• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_1호
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• pp.1047-1056
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• 2022

지구 온난화의 중요한 지시자인 북극의 바다 얼음인 해빙은 기후 시스템, 선박의 항로 안내, 어업 활동 등에서의 중요성으로 인해 다양한 학문 분야에서 관심을 받고 있다. 최근 자동화와 효율적인 미래 예측에 대한 요구가 커지면서 인공지능을 이용한 새로운 해빙 예측 모델들이 전통적인 수치 및 통계 예측 모델을 대체하기 위해 개발되고 있다. 본 연구에서는 북극 해빙의 전역적, 지역적 특징을 학습할 수 있는 two-stream convolutional long- and short-term memory (TS-ConvLSTM) 인공지능 모델의 북극 해빙 면적이 최저를 보이는 9월에 대해 2001년부터 2021년까지 장기적인 성능 검증을 통해 향후 운용 가능한 시스템으로써의 가능성을 살펴보고자 한다. 장기 자료를 통한 검증 결과 TS-ConvLSTM 모델이 훈련자료의 양이 증가하면서 향상된 예측 성능을 보여주고 있지만, 최근 지구 온난화로 인한 단년생 해빙의 감소로 인해 해빙 농도 5-50% 구간에서는 예측력이 저하되고 있음을 보여주었다. 반면 TS-ConvLSTM에 의해 예측된 해빙 면적과 달리 Sea Ice Prediction Network에 제출된 Sea Ice Outlook (SIO)들의 해빙 면적 중간값의 경우 훈련자료가 늘어나더라도 눈에 띄는 향상을 보이지 않았다. 본 연구를 통해 TS-ConvLSTM 모델의 향후 북극 해빙 예측 시스템의 운용 가능 잠재성을 확인하였으나, 향후 연구에서는 예측이 어려운 자연 환경에서 더욱 안정성 있는 예측 시스템 개발을 위해 더 많은 시공간 변화 패턴을 학습할 수 있는 방안을 고려해야 할 것이다.

• 한국물환경학회지
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• 제39권2호
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• pp.162-174
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• 2023

In order to prevent water pollution caused by organic matter, Total Organic Carbon(TOC) has been adopted indicator and monitored. TOC can be divided into Dissolved Organic Carbon(DOC) and Particulate Organic Carbon(POC). POC is largely precipitated and removed during stream flow, which making DOC environmentally significant. However, there are lack of studies to define spatio-temporal distributions of DOC in stream affected by various land use. Therefore, it is necessary to estimate the past DOC concentration using other water quality indicators to evaluate status of watershed management. In this study, DOC was estimated by correlation and regression analysis using three different organic matter indicators monitored in mixed land-use watersheds. The results of correlation analysis showed that DOC has the highest correlation with TOC. Based on the results of the correlation analysis, the single- and multiple-regression models were developed using Biochemical Oxygen Demand(BOD), Chemical Oxygen Demand(COD), and TOC. The results of the prediction accuracy for three different regression models showed that the single-regression model with TOC was better than those of the other multiple-regression models. The trend analysis using extended average concentration DOC data shows that DOC tends to decrease reflecting watershed management. This study could contribute to assessment and management of organic water pollution in mixed land-use watershed by suggesting methods for assessment of unmeasured DOC concentration.

• 한국지형학회지
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• 제17권1호
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• pp.15-27
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• 2010

