• The Journal of Engineering Geology
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• v.31 no.4
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• pp.549-559
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• 2021

The Arctic Circle's huge amounts of fossil fuels and mineral resources are being developed and subjected to active construction projects. Global efforts are continuing to actively respond to climate change, but the dependence on fossil fuels remains high. This study reports a preliminary survey conducted in Alberta, Canada, where oil sand resources are actively developed. A land cover map was prepared using satellite imagery to reduce the cost and time of surveying a wide area. Results likely useful to resource development projects such as ground surface temperature and snow cover distribution were derived by using the obtained image classification results. It is expected that the results of the present research and analysis will be used to establish strategies for the successful promotion and operation of projects to develop resources in the Arctic.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2018.11a
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• pp.175-176
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• 2018

여름철 북극 해빙 면적의 감소 추세로 빙해선박의 북극항로 통항회수가 증가하고 있어 선박의 안전 항해를 위한 기술 개발에 관심이 집중되고 있다. 본 연구에서는 선박해양플랜트연구소에서 개발 중인 KRISO Arctic Safe Routing System(KARS)의 개념과 함께 핵심 모듈 중 하나인 빙저항 추진 성능 DB 개발 과정을 소개하였다. 우선 빙해수조에서 다양한 빙상환경(평탄빙, 유빙, 빙맥 등)에 따른 선박의 빙성능 평가 시험을 수행한 후 대상선박의 기본적인 빙성능을 도출하였고 빙성능 추정 S/W의 해석결과와 비교 검증을 수행하여 다양한 환경 변수를 고려한 빙저항 추진 성능 DB를 생성하였다. 아울러, 생성된 DB의 검증을 위해 2017년 8월 쇄빙연구선 아라온의 빙해역 실선시험 동안 계측된 결과와 비교 분석하여 정확도를 분석하였고 KARS의 개선 사항 및 향후 활용 가능성을 고찰하였다.

• The Safety technology
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• no.179
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• pp.15-17
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• 2012

극지(極地), 그곳은 말 그대로 '맨 끝에 있는 땅'이다. 흔히 남 북 양극지방을 통칭하는 말이기도 하다. 극지에 대한 일반 국민들의 관심은 2009년에 진수된 우리나라 최초의 쇄빙선 아라온호의 명성으로 극대화됐다. 거기에 얼마 전 TV 다큐멘터리 '남극의 눈물' 방영도 일반인들에게 극지에 대한 친숙함과 이해를 높이는 데 한몫 했다. 얼음과 눈, 그리고 살을 에는 추위뿐인 동토의 땅에서 대한민국 태극기를 펄럭이며 극지의 모든 것에 대해 연구하는 과학기지가 있다. 바로 남극 세종과학기지와 2014년 완공되는 장보고과학기지, 그리고 북극의 다산과학기지다. 인천광역시 연수구 송도동에 자리 잡은 극지연구소(KOPRI, Korea Polar Research Institute)는 극지와 그 관련지역에서의 기초 및 첨단 응용과학 연구, 남 북극 과학기지 운영 등을 지원하는 극지 전문기관으로, 국토해양부 한국해양과학기술원 부설기관이다. 이곳은 우리나라 유일의 극지연구전문기관으로, 미래의 기후 변화와 무한한 생물종을 연구하는 과학자들의 열의가 대단하다. 그 뜨거운 열기의 중심에는 바로 안전이 자리 잡고 있다. '극지'라는 특수지역을 무대로 삼아 국가적인 연구를 수행하고 있는 만큼 '안전'은 연구 활동을 뒷받침 하는 주춧돌이자 왕성한 연구활동을 이어나갈 수 있게 하는 원동력이 되고 있다. 안전을 위시해 전문적인 극지 연구를 하고 있는 이곳, 극지연구소만의 특별한 안전관리 현장을 찾아가봤다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2020.11a
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• pp.1115-1117
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• 2020

환경 문제는 사람들이 직접적으로 보지 못하면 쉽게 이해하기 어렵다. 그리고 오랜 시간 동안 아주 조금씩 환경 파괴가 발생하는 경우가 많기 때문에, 실질적으로 환경 문제를 체감하는 것이 쉽지 않다. 본 연구에서는 몰입형 가상현실 시스템을 이용해서 기후변화의 원인인 지구온난화로 인해 북극과 남극의 바다 빙하가 녹고 있는 문제를 체험할 수 있도록 Melting Sea Ice 를 개발하였다. 사용자들은 몰입형 가상현실 장치를 착용하고 시간의 흐름에 따라 남극 북극 빙하가 녹은 모습과 해빙에 따른 생태 환경의 변화를 직접 돌아다니면서 관찰할 수 있다. 본 연구에서는 Melting Sea Ice 가상현실 콘텐츠를 통하여 기후 변화로 인한 환경 파괴 문제를 직관적으로 인식시키고 환경 문제를 해결하고자 하는 동기부여를 목적으로 두고 있다.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.34 no.6_2
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• pp.1261-1272
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• 2018

