• 제목/요약/키워드: 과도특성

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RAW 264.7 대식세포에서 lipopolysaccharide 자극에 의한 염증성 및 산화적 스트레스에 미치는 5-aminolevulinic acid phosphate의 영향 (Attenuation of Lipopolysaccharide-induced Inflammatory and Oxidative Response by 5-Aminolevulinic Acid Phosphate in RAW 264.7 Macrophages)

  • 지선영;김민영;황보현;이혜숙;홍수현;차희재;김희수;김석만;최영현
    • 생명과학회지
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    • 제31권9호
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    • pp.818-826
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    • 2021
  • 5-ALA-p는 천연 아미노산인 5-ALA를 암모니아수로 용출하고 인산과 아세톤을 첨가하여 광역학 요법에 적합한 특성을 갖도록 개발된 물질이다. 그러나 항산화 및 항염증에 대한 잠재적인 기전을 포함한 약리학적 효능은 아직 명확하지 않다. 본 연구에서는 LPS로 자극된 RAW 264.7 세포에서 산화적 및 염증성 반응에 대한 5-ALA-p의 효과를 평가하였다. 본 연구의 결과에 의하면, 5-ALA-p는 LPS에 의한 RAW 264.7 세포의 과도한 식균 활성을 유의하게 억제하였고 산화적 스트레스를 약화시켰다. 5-ALA-p는 또한 LPS에 의해 감소된 미토콘드리아 생물 발생을 개선하였으며, 이는 5-ALA-p가 LPS로 인한 미토콘드리아 손상을 복원시켰음을 시사한다. 아울러 5-ALA-p는 NO와 TNF-α, IL-1β 및 IL-6과 같은 염증성 사이토카인의 생성을 현저히 억제하였으며, 이는 iNOS 및 각 사이토카인의 발현 감소와 연관성이 있었다. 나아가 5-ALA-p는 NF-κB의 핵 전이를 감소시키고 MAPKs의 인산화를 억제하여 5-ALA-p의 항염증 효과가 이들 신호전달 경로의 활성 억제와 매개되었음을 보여주었다. 이러한 결과들은 5-ALA-p가 산화적 및 염증성 스트레스를 줄이는 잠재적인 후보 약물로 적용될 수 있음을 의미한다.

인공위성 영상레이더를 이용한 멕시코시티 시계열 지반침하 관측 (Monitoring of a Time-series of Land Subsidence in Mexico City Using Space-based Synthetic Aperture Radar Observations)

  • 주정헌;홍상훈
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권6_1호
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    • pp.1657-1667
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    • 2021
  • 지반침하는 인위적인 인간 활동 또는 자연적 현상에 의해 지표면이 가라앉는 현상이다. 멕시코시티는 전세계에서 가장 심각한 지반침하가 발생하는 지역 중 하나로 평가받고 있다. 멕시코시티 지반침하의 원인은 과도한 지하수 채취로서 해당 지역 전체의 물 사용량의 약 70%를 지하수가 차지하고 있다. 범 지구 위성 항법 시스템(Global Navigation Satellite System, GNSS) 또는 수준측량과 같은 전통적인 현장 관측 방법은 지반침하를 정확하게 측정하기 위해 선호되어 왔다. 하지만 GNSS 관측은 매우 높은 시간해상도를 가진 정확한 지표 변위량을 측정할 수 있음에도 불구하고, 넓은 지역에 대한 부분적인 관측 정보를 제공하고 많은 시간과 비용이 요구되는 한계점이 존재한다. 그러나, 인공위성 영상레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR)는 주야 조건과 기상상태에 관계없이 높은 공간 해상도의 지표변화 정보를 mm에서 cm 크기의 정밀도로 비교적 낮은 비용으로 관측할 수 있다는 점에서 효과적인 방법으로 제시되고 있다. 본 연구에서는 2007년 2월 11일에서 2011년 2월 22일까지 획득된 ALOS PALSAR L-band 영상레이더를 이용하여 멕시코시티의 지반 침하 시계열을 추정하였다. 본 연구에서는 대표적인 시계열 분석 방법인 고정 산란체 위상간섭기법(persistent scatterer interferometry, PSI)과 small baseline subset (SBAS)을 적용하여 지표 변위의 시계열 결과를 획득하였으며 대기 효과 및 지형 오차를 제거하였다. PSI 및 SBAS 기법을 이용한 분석 결과 최대 지반침하 속도는 각각 -29.5 cm/year, -27.0 cm/year로 나타났다. 또한 연구지역을 지질 공학적 특성에 따라 세 가지 구역으로 분류하여 각 분류에서의 지반 침하속도를 비교한 결과, 단단한 기반암으로 구성된 지역에 비해 압축률이 큰 호수성 퇴적물로 구성된 지역에서 침하가 크게 발생하였다.