이 연구는 바람아래해수욕장 주변의 퇴적물 입도조성을 시·공간적으로 분석하여 퇴적환경 변화특성을 고찰하고자 하였다. 연구결과, 2009년 겨울철 표층퇴적물은 크게 자갈, 모래, 역질사, 역니질사, 니질사, 실트질사, 모래질실트 등의 7개 퇴적상으로 구분되었다. 평균입도를 시계열 분석(2002~2009)한 결과, 간석지 퇴적물은 평균 입도가 세립해지고, 분급은 불량해졌다. 그러나 해빈지역은 동일시기에 퇴적물의 입도가 조립화 되었고 분급이 양호해졌다. 이러한 결과는 해빈과 간석지의 퇴적환경 변화가 서로 다른 경향성을 가지고 있기 때문이다. 즉, 할미섬을 중심으로 남서쪽 해빈지역은 외해로 열려 있어 상대적으로 고에너지 환경으로 세립질 퇴적물이 제거되는 환경에서 퇴적된 결과이다. 간석지 중 가장 안쪽의 만입지의 세립화는 왕복성 조류에 의해서 유입된 퇴적물이 정조시에 퇴적되었거나 지형적인 영향에 의한 에너지 감소로 퇴적된 것으로 판단된다. 남서쪽 외해 쪽의 간석지들의 세립화 원인은 규모가 큰 섬옷섬이 외해로부터 유입되는 파랑을 막아주어 상대적으로 저에너지 환경 하에 놓이면서 조석의 영향을 받으면서 세립질 퇴적물질들이 지속적으로 퇴적된 결과로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1B호
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• pp.23-33
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• 2009

전 세계적으로 기후변화, 이상기후와 과거에는 경험하지 못했던 극한 사상이 미래에는 어떠한 크기와 출현빈도를 가지고 공간적 분포가 변화하게 될지 관심이 높아지고 있다. 그러나 이들 사상은 일정한 지역 또는 규칙적인 패턴이나 주기를 따르지 않아 그 빈도와 경향성을 정량적으로 평가하기에는 무리가 있다. 본 연구에서는 극한 사상을 보다 객관적으로 평가하기 위하여 강우 관련 극한 지수(STARDEX, 2005)를 제시하였다. 현재와 미래 극한 사상의 시공간적 분포를 비교하기 위하여 우리나라 전역에 위치한 기상청 산하 66개 관측소의 과거 자료로부터 각 지수들을 산정하여 현재까지의 경향성을 분석하고, SRES B2시나리오와 YONU CGCM으로부터 모의된 2045s(2031-2050)자료를 이용하여 미래의 극한 사상의 각 지수별 차이를 산정한 후 그 경향성을 공간적으로 나타내었다. 그 결과 여름철에는 동서 방향으로 내륙 전반에 걸쳐 강우량 증가 경향성을 보였으며 가을철에는 강원도 일부 지역과 남해안 지역을 중심으로 경향성이 증가하는 것으로 나타났다. 한편, 강우 발생이나 집중 시기와 대별되는 건조 지속기간 분석 결과에서는 여름철보다 가을철 상승 경향성이 더 큰 것으로 나타났으며, 제주도와 해안부근에서 증가 경향성이 뚜렷하였다.

• 대한지리학회지
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• 제41권5호
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• pp.527-544
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• 2006

