해(North Sea)와 척치해(Chukchi Sea)에서 관측한 값들과는 유사하였지만, 라브라도해(Labrador Sea), 바렌츠해(Barents Sea), 리온스만(Gulf of Lions)에서 관측한 값들보다는 월등히 높았다. 따라서 동해는 전세계 해역에서 유광대에서 생성된 유기탄소가 수심 200 m 이하 심층으로 가장 많은 비율로 침강하는 해역들 가운데 하나라고 생각된다.

• 한국제4기학회지
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• 제33권1_2호
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• pp.1-23
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• 2021

산업화 이후 대기 이산화탄소를 포함한 온실가스 증가에 따라 전지구 기온이 빠르게 올라가고 있는데, 특히 북극의 온난화가 저위도에 비해 2-3배 빠르다. 그리고 온난화와 함께 북극 해빙의 농도와 면적도 지속적으로 감소추세에 있다. 이는 온난화에 대한 북극의 눈과 얼음에 의한 알베도 피드백, 표면기온 차이에 의해 더 많은 에너지를 잃는 플랑크 피드백, 저위도와 고위도의 안정도 차이에 의한 기온감률 피드백, 북극해 온난화에 의한 구름과 수증기 증가 피드백, 그리고 북극으로의 현열속 증가 등에 의한다. 이와 같이 급격한 북극 온난화에 반해 중위도에는 냉각화가 나타나고, 지역에 따라 한파가 더 자주 나타나고 오래 지속되는 경향을 보이는데, 이는 북극 온난화 증폭과 연관 있다는 연구결과들이 많이 보고되고 있다. 북극 온난화는 2가지 경로를 통해 중위도 냉각화로 연결되는데, 하나는 종관규모로 주로 블로킹과 로스비 파동의 발달에 의한 시베리아 고기압을 강화시켜 대류권에서 일어나는 현상이며, 두 번째는 북극 온난화에 의한 상층으로의 행성파 전달을 활성화하여 폴라보텍스를 약화시켜 성층권을 경유해 수개월 동안 나타나는 경로이다. 중위도 한파와 북극 온난화 증폭 간에는 수주에서 수개월의 시차가 존재하기 때문에, 북극 온난화부터 중위도 한파에 이르는 일련의 연쇄 과정을 이해할 수 있으면 겨울철 중위도 기상 예측의 정확성을 높일 수 있다. 이연구에서는 기존에 보고된 많은 결과들을 종합하고 온도와 해빙 변화 경향 분석을 통해 현재 진행되는 북극 온난화와 중위도 냉각화 경향 그리고 이 둘 간의 관계를 고찰해 보고자 한다.