동궐(東闕) 추경원(秋景苑)의 조영과 변천에 관한 고찰 (A Study of the Construction and Change of Chugyeongwon in Donggweol)

  • 오준영
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제52권1호
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    • pp.44-63
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    • 2019
  • 본 연구는 동궐(東闕)에 실존했던 추경원(秋景苑)의 조영과 변천 양상을 실증적으로 규명하기 위해 시작되었다. 세부적으로는 추경원의 조영 위치와 범위, 조영 배경과 의도, 소속 체제와 공간적 변화 양상을 고찰하였다. 연구 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다. 첫째, 추경원은 창경궁 함인정(涵仁亭) 주변 또는 시민당(時敏堂)과 진수당(進修堂) 사이의 공간으로 추정되어 왔다. 그러나 관련 사료에 따르면 추경원은 도총부(都摠府) 서쪽, 협상문(協祥門) 안쪽, 숭문당(崇文堂) 인근에 위치했다고 전해진다. "동궐도형(東闕圖形)"을 통해서도 각각의 조건에 부합하는 추경원의 조영공간을 확인할 수 있다. 근대적 실측도 형식의 "창경궁배치도(昌慶宮配置圖)"에 따르면 오늘날 추경원은 창경궁 문정전(文政殿)과 숭문당 남쪽의 녹지공간에 해당한다. 둘째, "동궐도(東闕圖)"에서 추경원은 담장으로 한정된 대지에 수목들이 생육하던 녹지공간으로 묘사되어 있다. 내부에 일체의 인공적 시설은 도입되지 않았다. 또한 추경원은 주변 대지보다 표고(標高)가 높은 지형에 입지했다. 특히 추경원의 구성 형식과 입지 특성은 한양에 소재했던 궁궐 외원(外苑)과도 유사한 면모를 보인다. 궁궐 외원의 운영 양상을 고려하면 추경원 역시 지세(地勢)의 보존과 배양(培養)을 위해 조영되었다고 판단된다. 셋째, 조선 후기에 걸쳐 추경원은 동궁(東宮)과 함께 창덕궁 또는 창경궁 소속으로 편입되었다. 따라서 추경원은 동궁 영역에 포함된 왕실정원으로 운영되었을 가능성이 높다. 본래 담장과 협문(夾門)으로 구성되었던 추경원의 서쪽 경계부는 이후 담장과 행각(行閣)이 결합된 형식으로 변모했다. 일제강점기에 이르러 추경원은 각종 개발행위로 인해 점차 변질되기 시작했고, 종국에는 소실(消失)되어 실체를 찾아볼 수 없다.

<동궐도(東闕圖)>의 러버쉬팅변환을 통한 창덕궁 돈화문 지역의 입체적 식생 경관 추정 (Estimation of the Three-dimensional Vegetation Landscape of the Donhwamun Gate Area in Changdeokgung Palace through the Rubber Sheeting Transformation of )