It is important to measure the Arctic surface air temperature because it plays a key-role in the exchange of energy between the ocean, sea ice, and the atmosphere. Although in-situ observations provide accurate measurements of air temperature, they are spatially limited to show the distribution of Arctic surface air temperature. In this study, we proposed machine learning-based models to estimate the Arctic surface air temperature in summer based on buoy data and Advanced Microwave Scanning Radiometer 2 (AMSR2)satellite data. Two machine learning approaches-random forest (RF) and support vector machine (SVM)-were used to estimate the air temperature twice a day according to AMSR2 observation time. Both RF and SVM showed $R^2$ of 0.84-0.88 and RMSE of $1.31-1.53^{\circ}C$. The results were compared to the surface air temperature and spatial distribution of the ERA-Interim reanalysis data from the European Center for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF). They tended to underestimate the Barents Sea, the Kara Sea, and the Baffin Bay region where no IABP buoy observations exist. This study showed both possibility and limitations of the empirical estimation of Arctic surface temperature using AMSR2 data.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.38 no.6_1
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• pp.1047-1056
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• 2022

Sea ice, frozen sea water, in the Artic is a primary indicator of global warming. Due to its importance to the climate system, shipping-route navigation, and fisheries, Arctic sea ice prediction has gained increased attention in various disciplines. Recent advances in artificial intelligence (AI), motivated by a desire to develop more autonomous and efficient future predictions, have led to the development of new sea ice prediction models as alternatives to conventional numerical and statistical prediction models. This study aims to evaluate the performance of the two-stream convolutional long-and short-term memory (TS-ConvLSTM) AI model, which is designed for learning both global and local characteristics of the Arctic sea ice changes, for the minimum September Arctic sea ice from 2001 to 2021, and to show the possibility for an operational prediction system. Although the TS-ConvLSTM model generally increased the prediction performance as training data increased, predictability for the marginal ice zone, 5-50% concentration, showed a negative trend due to increasing first-year sea ice and warming. Additionally, a comparison of sea ice extent predicted by the TS-ConvLSTM with the median Sea Ice Outlooks (SIOs) submitted to the Sea Ice Prediction Network has been carried out. Unlike the TS-ConvLSTM, the median SIOs did not show notable improvements as time passed (i.e., the amount of training data increased). Although the TS-ConvLSTM model has shown the potential for the operational sea ice prediction system, learning more spatio-temporal patterns in the difficult-to-predict natural environment for the robust prediction system should be considered in future work.

• The Korean Journal of Quaternary Research
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• v.32 no.1_2
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• pp.30-40
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• 2018

In response to the increase in anthropogenic greenhouse gases, the Arctic temperature is increasing rapidly by 2-3 times other regions. This larger Arctic warming than lower latitudes is called 'Arctic Amplification'(Overland et al., 2017; Goose et al., 2018). Associated with the Arctic Amplification, the Arctic sea ice is declining rapidly and Greenland ice sheet is melting rapidly, especially around the coastal margins (State of Climate, 2018). However, Antarctic climate change appears to be different from the Arctic. In the western part of Antarctica, surface temperature is rising rapidly with large sea and land ice melting, but in the eastern part, there is little temperature change with slight increase in sea ice extent. The contrasting east-west temperature response is illustrated by the deepening of the Amundsen Sea Low whose upstream brings warm maritime air to the Antarctic peninsula and Amundsen-Bellingshausen Seas, but downstream air provides cold air to the Ross Sea, increasing sea ice. Besides, the increase in Southern Annular Mode (SAM) phase due to stratospheric ozone reduction enhances westerly winds, pushing sea ice northward by Ekman divergence and cooling east Antarctica. In this study, we review the recent Antarctic climate change and its possible causes.

• The Korean Journal of Quaternary Research
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• v.33 no.1_2
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• pp.37-48
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• 2021

The cold surge is an important extreme weather in East Asia during winter, and is largely affected by behavior of the Siberian high Arctic Oscillation, which represents undulation of large-scale pressure pattern in the Arctic region. Recent studies also revealed that the synoptic low pressure system developing in the eastern boundary of the Asian continent is sensitive to sea surface temperature (SST) and plays an important role in strengthening the cold advection over the Korean Peninsula during cold surges. In this study, we analyzed the Arctic Oscillation affecting the large-scale background of cold surge in East Asia, and the sea surface temperature in the coast of East Asia is examined focusing on its role on synoptic low-inducing cold advection. For the analysis, the days with the bottom 3% of the average daily temperature, measured at five surface stations in Korean Peninsula during 49 years (1969/70-2017/18), were used for the cold surge cases. During the negative phase of the Arctic Oscillation, a strong trough is observed over East Asia, and the inflow of cold air from the polar region is strengthened, which lead to frequent cold surges. In addition, anomalously high SST in the eastern coast of Asia increases sensible and latent heat release from the ocean, therefore, it enlarges the likelihood of synoptic low-inducing extreme cold surges.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2014.06a
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• pp.8-10
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• 2014

정부의 북극항로 시험운항이 시행된 2013년 NSR횡단 선박 척수는 전년도에 비해 54%가 늘어난 71척에 이르렀으나 실제 화물수송량은 당초 예상량인 150만톤에도 못 미치는 1,355,897톤으로 전년도에 비해 7.5% 증가에 그치고 말았다. 이는 2013년 하절기 북극해의 얼음이 2012년도에 비해 훨씬 적게 녹았기 때문으로 분석되고 있다. 그러나 지구온난화로 인한 전체적인 해빙 크기의 감소추세는 큰 틀에서 벗어나지 않고 있으므로 NSR의 선점을 위해서는 화물의 경제성 평가와 더불어 고효율선의 운항에 대비할 필요가 있다.

• Korea Petroleum Association Journal
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• no.2 s.60
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• pp.122-125
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• 1986