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목재공급과 연료용 목재가 대기에 축적된 탄소저감에 미치는 잠재적 영향 : 탄소순환모형 접근법 (Potential Impact of Timber Supply and Fuel-Wood on the Atmospheric Carbon Mitigation : A Carbon Cycle Modeling Approach)

  • ;이덕만
    • 자원ㆍ환경경제연구
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    • 제19권3호
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    • pp.597-632
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    • 2010
  • 지구온난화의 주요 원인이 되는 온실가스 증가는 화석연료의 사용과 세계 각 지역에 분포된 산림의 벌채 및 파괴에 주로 기인하고 있다. 화석연료의 연소는 대기에 탄소를 증가시키는 반면에 산림자원과 더불어 화석연료 소비의 감소를 초래하는 연료용 목재의 사용은 대기의 탄소를 일정하게 유지하는 역할을 수행한다. 특히, 목조 주택과 목조구조물, 그리고 산림을 구성하는 나무는 지하에 매장된 화석연료처럼 대기로부터 탄소를 흡수하여 저장하는 기능을 한다. 따라서 본 연구는 지구온난화의 완화를 위해 산림자원이 기여하는 현안들을 논의하기 위해 목재시장, 화석연료시장, 탄소순환 과정을 결합한 통합모형을 개발하였다. 본 연구는 이산시간 적정제어이론을 사용하여 통합모형에 포함된 내생변수들의 적정시간경로와 운동방정식, 그리고 정상상태에서의 해를 도출하였다. 본 연구는 이 결과를 바탕으로 대기에 축적되는 탄소를 줄이기 위해 규제당국이 교부하거나 부과할 보조금 및 조세의 적정규모를 규명하였다. 아울러 본 연구는 대기에 축적되는 탄소로 인해 발생하는 사회적 비용의 증가가 내생변수들에 미치는 영향을 분석하기 위해 시뮬레이션을 시도하였다. 그 결과 본 연구는 기존연구들이 제안한 연구결과와는 달리 사회적 비용의 증가가 산림자원의 적정수확기간에 미치는 영향이 매우 미약하다는 사실을 발견하였다.

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최대 인접 병합 방법을 적용한 방향 그래프의 병목지점 탐색 알고리즘 (A Bottleneck Search Algorithm for Digraph Using Maximum Adjacency Merging Method)

  • 이상운
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.129-139
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    • 2012
  • 공급처 s와 수요처 t, 호가 수용량을 갖고 있는 방향 그래프 망 $D=(N,A),n{\in}N,a=c(u,v){\in}A$에 대해, 공급처 s에서 수요처 t로의 최대 흐름양은 N을 $s{\in}S$$t{\in}T$의 집합으로 분리시키는 최소절단값이 결정한다. 최소절단을 찾는 대표적인 알고리즘으로는 수행복잡도 $O(NA^2)$의 Ford-Fulkerson이 있다. 이 알고리즘은 가능한 모든 증대경로를 탐색하여 병목지점을 결정한다. 알고리즘이 종료되면 병목지점들의 조합으로 N=S+T의 절단이 되는 최소 절단을 결정해야 한다. 본 논문은 S={s}, T={t}를 초기값으로 설정하고, 망의 최대 수용량 호 $_{max}c(u,v)$를 인접한 S나 T로 병합시키고 절단값을 구하는 최대인접병합 알고리즘을 제안하였다. 최대인접병합 알고리즘은 n-1회를 수행하지만 알고리즘 수행 과정에서 최소절단을 찾는 장점을 갖고 있다. Ford-Fulkerson과 최대인접병합 알고리즘을 다양한 8개의 방향 그래프에 적용한 결과 제안된 알고리즘은 수행복잡도 O(N)인 n-1회 수행 과정에서 최소절단을 쉽게 찾을 수 있었다.

