• 제목/요약/키워드: 성층권 환경

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고고도 발사체용 전기유압식 구동장치시스템 개발 (Development of Electrohydraulic Actuation System for High Altitude Launch Vehicle)

  • 민병주;최형돈;강이석
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권12호
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    • pp.82-89
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    • 2006
  • 본 논문에서는 고도 300 km 이상의 고고도 고진공 우주환경에서 발사체의 피치 및 요방향 자세 및 궤적제어를 추력벡터제어 방식으로 수행하는 전기유압식 구동장치시스템의 개발 결과를 기술한다. 성층권 이하에서 운용하는 저고도 발사체용 전기유압식 구동장치시스템과 비교하여 강화된 개발 요구규격 및 이를 충족시키기 위한 신규 설계 및 제작 기술, 성능 검증을 위한 시험장치의 개발 및 이를 사용한 시험 수행 결과를 본 논문에 요약하였다. 시스템 자체 성능 검증을 위한 시험 및 평가가 성공적으로 완료된 구동장치시스템은 관련 시스템과의 접속 및 통합 적합성 검증 후 KSLV-I 발사체에 탑재될 예정이다.

극저기압에 의한 한반도 강설 발달기구 분석 (Analysis of Snowfall Development Mechanism over the Korean Peninsula due to Polar Low)

  • 김진연;민기홍
    • 한국지구과학회지
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    • 제34권7호
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    • pp.645-661
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    • 2013
  • 본 연구에서는 2010년 12월 27일부터 28일까지 서울을 포함한 수도권 지역에 많은 강설을 일으킨 사례의 종관적, 열역학적 및 역학적 특징을 조사하였다. 이 사례는 극저기압으로 분류할 수 있는 특성을 지녔다. 분석에 사용된 자료는 지상 및 상층 일기도, 강설량, 해수면온도, 위성사진, 연직프로파일 및 미국 국립환경예측센터의 전구 $1^{\circ}{\times}1^{\circ}$ 재분석자료 등이다. 극저기압은 대기 하층에서 양의 경압성이 강하게 나타나며 925 hPa에 온난이류가, 700 hPa에 한랭이류가 있어 조건부 불안정층이 뚜렷하게 보이는 곳에서 형성되는 것으로 사료된다. 극저기압의 발달기구는 대류권계면 접힘에 의한 성층권 공기의 유입과 그에 따른 위치 소용돌이도의 증가로 하층에 수렴과 저기압성 순환의 유발에 기인한다. 이는 눈구름의 발달로 이어져 서울 지역에는 10 cm, 남부지방에는 최고 20 cm까지 적설을 보였다. 강설의 발달기간동안 상층 500 hPa에는 $-45^{\circ}C$의 한랭핵이 존재하였고 단파골과 지상 기압골간의 위상차도 $3-5^{\circ}$를 이루어 극저기압이 온난역의 저기압성 소용돌이도 이류 지역에서 발달할 수 있었다. 발달의 최성기에는 역학적 대류권계면이 700 hpa까지 하강하였고 위치소용돌이도의 증가로 상승기류도 강화되었다. 전반적으로 강설의 발생과 대류권계면의 파상운동과는 깊은 관련을 보였다. 극저기압이 한반도를 통과하는 동안 대류권계면이 하강하는 지점의 동쪽에 소용돌이도와 상승기류가 강화되었고 동시에 많은 습기가 이류되는 곳에서 강설량도 최대로 나타났다.

안동댐 퇴적물의 오염도 평가(I): 안동댐 퇴적물의 오염 특성 연구 (Assessment of Pollution Characteristics of Surface Sediments from Andong Lake(I): Studies on Characteristics of Pollution of Sediments from Andong Dam)

  • 김영훈;박재충;신태천;김정진
    • 광물과 암석
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    • 제33권4호
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    • pp.377-389
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    • 2020
  • 본 연구에서는 낙동강수계의 안동댐 퇴적물에 대한 오염도 조사 및 평가를 수행하였다. 안동댐 상류 40 km까지 약 5 km 간격으로 호수의 중간, 좌, 우지점에서 성층기와 전도기로 구분하여 퇴적물 시료를 채취하였다. 일반 항목인 강열 감량, 총질소, 총인의 경우 오염도가 낮지만, 중금속의 경우 비소와 카드뮴의 오염도는 매우 높다. 지천 및 대조군에 비해 댐 내 퇴적물의 오염도가 높으며, 시료채취 시기별로는 성층기에 크롬, 구리, 납의 농도가 높고, 순환기에 아연의 농도가 높은 경향을 보인다. 상하류의 위치에 따른 농도 차이를 나타내는 중금속은 비소, 카드뮴, 망간, 아연이며 차이를 보이지 않는 항목은 크롬, 구리, 수은, 철, 납 등이다.