본 연구는 우리나라 실정에 맞는 여름철 강한 무더위인 열파(Heat Wave)를 정의하고, 각 강도별 장기간(1973-2006) 평균적인 열파 발생빈도의 시공간적 분포 특징을 밝히고자 하였다. 고온다습한 한반도 여름몬순 기후하에서 체감온도와 사망자의 관계를 분석하여, 최소 $32.5^{\circ}C$ 및 $35.5^{\circ}C,\;38.5^{\circ}C,\;41.5^{\circ}C$의 일최고 열지수(Heat Index)가 3일간 지속되었을 때를 더운기간(Hot Spell) 및 열파(Heat Wave), 강한열파(Strong Heat Wave), 매우강한열파(Extreme Heat Wave) 발생일로 정의하였다. 이를 바탕으로 모든 단계별 열파 연평균 발생빈도를 살펴보면, 해발고도가 높은 고지대나 바다에 인접한 도서지역에서는 낮게 나타나는 반면, 주요 대하천에 인접한 내륙 저지대에서는 연평균 열파 발생빈도 뿐만 아니라 연구기간중 연 최다 열파 발생일수도 장마휴지기(7월 하순-8월 초순)를 중심으로 높게 나타난다 연구기간(1973-2006) 동안 각 단계별 열파일 발생빈도에는 뚜렷한 변화가 없었으나, 더운기간 (Hot Spell)의 최고 발생빈도를 기록한 연도는 1970년대에, 열파(Heat Waves)와 강한열파(Strong Heat Wave)의 최고 발생빈도를 기록한 연도는 1990년대에 각 집중되어 나타났다. 한편, 우리나라의 열파 발생시에는 기온 이외에도 습도의 부가적인 영향이 $4.3-9.5^{\circ}C$ 정도 열파(Heat Wave)의 강도를 높이고 있음을 알 수 있다. 이러한 연구 결과들은 우리나라에 맞는 국가 열파 경보 체계를 구축하는데 기초자료로써 활용될 수 있을 것으로 생각된다.커마 세기를 구할 수 있었다. 이러한 물 흡수선량을 통한 Ir-192 선원의 검교정 방법들은 미국의학물리학회(AAPM) 보고서 TG-43에서 권고한 흡수선량 계산 알고리즘에 바로 적용할 수 있는 것으로 사료된다. 성장 억제 작용은 G0/Gl기를 지체시켜 암세포 증식을 억제하고 apoptosis에 의해 암세포를 사멸시키는 항암 활성을 나타내는 것으로 확인되었으며, 특허 AO가 AG보다 현저한 활성을 보였다. 더 나아가 아가리쿠스 $\beta$-glucan (AG)과 올리고당류 (AO)는 항암 활성을 가진 대체 의약 소재로 개발될 수 있을 것으로 기대된다.eruginosa rhlI의 경우 단일배양보다 혼합배양시 최고 약 40배, P. aeruginosa lasI의 경우 최고 약 250배 그리고 S. aureus luxS의 경우는 단일배양보다 혼합배양시 최고 약 5배 이상 mRNA 발현량이 증가하였다. 또한 세 균주의 4가지 유전자 중 P. aeruginosa의 rhlI와 lasI의 mRNA가 가장 많은 양으로 발현됨을 확인하였다.석되었다. 6. 연 강수량이 17.4% 증가해 월별 평균 강수량 변화가 가장 큰 시나리오 Al은 연 유출량이 24.6% 증가하고, 유사량과 TN, IP 부하량은 각각 60.1%, 14.4%, 27.1%증가하는 것으로 나타났으며, 이에 비하여 연 강수량 증가가 2.5%로 가장 작은 시나리오 B1의 연 유출량 변화는 -0.4% 감소하는 것으로 나타났고, 유사량과 TN, TP 부하량은 각각 14.6%, 3.0%, 7.2% 증가하는 것으로 모의되었다. 7. 강우 발생 일수 변화를 가정한 시나리오에 대한 모의 결과, 연강우일수가 약 10일 감소한 A1-1, A2-1, B1-1, B2-1의 경우, 강우 일수 감소 이전과 연 유출량 변화는 거의

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권5호
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• pp.19-32
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• 2007

우리나라에서 대표적으로 사용되어 온 지하수 함양량 산정방법은 지하수 감수곡선에 의한 기저유출분리법, 유역내의 집중형 개념모형에 의한 물수지 분석, 그리고 지하수위 변동곡선법으로 대별된다. 지하수 함양량은 기후조건, 토지이용 그리고 수문지질학적 불균질성에 따르는 시공간적인 변동성을 나타내므로 전술한 방법들은 이같은 특성을 다루기에는 많은 제약을 가진다. 이 같은 단점을 극복하기 위해 본 연구에서는 통합 지표수-지하수 모형인 SWAT-MODFLOW로부터 얻어진 물수지 성분을 기초로 한 새로운 함양량 추정방법을 제시하고자 한다. 하천변에 위치한 지하수위는 하천흐름과 유사한 동적변화를 나타내는 반면 보다 상류부에 위치한 지하수위는 강수에 대하여 일정한 지체현상을 나타낸다. 이와 같은 지하수위 변동의 특징은 함양의 물리적 특성과 관련되므로 이 같은 현상을 설명하기 위해서는 토양층을 통과한 물이 대수층 함양에 도달하는데 걸리는 시간적 지체를 설명하는 것이 필요하다. SWAT 모형에서는 주어진 날에 대해 물이 토양층을 통과하여 대수층으로 함양되는 과정을 설명하기 위해 지수형태의 감쇠가중함수를 가진 단일 저수지 저류 모듈을 사용한다. 그런데 이 모듈은 지체시간이 긴 경우나 추정된 함양의 시계열이 지하수위 시계열과 잘 맞지 않는 제한 사항을 가지므로, 본 연구에서는 비포화대를 통과하는 시간 지체를 보다 현실적으로 반영할 수 있는 다단 저수지 저류 추적 모듈을 개발하여 SWAT모형에 탑재하였으며, 이 모듈내의 시간지체와 관련된 매개변수는 관측지하수위와 모의 함양량의 상관관계를 검토함으로써 최적화가 이루어지도록 하였다. 본 연구방법의 최종 단계는 모의 지하수위와 관측 지하수위, 그리고 관측 유역유출량과 모의 유출량을 검증함으로써 종결된다. 새롭게 제안된 방법을 우리나라 미호천 유역에 적용하여 지하수 함양량의 시공간적 분포를 추정하였는데 제시된 방법이 유역 모형의 효율성과 지하수위 변동법의 정확성이라는 장점을 모두 가진 방법이어서 추정된 일 함양량은 수리지질학적 불균질성, 기후조건, 토지이용과 토양층과 대수층의 거동까지 반영한 매우 개선된 값으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제106권4호
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• pp.431-440
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• 2017