열오염 혼합 거동 해석을 위한 수평 2차원 유한요소모형 (Horizontal 2-D Finite Element Model for Analysis of Mixing Transport of Heat Pollutant)

  • 서일원;최황정;송창근
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권6B호
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    • pp.507-514
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    • 2011
  • 본 논문에서는 하천에 유입되는 열 오염물질의 혼합거동을 분석하기 위해 2차원 수심 평균된 이송-분산방정식에 유한요소법을 적용하여 수치 모형을 개발하였다. 유한요소법의 여러 수치기법 중 SUPG법을 적용하였으며, 복잡한 하천경계를 보다 정확히 재현할 수 있도록 삼각 및 사각 요소망의 혼용이 가능하도록 하였다. 열 오염물질의 거동을 표현하기 위해서 열 교환을 묘사하는 반응항을 평형온도와 수온과의 차이에 비례하는 식으로 나타내고, 열교환 계수 및 평형온도에 따라 수온의 변화가 적용되도록 방정식을 구성하였다. 모형의 검증을 위하여 직사각형 수로에 선원으로 연속주입하여 얻은 수치해와 1차원 정상상태의 해석해를 비교하였다. 비교결과 수치해와 해석해의 결과가 서로 일치하는 것으로 밝혀졌다. 모형의 현장적용을 위해 상수원 보호구역인 팔당댐 하류부터 잠실수중보까지 22.5 km 구간을 대상영역으로 하였다. 구리하수처리장 방류수에 의한 수온 변화를 모의한 결과 수질측정망 측정자료와 비교적 비슷한 경향이 나타났다. 본 연구에서 개발한 수치모형이 열 오염원 유입으로 인한 수온 변화를 잘 표현하는 것을 알 수 있었다.

마산만 가포지역 인공갯벌의 유기물 및 영양염 수지 (Organic Matter and Nutrient Budget of Constructed Tidal Flat in Gapo Area of the Masan Bay, Korea)

  • 안순모;백봉주
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제8권4호
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    • pp.411-419
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    • 2003
  • 마산만에 연한 가포지역은 1990년에서 1994년 사이에 이루어진 마산만 준설공사 시 오염퇴적물이 투기된 지역으로서, 인공갯벌 조성에 따른 자연정화능력과 저서생태계의 반응을 살필 수 있는 이상적인 연구 장소이다. 이곳의 유기물과 영양염의 유동량을 추정하기 위하여, 2001년 말부터 2002년 초까지 4차례에 걸쳐서 1-조석 주기 동안 l시간 간격으로 해수를 채취하였다. 3차원 해저지형도에서 시각별 해수 유동량을 추정하고 각 물질의 농도를 측정하여, 각 시간동안 물질의 유입과 유출을 구하였다. 1-조석주기 동안 총유입량과 총유출량을 비교하여, 순유입, 유출을 추정하였다. 유기물의 양을 대표하는 화학적산소요구량은 2001년 10월과 12월 그리고 2002년 4월에 2.2∼3.9 g m$^{-2}$ h$^{-1}$로 순 유출 되었고 2002년 3월에만 1.4 g m$^{-2}$ h$^{-1}$의 순유입이 있었다. 암모니움 이온은 모든 계절에서 0.1∼118 mg m$^{-2}$ h$^{-1}$의 순유출을 나타냈다. 본 조사 기간 중 가포지역의 인공갯벌은 유기물이 분해 되기보다는 생성되는 곳이었다. 그러나 유동량은 조사 시기별로 큰 차이를 보여, 가포지역이 유기물 분해에 기여하는 정도를 알기 위해서는 장기간의 조사가 필요하다.

무선 센서 네트워크에서 링크 에러율을 고려한 실시간 데이터 전달 기법 (A Real-Time Data Transfer Mechanism Considering Link Error Rates in Wireless Sensor Networks)