  • 이재용
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제51권2호
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    • pp.138-153
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    • 2018
  • 본 연구는 조선 후기에 제작된 <동궐도(東闕圖)>의 분석을 통해 창덕궁 돈화문 지역의 식생 경관을 입체적으로 규명하고자 하였으며 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, <동궐도>에 묘사된 수목은 17세기에 중국으로부터 유입된 수목 표현 입문서인 "개자원화전(芥子園畵傳)"을 토대로 유형의 구분이 가능하였다. 분류 결과에 따라 <동궐도>의 돈화문 지역에 표현된 수목은 10종 50주로 확인되었다. 둘째, <동궐도>의 입면 제작 축척을 이용하여 그림에 묘사된 수목의 실제 크기를 산정할 수 있었다. 산출된 수목의 수고는 최소 4.37m에서 최대 22.37m로 다양하게 나타났다. <동궐도> 제작 이전부터 창덕궁에 생육하고 있는 것으로 확인된 노거수와의 비교를 통해 그림에 묘사된 수목들이 과도하지 않게 현실감 있는 크기로 제작된 것이 확인되었다. 셋째, <동궐도>의 러버쉬팅변환(Rubber Sheeting Transformation)을 통해 현재 수치지형도에 <동궐도>의 식재 평면도 제작이 가능하였다. 특히, 변환 지역의 세분화와 통제점 추가를 통해 제작된 평면도의 정밀도를 향상시킬 수 있었다. 작성된 <동궐도>의 식재 평면도를 통해서 수목의 위치와 밀도의 변화를 파악할 수 있었다. 마지막으로 <동궐도>에서 취득된 수목의 형상 정보와 식재 평면도를 이용하여 3차원 식생 모델의 제작이 가능하였다. 3차원 모델은 실제 사람의 눈높이에서 조망축, 스카이라인, 주변으로의 개방과 차폐 정도 등 현황과의 입체적 경관 비교를 가능하게 함으로써 당시의 조망 특성을 검토하는데 유용하였다. 본 연구는 기존에 논의되어 온 <동궐도>의 사실적 표현을 입증하고 이에 근거하여 기록화에 묘사된 동궐의 식생 경관의 원형을 규명하기 위한 가능성을 제시하였다는 점에서 의의가 있다.

지렁이 움직임 감지 시스템을 이용한 중금속 오염 토양의 생태독성 발현 메커니즘에 대한 연구 (Study on the Mechanism of Manifestation of Ecological Toxicity in Heavy Metal Contaminated Soil Using the Sensing System of Earthworm Movement)

  • 이우춘;이상훈;전지훈;이상우;김순오
    • 자원환경지질
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    • 제54권3호
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    • pp.399-408
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    • 2021
  • 배경토양에 카드뮴(Cd), 납(Pb), 아연(Zn) 등의 중금속 오염물질을 인위적으로 오염시킨 후 진동센서 등으로 구성된 시스템(ViSSET)을 이용하여 지렁이 움직임 특성을 실시간으로 모니터링하였다. 이로부터 얻어진 지렁이 움직임의 누적 횟수와 전통적인 지렁이 행태지표(실험 전후의 체중 변화, 생체축적농도) 등을 이용하여 중금속 오염물질의 토양 내 생태독성 발현 기작을 규명하였다. 중금속별 농도 증가에 따른 지렁이 움직임을 살펴보면, Cd는 농도가 증가함에 따라 지렁이 움직임은 감소하다가 증가하는 경향을 보였고, Pb는 농도 증가에 따라 지렁이 움직임이 급증하였으며, Zn의 경우는 농도가 증가함에 따라 지렁이 움직임은 지속적으로 감소하는 것으로 나타났다. 지렁이의 체중은 Zn 오염 토양에서 가장 크게 감소하였으며, Cd와 Pb에서는 지렁이 체중 변화가 유사한 것으로 조사되었다. 생물축적농도는 Cd, Zn, Pb의 순으로 높게 조사되었고, 특히 Pb의 경우에는 토양 내 농도에 따른 생체축적농도의 변화가 뚜렷하게 나타나지 않았다. Cd는 metallothionein-bound 형태로 결합되어 지렁이 생체 내에 장기간 축적되며, 특히 고농도에서는 임계효과(critical effect)에 의해 지렁이 움직임에 악영향을 주는 것으로 판단된다. Pb는 섭취에 의하여 생태독성이 발현되는 것이 아니고 피부를 자극시키거나 감각기관을 손상시킴으로서 독성을 발현시키는 것으로 생각된다. Zn은 소화기관의 세포막을 손상시키거나 물질대사를 과도하게 증가시킴으로써 지렁이 움직임과 체중이 감소하는 것과 같은 생태독성을 발현시킨다. 지렁이 움직임에 대한 실시간 모니터링 결과를 분석하여 도출한 Pb의 50% 최대 영향농도(half maximal effective concentration, EC50)는 751.2 mg/kg로 기존 연구와 유사한 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 기존에 이용되어온 지렁이 행태 지표와 새롭게 제시한 지렁이의 움직임을 실시간으로 모니터링하여 얻어진 결과를 통합적으로 해석함으로써 중금속 오염물질의 생태독성 발현 기작을 규명하는 것이 효과적임을 확인할 수 있었다.