2016년 9월 12일 발생한 경주지진(ML 5.8)과 2017년 11월 15일 발생한 포항지진($M_L$ 5.4)으로 전례없는 피해가 발생하였으며, 이에 지진 유발 산지토사재해 관련 국내외 기초자료의 조속한 구축과 심층적 분석이 필요한 실정이다. 이 연구에서는 국외의 지진 유발 산지토사재해에 관한 선행연구를 수집 및 분석한 후, VOSviewer 프로그램을 이용한 텍스트마이닝과 동시출현단어 분석을 통하여 연구주제에 따른 연구영역을 구별하였으며, 이후 각 연구영역별로 시 공간적인 연구동향을 파악하였다. 그 결과, 2005년 이후 지진 유발 산지토사재해 관련 연구가 급격히 증가하는 것으로 나타났으며, 이는 최근 중국, 대만 및 일본 등지에서 발생한 대규모 지진의 영향으로 사료된다. 국외 지진 유발 산지토사재해에 관한 연구영역은 (i) 재해발생의 메커니즘에 관한 연구영역, (ii) 재해발생에 영향을 미치는 강우인자에 관한 연구영역, (iii) 항공 위성사진을 이용한 지진 유발 산지토사재해 위험지 예측에 관한 연구영역, (iv) 재해발생 모델링을 통한 재해위험지도 작성에 관한 연구영역으로 구분되었으며, 이들 연구영역은 상호간에 깊은 연관성을 지니고 있는 것으로 판단된다. 이렇게 구분된 각 연구영역이 전체 연구논문 중에서 점유하고 있는 비율을 파악한 결과, 1987년 이래 누적 연구논문수가 총 연구논문수의 50%에 해당하는 연도를 중심으로 모든 연구영역의 연간 연구비율이 증가한 것으로 나타났으며, 특히 '항공 위성사진을 이용한 지진 유발 산지토사재해 위험지 예측'에 관한 연구영역의 연구비율이 상대적으로 크게 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 활발한 연구성과는 최근 중국을 대상으로 한 연구논문이 급격히 증가하였기 때문으로 추정되며, 이외에 대만, 일본, 미국 등에서 수행된 연구논문들 역시 모든 연구영역에서 연구성과의 증가에 영향을 준 것으로 추정된다. 이러한 연구결과는 국내의 지진유발 산지토사재해 관련 미래 연구의 방향을 제시하기 위한 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국해양학회지
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• 제24권3호
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• pp.157-164
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• 1989