  • 최재원;이광휘
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제44권1호
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    • pp.146-154
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    • 2007
  • 본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 지연시간에 민감한 데이터를 실시간으로 전달하는 기법을 제안하였다. 실시간 전송을 위한 기존의 방식들은 단순히 전달 지연이 짧은 경로 혹은 홉 수가 작은 경로를 선택한다. 하지만, 이러한 방식들은 링크 에러율을 고려하지 않았으므로, 전송 오류가 발생하는 경우에는 재전송으로 인하여 실시간 전송을 보장하기 어렵다. 따라서, 본 논문에서는 링크 에러율을 고려하여 실시간 전송 경로를 선정하는 알고리즘을 제안하였다. 제안하는 기법은 이웃 노드들 간의 링크 에러율에 기반하여 홉 간의 전송 지연시간을 추정함으로써 종단 간 기대되는 지연시간을 계산한다. 소스 노드는 가장 짧은 전달 지연시간을 가진 경로를 실시간 경로로 선택하고 데이터를 전송한다. 링크의 에러율에 따른 다양한 실험을 통하여 제안 방식이 데이터 전달 속도를 향상시키고 지연 지터를 감소시킨다는 사실을 확인하였다. 또한, 전송 오류와 재전송의 상대적 인 감소로 인하여 에너지 소비가 줄어들고 네트워크 수명이 연장된다는 사실을 알 수 있었다.

잣나무 조림지의 탄소수지에 관한 연구 (A Study on the Carbon Budget in Pinus koreansis Plantation)

  • 표재훈;김세욱;문형태
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제26권3호
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    • pp.129-134
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    • 2003
  • 공주 근교의 15년 된 잣나무 조림지에서 물질생산을 통한 탄소고정량과 토양호흡을 통한 탄소 방출량을 조사하였다. 연 순생산량은 상대생장법에 의해 보고된 물질생산 식을 이용하여 측정하고 이것을 이산화탄소의 고정량(순 흡수량)으로 환산하였다. 토양호흡은 대조구, 뿌리제거구, 낙엽제거구로 구분하여 2001년 4월부터 2002년 4월까지 2주 간격으로 측정하였으며, 이때 토양온도, 토양수분함량도 함께 측정하였다. 이들 자료를 기준으로 잣나무 조림지의 탄소수지를 파악하였다. 조사지역 잣나무 조림지의 연 순생산량은 25.7t·ha/sup -1/·yr/sup -1/이었으며, 이를 CO₂량으로 환산한 결과 연간 CO₂ 고정량은 42.5 t CO₂·ha/sup -1/·yr/sup -1/이었다. 잣나무 조림지 대조구의 연간 총 호흡량은 5.0 t CO₂·ha/sup -1/·yr/sup -1/이었다. 연간 이 산화탄소 발생량 중 낙엽층의 기여도는 전체의 32.0%, 뿌리의 기여도는 46.0%이었다. 임목밀도에 따라 연 순생산량에 차이가 있지만 본 조사지역의 경우 CO₂순 흡수량과 토양호흡에 의한 방출량의 차이는 37.5 t CO₂·ha/sup -1/·yr/sup -1/로 삼림이 대기 중의 이산화탄소를 감소시킴을 알 수 있다.

저전력형 LED 보안등의 PWM형 구동제어 특성 개선 (Improvement of PWM Driving Control Characteristics for Low Power LED Security Light)

  • 박형준;김낙철;김인수
    • 전기전자학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.368-374
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    • 2017
  • 본 연구에서는 220[V] 상용전원을 대체한 태양전지 모듈을 응용하고 등 기구는 할로겐 등이나 나트륨 등을 대체한 LED 조명을 이용한 저전력형 LED 보안등을 개발하였다. 또한 LED 구동제어기의 발열문제와 구동전류를 최소화할 수 있는 PWM형 구동제어회로를 설계하였다. 개발된 시스템에서, 광 효율에 대한 측정값은 93.6 [lm/W] 이고, LED 램프의 발열 제어를 위하여 제어기 내부에 고 정밀 온도센서(TC1047A)를 사용하였다. LED 조명등에서 발생하는 고열을 제거하기 위하여 금속 삽입형 방열 장치를 통하여 대기 속으로 신속하게 다중분산 시키도록 설계하였다. LED 조명등의 발열제어 온도 범위는 $50{\sim}55[^{\circ}C]$였다. LED 보안등의 광속 및 점등 속도는 0.5[sec] 이고 LED 램프의 빔 확산 각도는 높이 6[m]를 기준으로 하는 배광곡선에 의해 약 $110[^{\circ}]$의 빔 각도를 얻었다.

