The stability of the steady Rossby-Haurwitz wave (R-H wave) in the nondivergent barotropic model (NBM) on the sphere was investigated with the normal mode method. The linearized NBM equation with respect to the R-H wave was formulated into the eigenvalue-eigenvector problem consisting of the huge sparse matrix by expanding the variables with the spherical harmonic functions. It was shown that the definite threshold R-H wave amplitude for instability could be obtained by the normal mode method. It was revealed that some unstable modes were stationary, which tend to amplify without the time change of the spatial structure. The maximum growth rate of the most unstable mode turned out to be in almost linear proportion to the R-H wave amplitude. As a whole, the growth rate of the unstable mode was found to increase with the zonal- and total-wavenumber. The most unstable mode turned out to consist of more-than-one zonal wavenumber, and in some cases, the mode exhibited a discontinuity over the local domain of weak or vanishing flow. The normal mode method developed here could be readily extended to the basic state comprised of multiple zonalwavenumber components as far as the same total wavenumber is given.

A typical snowfall pattern occurs over the east coastal region of the Korean Peninsula, known as the Yeongdong region. The precipitation over the Yeongdong region is influenced by the cold and dry northeasterly wind which advects over warm and moist sea surface of the East Sea of Korea. This study reveals the influence of large-scale factors, affecting local to remote areas, on the mesoscale snowfall system over the Yeongdong region. The National Centers for Environmental Prediction-Department of Energy reanalysis dataset, Extended Reconstructed sea surface temperature, and observed snowfall data are analyzed to reveal the relationship between February snowfall and large-scale factors from 1981 to 2014. The Yeongdong snowfall is associated with the sea level pressure patterns over the Gaema Plateau and North Pacific near the Bering Sea, which is remotely associated to the sea surface temperature (SST) variability over the North Pacific. It is presented that the relationship between the Yeongdong snowfall and large-scale factors is strengthened after 1999 when the central north Pacific has warm anomalous SST. These enhanced relationships explain the atmospheric patterns of recent strong snowfall years (2010, 2011, and 2014). It is suggested that the newly defined index in this study based on related SST variability can be used for a seasonal predictor of the Yeongdong snowfall with 2-month leading.

이 연구는 최근 37년(1977-2013) 동안 여름철 동중국해에 영향을 준 태풍빈도와 북서태평양 몬순지수와의 상관을 분석하였다. 두 변수 사이에는 뚜렷한 양의 상관관계가 존재하였으며, 엘니뇨-남방진동 해를 제외하여도 높은 양의 상관관계는 변하지 않았다. 이러한 두 변수 사이에 양의 상관관계의 원인을 알아보기 위해 가장 높은 북서태평양 몬순지수를 갖는 11개 해(양의 북서태평양 몬순지수 위상)와 가장 낮은 북서태평양 몬순지수를 갖는 11개 해(음의 북서태평양 몬순지수 위상)를 선정하여 두 위상 사이에 평균 차를 분석하였다. 양의 북서태평양 몬순지수 위상에는 태풍들이 열대 및 아열대 서태평양의 동쪽해역으로부터 동중국해를 지나 한국 및 일본을 향해 북상하는 경향을 나타내었다. 음의 북서태평양 몬순지수 위상에는 태풍들이 남중국해를 지나 중국 남부지역을 향해 서진하는 패턴을 보였다. 따라서 동아시아 중위도까지 먼 거리를 이동하면서 바다로부터 충분한 에너지를 얻을 수 있는 양의 북서태평양 몬순지수 위상에의 태풍강도가 더 강하였다. 또한 양의 북서태평양 몬순지수 위상에 태풍들이 더 많이 발생하는 특성을 보였다. 850 hPa과 500 hPa에서의 수평 대기순환에 대한 두 위상 사이에 차에서는 열대 및 아열대 서태평양에서 저기압 아노말리가, 동아시아 중위도 지역에는 고기압 아노말리가 강화되었다. 이 두 기압계 아노말리로 인해 동중국해에서는 남동풍 아노말리가 발달하였으며, 이 남동풍 아노말리가 태풍들을 동중국해로 향하게 하는 지향류 아노말리의 역할을 하였다. 또한 열대 및 아열대 서태평양에서 발달한 저기압 아노말리로 인해 양의 북서태평양 몬순지수 위상에 태풍들이 좀 더 많이 발생할 수 있었다.