블로그 데이터 감성분석을 통한 북한산둘레길 구간별 선호도 평가 (Evaluation of Preference by Bukhansan Dulegil Course Using Sentiment Analysis of Blog Data)

  • 이성희;손용훈
    • 한국조경학회지
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    • 제49권3호
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    • pp.1-10
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    • 2021
  • 본 연구는 탐방객이 자유롭게 서술한 블로그 텍스트 데이터를 자연어 처리 기술 중 하나인 감성분석을 활용하여 북한산둘레길의 선호도를 평가하고, 선호 요인과 비선호 요인을 도출하는 것을 목적으로 하였다. 이에 2019년 1년 동안 작성된 블로그를 수집하고 21개 둘레길 구간별 텍스트에 나타난 긍정 및 부정 감성 단어 도출을 통해 감성점수를 산출하였다. 이후 내용분석을 통해 탐방객이 어떤 요소로 인해 구간을 선호하거나 선호하지 않는지 파악하였다. 북한산둘레길에 대해 작성된 블로그에서는 긍정적인 단어가 평균적으로 약 73% 출현하고 있었고, 각 구간별 게시물의 감성 극성 비율에서도 긍정적인 문서의 비율이 부정적인 문서의 비율보다 높았다. 이를 통해 탐방객은 북한산둘레길에 대하여 대체로 긍정적으로 인식하고 있는 것으로 나타났다. 그럼에도 감성점수를 도출한 결과, 21개 둘레길 구간에서는 선호하는 구간과 선호하지 않는 구간이 존재하고 있었다. 선호 구간과 비선호 구간에 대해 탐방객은 난이도가 낮고 부담 없이 걸을 수 있는 구간을 선호하고 있었고, 경관에 대한 여러 요소(시각, 청각, 후각 등)가 조화롭고 계절감이 뚜렷해 다양한 경관이 연출되는 곳, 경관 시퀀스의 변화가 존재하는 구간을 선호하는 것으로 나타났다. 또한 탐방객은 전망대, 조망점 등의 뷰포인트 유무를 둘레길에서의 주요 요소로 인식하고 있었고, 접근성이 우수하고 안내판 등 정보 제공이 원활하게 이뤄지는 구간에 대해 선호도가 더 높은 것을 알 수 있다. 반면, 도로와 인접함에 따라 발생되는 주변 소음과 과도한 시가지 비율, 구간별 난이도 불균형 등으로 인한 둘레길 동선 불만족이 비선호 요인으로 크게 작용하고 있었으며, 경관 단절 및 구간에 대한 정보 부족 등이 선호도를 떨어트리는 원인으로 나타났다. 본 연구의 결과는 국립공원뿐만 아니라 근교 산림 녹지 관리에 있어서 둘레길 정비 및 개선방안 마련에 활용될 수 있으며, 연구에 활용된 감성분석은 자연지역에 대한 실제 이용자들의 반응을 지속적으로 모니터링 할 수 있다는 점에 의의가 있다. 다만 사전에 정의된 감성사전을 기반으로 평가하였기에 지속적인 사전 업데이트가 필요하다. 또한 소셜미디어 특성상 부정적인 견해보다는 긍정적인 내용을 공유하는 경향이 존재하기 때문에, 현장 설문조사 등의 분석 결과와 비교, 검토하는 작업이 필요하다.