완두콩(Pisum sativum L.) 상처에서 유도되는 불용성 산성 인버타제의 면역조직화 (Immunolocalization of Wound-Inducible Insoluble Acid Invertases in Pea (Pisum sativum L))

  • 김동균;이택견
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권9호
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    • pp.6425-6431
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    • 2015
  • 인버타제는 설탕을 포도당과 과당으로 가수분해하며, 광합성 조직과 다양한 수용체 조직 사이의 탄수화물 재배치에서 중요한 역할을 수행한다. 인버타제는 식물에서 다양한 기능을 수행하기 위하여 여러가지 isoforms으로 존재한다. 불용성 인버타제는 고농도의 염을 포함하는 버퍼용액에서만 추출되며, 이 종류의 인버타제 중 산성 인버타제는 산성 pH(pH 4-5)에서 최적의 활성을 갖는다. 물리적인 상처에 반응하여 잎, 줄기 및 뿌리에서 불용성 산성 인버타제(INAC-INV)가 유도되는 것이 연구되어 왔다. 식물에서 효소의 localization을 검출하기 위한 면역조직화 연구를 수행하였다. 이 연구에서 인버타제의 축적은 기계적 손상 후 72시간에 최고수준에 도달하였다. INAC-INV의 활성은 대조구 잎보다 상처받은 조직에서 3배까지 증가하였다. 면역조직화 결과는 INAC-INV가 세포벽과 세포간극에 축적되어 있음을 보여주었다. INAC-INV는 또한 상처와 가까운 사부조직의 체관세포벽에 위치하였다. 종합해 볼 때, 이 연구는 상처에 의한 INAC-INV 유도는 상처치료 과정에서 필요한 높은 에너지 요구에 대한 반응에 역할을 할 수 있음을 추측케 한다.

제주지역을 중심으로 한 대기 중 황화합물의 관측 (Analysis of Atmospheric Sulfur Compounds in Cheju)

  • ;양규승;김지영;손장호;이강웅;강창희;김기현
    • 한국지구과학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.416-423
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    • 2002
  • 2001년 봄철 기간을 택하여 한반도에서 비교적 청정한 대기질을 유지하는 것으로 알려진 제주도를 거점으로 DMS와 CS$_2$ 농도분포를 시간대 별로 관측하고 이를 조절하는 요인들에 대한 세부적인 분석을 수행하였다. 본 연구의 관측 결과에 따르면, 전체 기간동안 관측된 DMS와 CS$_2$ 농도분포는 시간대 별로 세가지 경향성을 뚜렷하게 보여 주었다. 실험의 전 ${\cdot}$ 후반부에는 양성분의 농도증감 경향이 거의 비슷하게 나타난데 반해, 중반부에는 증감이 반대로 나타나는 경향성이 뚜렷하게 확인 되었다. 그리고 또한 특이한 현상은 전반기에 CS$_2$의 고농도가 나타난 반면, 후반기에는 DMS의농도가 50%가까이 증가하는 것으로 나타났다. 후반기 기간중의 공기궤가 한반도의 내륙지역에 상당 수준 정체하였다가 제주로 유입되었다는 점을 감안하면, 다른 기간대에 비해 상대적으로 높은 DMS의 농도는 대단히 예외적인 경향으로 간주할 수 있을 것이다. 본 연구의 결과에 따르면 지리적 특성에도 불구하고, 제주 지역에서 관측한 DMS의 농도분포는 단순히 해양환경으로부터 파생되는 요인외에도 여러 가지 복잡한 인자들에 의하여 조절되고 있음을 확인 할 수 있다.