가까운 은하에서 폭발적 항성생성은하의 분광 관측을 수행하여 별생성률이 높은 은하에서 별생성이 일어나는 시간 규모에 따라 방출선의 방출 기작, 별생성률, 항성질량, 금속함량 등의 물리량 혹은 물리량 상호 간의 관계가 어떻게 다른지를 살펴보았다. 관측 대상은 별생성 나이가 매우 어린 울프-레이에 은하 21개와 상대적으로 긴 시간 규모의 별생성이 진행 중인 자외선 초과복사 은하 13개로 보현산 천문대의 1.8 m 망원경과 4K CCD, 긴 슬릿 분광기를 이용해 광학영역에서의 스펙트럼을 얻었다. BPT 분석도표를 그려 관측된 은하들에서 기체를 이온화시키는 원인을 살펴보면 전체적으로는 별생성(약 50%)이 비항성적 요소인 활동은하핵(약 15%)에 비해 훨씬 높았다. 별생성과 활동은하핵이 모두 기여하는 경우도 전체의 35%였는데, 이러한 경우에 속하는 은하는 대부분 상대적으로 나이가 많을 것으로 추정되는 자외선 초과복사 은하였다. 관측된 은하의 항성질량 범위는 대부분 $10^{9-11}M_{\odot}$이고 별생성률은 $0.01-100M_{\odot}yr^{-1}$로, SDSS에서 관측된 은하들로 구성된 별생성 주계열에 위치한다. 울프-레이에 은하와 자외선 초과복사 은하들의 항성질량, 별생성률에서 큰 차이는 없었다. 또한 폭발적 항성생성은하는 질량-금속함량 관계를 보이며, 비슷한 항성질량을 가진 SDSS 은하와 비교했을 때 금속함량이 낮게 나타났다. 이는 이 은하들에서 별생성으로 인한 강한 피드백이 일어나고 있음을 보여준다.

이 연구의 목적은 지구과학 탐구에서 통합 탐구 기능에 대한 학생들의 학습발달과정을 탐색하는 것이다. 이를 위해 과학 탐구 기능 발달과정 관련 문헌의 조사를 통해 '탐구 설계', '자료 수집', '자료 해석', 그리고 '결론 도출'을 발달 변인으로 설정하고, 각각에 대한 가설적 학습발달과정(HLP)을 4개 수준으로 개발하였다. 또한, 통합 탐구 기능에 대한 학생들의 학습발달과정을 조사하기 위한 도구로 3가지 지구과학 탐구 과제를 개발하였는데, 이들은 학생들이 주어진 문제 인식에서 출발하여 결론 도출에 이르기까지의 통합 탐구 기능을 포함하는 가설-연역적 탐구이다. 중학생, 고등학생, 대학생 총 126명을 대상으로 각각 개발된 지구과학 탐구 과제를 수행하게 한 후 HLP를 토대로 개별 학생들의 통합 탐구 기능을 요소별로 평가하였다. 또한, 학생들의 평가 자료를 Rasch 모델에 적용하여 HLP에 대한 타당화 과정을 거쳤다. 마지막으로, 분석 결과를 근거로 HLP를 수정 보완하여 경험적 학습발달과정을 개발하였다. 이 연구는 학생들의 통합 탐구 기능의 발달에 영향을 주는 요인들을 규명함으로써 지구과학 탐구 수업에서 학생들의 통합 탐구 기능을 효과적으로 향상시키기 위한 스캐폴딩 방안을 찾는데 도움을 줄 수 있을 뿐만 아니라, 지구과학 탐구 수업에 대한 교사들의 PCK를 향상시키는데 필요한 시사점을 제공한다.

이 연구의 목적은 사범 대학 과학교육학부에 재학 중인 예비 과학 교사들을 대상으로 고등학교에서의 지구과학선택 과목의 이수 여부와 대학 전공이 일반지구과학 수업에 대한 태도, 학업 성취도에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 이 연구의 대상은 광역시 소재 대학교 과학교육학부 소속의 학생들 중 2012년 2학기부터 2015년 2학기까지 총 4개 학기 동안 일반지구과학 강의를 수강한 273명의 학생들이다. 현재 전공과 고등학교 지구과학 교과목 이수 여부가 일반지구과학 수업에 대한 태도 및 시험 체감 난이도, 학업 성취도에 미치는 영향을 SPSS 23.0을 활용하여 이원분산분석(two-way ANOVA)을 실시하였다. 연구 결과에 따르면, 지구과학교육 전공 학생들과 타 과학교육전공 학생들 사이에는 일반지구과학 수업에 대한 태도와 시험 체감 난이도에 대해서 차이가 없었지만, 고등학교에서 지구과학의 이수 여부는 학생들의 태도와 성취도에 영향을 미쳤다. 즉, 고등학교에서 지구과학 I과 지구과학 II를 모두 이수한 학생은 지구과학 I만 이수한 학생 또는 지구과학을 전혀 선택하지 않은 학생들보다 일반지구과학 수업 태도가 더 좋았으며 높은 성취 수준을 보이는 것으로 분석되었다. 과학 교사를 양성하는 사범 대학의 교육에서는 학생들의 요구와 수준을 반영한 교수학습적 접근이 필요하며, 과학 교사로서 필요한 교과 지식을 효과적으로 학습할 수 있도록 사범 대학 과학과 교육과정의 지속적인 보완이 있어야 할 것이다.