감염병 팬데믹에서의 '리스크' 개념과 방역조치에 대한 비례성 심사의 구체화 -집합제한조치에 대한 국내외 판결을 중심으로- (The Concept of 'Risk' and the Proportionality Review of Infectious Disease Prevention Measures)

  • 유기훈
    • 의료법학
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    • 제23권3호
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    • pp.139-207
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    • 2022
  • 코로나19 팬데믹에 대한 방역 과정에서 개인의 자유에 대한 국가의 다양한 자유제한 조치가 이루어짐에 따라, '감염병 예방'이라는 공익을 근거로 국가의 과도한 기본권 제한이 무분별하게 허용되고 있다는 지적이 이루어졌다. 따라서 국가의 개인에 대한 자유제한의 허용가능한 한계를 어떻게 설정할 것인가 하는 문제가 감염병 팬데믹 상황에서의 주요한 문제로 떠오르게 되었다. 그러나 '감염병 팬데믹'이라는 현상이 지니는 난해한 특성으로 인하여, 감염된 개인으로 인해 초래되는 '공익의 훼손'은 비례성 심사와 같은 법적 평가의 분석 대상이 되지 못하는 경우가 많았다. 감염(의심)자가 타인을 감염시키고, 감염시킨 타인을 통한 감염의 연쇄로 인구집단으로 감염이 퍼져나가는 현상은 오직 '확률적'으로만 예측되는데, 그러한 '확률적 불확실성'의 결과로 초래되는 '감염병 리스크(risk)'를 어떻게 법적 분석의 대상으로 다룰지가 문제가 되었던 것이다. 이러한 이론적 분석틀이 부재한 상황 속에서 감염병 팬데믹하의 감염(의심)자의 리스크는 법적 차원에서 구체적이고 엄밀하게 분석되지 못하였고, 감염병 팬데믹하의 기본권 제한 조치에 대한 비례성 심사 또한 '공익 보호의 중대성'과 '개인의 기본권 제한'이라는 추상적 차원의 비교에 그치는 경우가 많았다. 따라서 본 논문은 ① 감염병 팬데믹이라는 공중보건 위기 상황에서의 '리스크'를 어떻게 구체화하고 분석의 대상으로 개념화할 수 있는지에 대한 이론적 검토를 수행하고, ② '리스크' 개념의 구체화에 대한 이론적 검토를 바탕으로 감염병 팬데믹 상황에서의 기본권 제한 조치에 대한 비례성 심사의 세부 심사기준을 확립하여, ③ 감염병 팬데믹하 방역조치의 정당성을 보다 엄밀히 판단할 수 있는 이론적 자원을 확보하는 것을 그 목표로 하였다. 우선 2장에서는 고전적 해악 개념이 감염병 팬데믹을 적절히 설명하지 못한다는 점을 지적하고, 선행연구를 발전시켜 '해악'에서 '리스크'로의 개념 확장을 시도하였다. 또한 감염이 연쇄적으로 발생하며 인구집단으로 퍼져나가는 현상을 법적으로 분석가능한 대상으로 포섭하기 위해, 감염병 역학의 '재생산지수' 논의를 접목하여 '인구집단에 대한 리스크'를 법적으로 분석가능한 대상으로 정립하였다. 3장에서는 기존 비례성 심사의 방법론에 2장의 이론적 논의를 접목하여, 감염병 팬데믹 상황에서의 국가의 기본권 제한 조치에 대한 과잉금지원칙의 구체적 심사기준을 제시하였다. 우선 수단의 적합성 심사에서는, 공익에 대한 훼손이 '확률적'으로 나타나는 감염병 팬데믹의 경우에 '공익에 대한 수단의 인과적 기여'를 평가하는 구체적 방식을 제시하였다. 피해의 최소성 심사는 '개입 방식에 있어서의 피해의 최소성'과 '규율 대상의 범위에 있어서의 피해의 최소성'으로 나누어 검토하였으며, 법익의 균형성 심사에서는 '인구집단에 대한 리스크' 방지의 법익과 '개인의 자유제한' 초래의 법익 사이의 비교형량의 구체적 방법론을 제시하였다. 이를 통해 단지 '감염병 팬데믹의 리스크가 중대하다'라거나 '리스크가 불확실하다'는 것을 근거로 비례성 심사를 건너뛰어서는 안 되며, 해당 방역조치로 인한 자유제한과 공익 훼손의 리스크 저감 사이의 비례적 관계를 명확히 논증하여야 함을 주장하였다. 4장에서는 2장의 '리스크'에 대한 이론적 논의와 3장의 감염병 팬데믹에서의 방역조치에 대한 비례성 심사기준 논의를 종합하여, 감염병 팬데믹하 집합제한조치의 정당성을 검토하고, 국내외 판례에서의 논증 구조를 비판적으로 분석하였다. 일부 판례에서는 비례성 심사를 누락하고 있다는 점을 지적하였으며, 세부적 논증을 제시한 판례의 경우, 해당 논증이 3장에서 제시한 비례성 심사기준을 통해 보다 엄밀하게 판단되고 해석될 수 있음을 살펴보았다.