참깨의 개화.등숙에 관한 연구 IV. 적엽처리가 참깨의 등숙에 미치는 영향 (Studies on the Flowering and Maturity in Sesame (Sesamum indicum L.) IV. Effects of Foliage Clipping on the Seed Maturity)

  • 이정일;강철환;손응룡
    • 한국작물학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.165-173
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    • 1985
  • 참깨의 초형에 따른 비닐피복과 작기 그리고 적엽시기와 적엽부의별 적엽이 참깨의 동화기관과 종실의 결실.등숙에 미치는 영향을 구명하여 후기등숙불량을 최소화하기 위한 기초자료로 이용코자 일련의 시험을 실시한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 개화 후 25일 하위엽 적엽에 따른 천립중 변동은 분지형은 단경형보다, 비닐피복구는 무피복 보다, 맥후작은 단작 보다 천립중 감소가 컸다. 단경형 단작 하위적엽에서는 상위삭 천립중이 약간 증가하는 경향을 보였으나 맥후작과 분지형에서는 감소되었다. 2. 하위적엽에 의한 등숙립 비율변동은 분지형은 단경형 보다, 맥후작은 단경 보다 등숙립 비율의 감소가 컸으며 비닐피복 간에는 대차 없었다. 단경단작 25% 적엽에서 상위삭의 등숙립 비율은 무처리대비 약 6%의 증가를 보였으며 맥후작과 분지형에서는 감소되었다. 3. 개화 후 30 일.단경형.하위 25% 적엽에서 무처리에 비하여 약간의 등숙률 증가를 보였으나 분지형에서는 감소되었으며 상위적엽에 의하여 등숙률이 크게 떨어져 이 시기의 동화중심엽은 상위엽으로 추정되었고 단경형보다는 분지형의 하위엽이 등숙후기까지도 엽의 활력을 잘 유지하는 것으로 생각되었다. 개화 후 10 일 적엽구에서는 단경.분지형 공히 큰 폭으로 등숙립 비율이 떨어졌다. 4. 하위 50 % 적엽에서 상위엽의 엽록소 함량은 같은 위치의 무처리 엽에서 보다 39%가 더 증가되었으며 상위 50% 적엽에 의하여 하위엽의 엽록소 함량은 무처리 대비 66%가 증가되어 한 쪽엽 적엽에 의하여 반대에 위치한 엽의 엽록소 함량이 증가하는 보상작용이 인정되었다. 5 하위 50% 적엽에 의하여 광합성은 무처리에 비하여 58 %의 증가를 보였으나 상위 50 % 적엽에서는 Omg$CO_2$/d$m^2$/hr로서 잔존 하위엽에서 생성한 동화양분은 그 엽의 자체의 호흡에 의한 소모도 충족시키지 못하여 생식생장 후기 상위적엽에 의하여 광합성 작용은 치명적 손상을 받을 뿐만 아니라 잔존 하위엽의 광합성 기여도는 낮을 것으로 인정되었다. 6. 수확지수에서는 하위 25% 적엽에 의하여 무처리 대비 28%의 증가를 보인 반면 상위 50% 적엽에서는 무처리에 비하여 13% 감소되었다. 7. 하위 50% 적엽에서 잔존 엽면적은 같은 위치의 무처리엽 면적에 비하여 48 %가 증가되었으나 상위적엽에서는 5% 증가에 그쳐 적엽에 의하여 신생 상위엽의 엽면적 증대는 큰 반면에 노쇠한 하위엽의 엽면적 증대는 거의 없었다. 8. 적엽에 따른 수량차는 분지형이 단경형에서 보다, 맥후작이 단작에서 보다 무처리에 비하여 감수폭이 터 컸으며 비닐피복 간에는 큰 차이를 보이지 않았다. 9. 단경.단작 하위 25 % 적엽에서 비닐피복과 무피복 공히 수량이 무처리에 비하여 각각 5 %와 8 %가 증가하였으며 타 적엽구에서는 감수되었다. 10. 개화 후 10 일 적엽구에서는 무처리에 비하여 34 % 감수된 반면 개화 후 30 일 적엽구에서는 무처리 대비 24 % 감수에 그쳐 개화 후 10일 엽에서의 동화물질 생산 기여도가 개화 후 30 일 엽에서 보다 더 높았던 것으로 인정되었으며 개화 후 10 일에는 단경.분지형 공히 하위 50 % 적엽구에서 가장 많은 감수를 보여 이 시기의 광합성 활동 중심엽은 하위엽인 것으로 추정되었다.

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