서해 금강하구 오식도 부근의 조간대와 조하대역에서 식물플랑크톤의 종별 양적 분포 및 일차생산력과 bacterioplankton(부유박테리아)의 균체수 분포를 1987년 8월부터 1988년 7월 사이에 11회에 걸쳐 조사하였다. 규조류 102종을 포함하여 식물플랑크톤은 총 121 종류를 확인하였고 양적으로는 15-5451 cells/ml 범위였는데, 이들의 시공간적 변화에는 조간대와 조하대의 환경특성 차이가 잘 나타나 있었다. 식물플랑크톤의 일차생산력 (Piopt, mgC/$m^3$/hr)은 0.6-27.32의 범위로서 현존량이 높은 시기와 일차생산력이 높은 시기가 반드시 일치하지는 않았다. 춘계 대번식 후의 4월 조간대역 정점에서는 Piopt와 amylolytic bacterioplankton의 균체수가 모두 극히 낮았다. 정점간 Piopt 비율의 변화에도 역시 조간대와 조하대 역의 환경차이가 잘 나타났다. 식물플랑크톤 현존량과 총 종속영양세균(heterotrophic bacterioplankton) 및 생리적 특성별 bacterioplankton군, 즉 전분분해(amylolytic), 단백질분해(proteolytic) 및 지방분해(lipolytic) 세균과의 관계에는 뚜렷한 경향성이 나타나지 않았으나, 강우량이 집중된 7, 8월에는 각 bacterioplankton의 균체수가 매우 높은 반면 식물플랑크톤의 현존량은 연중 가장 낮아 외래유입(allochthonous) 유기물의 양이 많았음을 시사하였다. 측정된 총 종속영양성 bacterioplankton 및 생리적 특성별 bacterioplankton의 균체수와 Piopt 와의 관계로부터 조사해역에 유입되는 외래성 유기물의 함량 특성을 추정할 수 있었다. 즉, 전분분해 세균과 지방분해 세균은 Piopt와 높은 상관성 (각기 $R^2$값이 0.84 및 0.70) 을 보여 이들이 수중 식물플랑크톤(autochthonous)의 유기물 생산과 직접 관련됨을 알 수 있었고, 단백질분해 세균이나 총 종속영양세균의 분포는 Piopt와 뚜렷한 상관성이 없어 외래유입 유기물 (강수유입, 저층으로부터의 resuspension 등)에 의해 크게 영향을 받는 것으로 판단되었다. 회귀 직선의 기울기로부터 조사 역에서는 Piopt 1mgC/$m^3$/hr 증가당 전분분해 세균이 $9.0{\times}10$ cells/ml, 지방분해세균은$8.0{\times}10$ cells/ml 씩 균체수가 증가하는 것으로 계산되었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권5_1호
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• pp.627-646
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• 2022

최근 지구 온난화로 인한 기후 변화와 관련된 문제의 심각성이 커지고 있으며 평균 기온 또한 상승하고 있다. 이로 인해 온도에 민감한 다양한 생물과 생물이 살아가는 환경에 영향을 미치고 있으며, 생태계의 변화 역시 감지되고 있다. 계절은 그 지역에 사는 생물의 종류, 분포, 생육 특성 등에 영향을 미치는 중요한 요인의 하나이다. 기후 변화 영향 평가의 지표 중 가장 대중적이고 쉽게 인식될 수 있는 식물 계절 중 개화일과 단풍나무 절정일의 모델링을 수행하였다. 모델링에 사용된 식물의 종류에는 봄을 대표하는 식물로 볼 수 있는 개나리와 벚나무, 가을을 대표하는 식물로 볼 수 있는 단풍 나무와 은행 나무를 사용하였다. 모델링을 수행할 때 사용된 기상 자료로는 기상청의 Automated Surface Observing System (ASOS) 관측소를 통해서 관측된 기온, 강수, 일사 자료를 사용하였으며, 개나리, 벚나무의 개화일과 약 -0.2, 은행나무, 단풍나무의 단풍 절정일과 약 0.3 정도의 상관 계수를 가지는 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 식생지수를 사용하여 모델링을 수행하였다. 사용된 모델로는 선형 모델인 다중 회귀 모형과, 비선형 모델인 Random Forest (RF)를 사용하여 모델을 수립하였다. 또한 각 모형으로 추정된 예측 값을 공간 내삽 기법을 이용하여 등치 선도로 2003~2020년의 식물 계절 변화 경향 성을 표현하였다. 향후에 높은 시공간 해상도를 가지는 식생지수를 사용한다면 더 높은 식물 계절 모델링의 정확도를 높일 수 있을 것으로 판단된다.