하절기 오이 온실재배 시 차광 및 보광 효과 (Effect of Shading and Supplemental Lighting for Greenhouse Cultivation of Cucumber in Summer Season)

  • 유진;윤지혜;황소영;박은원;황정훈;최형은;구정길;황희성;황승재
    • 생물환경조절학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.226-233
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    • 2023
  • 하절기의 높은 일사량은 작물의 과도한 호흡을 유발하여 광합성을 감소시킨다. 또한 주로 하절기에 발생하는 장마는 온실 내부에 저일조 환경을 유발한다. 저일조 환경은 작물의 생육과 생산량을 감소시키는 원인이 될 수 있다. 본 연구는 하절기 차광과 보광이 오이의 생육과 생산량에 미치는 영향에 대해서 조사하기 위해 수행되었다. 오이 접목묘는 2022년 8월 30일에 플라스틱 온실 2동에 정식하였다. 온실 내부의 광량을 감소시키기 위해 온실 1동에 차광 스크린을 설치하였다. 보광처리는 2022년 9월 7일부터 2022년 10월 20일까지 수행되었다. 고압나트륨등(high-pressure sodium lamp), 백색 LED(white LED, red:green:blue = 5:3:2), RB LED(combined red and blue LED, red:blue = 7:3)를 보광 광원으로 사용하였고, 무처리를 대조구로 설정하였다. 보광 처리는 일출 전과 일몰 후 2시간씩 수행하였고, 보광 광도는 150±20 µmol·m-2·s-1로 설정하였다. 식물 초장, 엽장, 엽폭, SPAD는 차광 처리에 의해 증가하는 경향을 보였다. RB LED에서는 차광 처리와 관계없이 경경이 유의성 있게 증가되었다. 과실의 생체중과 건물중은 차광과 보광 처리에서 유의미한 차이가 없었다. 과실의 평균 과중은 수확일이 지날수록 보광처리 간의 유의한 차이는 없었다. 결론적으로, 본 연구에서 하절기 오이 재배 시 50% 수준의 차광 처리는 오이의 생육을 유의하게 향상시켰다. 또한, 보광 대조구에서 생육과 과실 특성이 좋았다. 본 연구는 오이 재배 시 보광 기술을 적용하기 위한 기초 연구 자료로 활용될 수 있다.

위성 기반 HCHO/NO2 비율을 통한 국내 대류권 오존 민감도 특성 분석 (Characteristic Analysis of Tropospheric Ozone Sensitivity from the Satellite-Based HCHO/NO2 Ratio in South Korea)

  • 장진아;이윤곤;유정아;성경희;김상민
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권5_1호
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    • pp.563-576
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    • 2023
  • 본 연구에서는 대류권 오존과 전구체인 nitrogen oxides (NOx), volatile organic compounds (VOCs)의 광화학반응 관계를 살펴보고자, Ozone Monitoring Instrument (OMI)와 TROPOspheric Monitoring Instrument(TROPOMI)의 nitrogen dioxide (NO2), formaldehyde (HCHO), OMI/Microwave Limb Sounder (MLS) tropospheric column ozone (TCO), Airkorea 지상측정 ozone (O3) 자료를 분석하였다. OMI 위성자료를 이용하여 2006년부터 2020년까지 장기 변화 경향을 살펴보면 TCO는 동북아시아 지역 전체적으로 증가하는 추세를 보였으며, NO2는 꾸준히 감소하고 HCHO는 계속해서 증가하는 경향성을 보였다. 또한 오존 민감도의 지표인 formaldehyde nitrogen dioxide ratio (FNR)은 점점 증가하고 있으며, 이는 VOC-limited 영역이 감소하고 있음을 의미한다. 본 연구는 한국 지역 오존의 지속적인 증가 원인을 밝히기 위해서 최근 4년 기간(2019~2022년)의 TROPOMI FNR과 지상 측정 O3를 이용하여 국내 오존 생성 민감도 분석을 진행하였다. 기존 선행연구들과 동일하게 국내 대도시 지역에서 VOC-limited 및 Transitional 영역이 나타났으며, 그 외에도 국내 주요 발전소가 위치한 지역에서 VOC-limited 영역이 나타났다. VOC-limited 영역, 즉 NOx가 과도하게 포화되어 있는 영역에서는 NOx 배출 감소가 오히려 적정 반응을 약화시켜 국내 오존 농도 증가를 유도했을 것으로 판단된다. 따라서 VOC-limited 영역이 나타나는 지역에서 오존 농도를 감소시키기 위해서는 NOx의 배출보다 단기적으로 VOC 배출을 감소시켜야 함을 시사한다.

GOCI-II 대기상한 반사도와 기계학습을 이용한 남한 지역 시간별 에어로졸 광학 두께 산출 (Retrieval of Hourly Aerosol Optical Depth Using Top-of-Atmosphere Reflectance from GOCI-II and Machine Learning over South Korea)

  • 양세영;최현영;임정호
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권5_3호
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    • pp.933-948
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    • 2023
  • 대기 중 에어로졸은 인체에 악영향을 끼칠 뿐 아니라 기후 시스템에도 직간접적인 영향을 미치므로 에어로졸의 특성과 시공간적인 분포에 대한 이해는 매우 중요하다. 이를 위해 위성기반 관측을 통해 에어로졸 광학 두께(Aerosol Optical Depth, AOD)를 산출하여 에어로졸을 모니터링하는 다양한 연구가 수행되어 왔다. 하지만 이는 주로 조견표를 활용한 역 산출 알고리즘에 기반하여 이루어지기 때문에 많은 계산량을 요구하며 불확실성이 존재한다. 따라서, 본 연구에서는 Geostationary Ocean Color Imager-II (GOCI-II)의 대기상한반사도와 30일 동안의 대기상한반사도 중 최솟값과 관측 시점 값의 차이 값, 수치 모델 기반 기상학적 변수 등을 활용하여 기계학습 기반 고해상도 AOD 직접 산출 알고리즘을 개발하였다. Light Gradient Boosting Machine (LGBM) 기법이 사용되었으며, 추정된 결과는 지상 관측 자료인 Aerosol Robotic Network (AERONET) AOD를 활용하여 랜덤, 시간 및 공간별 N-fold 교차검증을 통해 검증되었다. 세 가지 교차검증 결과 R2=0.70-0.80, RMSE=0.08-0.09, 기대오차(Expected Error, EE) 안에 있는 비율은 75.2-85.1% 수준으로 안정적인 성능을 보였다. Shapley Additive exPlanations (SHAP) 분석에서는 반사도 관련 변수들이 기여도의 상위권 대부분을 차지하고 있는 것을 통해 반사도 자료가 AOD 추정에 많은 기여를 하는 것을 확인하였다. 서울과 울산 지역에 대한 시간 별 AOD의 공간 분포를 분석한 결과, 개발된 LGBM 모델은 시간의 흐름에 따라 AERONET AOD 값과 유사한 수준으로 AOD를 추정하고 있었다. 이를 통해 높은 시공간 해상도(i.e., 시간별, 250 m)에서의 AOD 산출이 가능함을 확인하였다. 또한, 산출 커버리지 비교에서 LGBM 모델의 평균 산출 빈도가 GOCI-II L2 AOD 산출물 대비 8.8%가량 증가한 것을 통해 기존 물리모델기반 AOD 산출 과정에서 발생하던 밝은 지표면에 대한 과도한 마스킹의 문제점을 개선시킨 것을 확인하였다.