당동만의 빈산소 발생 예측 (The Prediction of Hypoxia Occurrence in Dangdong Bay)

  • 강훈;권민선;유선재;김종구
    • 해양환경안전학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.65-74
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    • 2020
  • 본 연구에서는 당동만을 중심으로 빈산소가 발생하는 물리적 해양환경 특성을 파악하고, 로지스틱 회귀분석을 이용해 빈산소 발생확률을 예측하였다. 관측 자료를 분석한 결과, 브런트-바이살라 주파수는 수심이 깊은 만 입구보다 수심이 얕은 만 내측에서 더 크게 나타났다. 이는 당동만 내측에서 담수 유입으로 인해 표층 염분이 낮아져 강한 밀도 성층이 형성되었기 때문이다. 시간적으로는 6월 ~ 9월까지 리차드슨 수와 브런트 바이살라 주파수가 매우 높게 나타났고, 9월 2일 이후로는 성층이 완화되어 감소하는 경향을 보였다. 당동만에서 관측된 용존산소 및 수온, 염분 자료를 분석한 결과, 저층의 용존산소 농도는 공통적으로 표층과 저층의 수온차에 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 한편, 수심차(dz)를 고정된 변수로 두고, 수온차(dt)의 변화에 의한 빈산소의 발생 확률의 변화를 계산한 결과, 수심차(dz)가 각각 5 m, 10 m, 15 m, 20 m일 경우, 수온차(dt)는 8℃, 7℃, 5℃, 3℃일 때 빈산소 발생확률이 70 %를 상회하는 것으로 나타났다. 이는 당동만에서 수심차(dz)가 커질수록 빈산소 발생에 필요한 수온차(dt)는 작아지게 된다는 것을 뜻하며, 특히 당동만에서 수심차(dz)가 20 m 내외인 지역은 빈산소가 발생하기 매우 쉬운 환경이라는 것을 알 수 있었다.

지구환경변화와 남극 (Global Environmental Changes and the Antarctic)

  • 이방용;정호성;강성호;장순근
    • 한국지구과학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.216-233
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    • 2003
  • 이 연구는 남극에서 일어나는 지구온난현상, 오존층 파괴, 엘니뇨-남방진동 같은 지구의 환경변화와 관련이 있는 현상들을 정리한 것이다. 빙벽이 후퇴하고 빙붕이 갈라지는 현상은 지구환경변화, 그 가운데서도 최근 들어 심해진 지구온난현상을 반영한다. 또 서남극 남극반도에서 떨어진 남쉐틀랜드군도 킹조지 섬의 마리안 소만의 빙벽이 1956년부터 38년 동안에 후퇴한 것보다 최근 1994년부터 7년 동안에 더 많이 후퇴했다. 또한 세종기지에서 엘니뇨-남방진동과 관련된 기온과 강수량의 변화가 나타났다. 나아가 인공위성 자료 분석 결과, 세종기지가 있는 지역에서도 성층권의 오존층 파괴가 심한 남극 9월과 10월에 평균 오존전량이 감소하고 지상에 도달하는 자외선이 증가하였음을 확인하였다. 남극 오존층 파괴로 인한 자외선의 증가는 해양생물의 성장 환경을 변화시킨다. 또 남극생물의 생산력, 생물량, 종 조성의 변화를 일으키며, 자외선은 일차생산자인 식물플랑크톤 세포의 생리, 유전, 생태변화를 일으켜 남극 해양생태계 전체를 변화시킨다. 현재부터 42만 년 전까지 네 번의 빙하계(氷河階)를 밝힌 보스토크호수의 얼음연구 결과를 훑어보았다. 우리나라는 남극대륙을 덮는 빙원의 굴착과 해석, 빙원 아래에 있는 지역의 지질연구 같은 남극본연의 연구를 하기위하여 남극대륙을 연구해야겠다. 고층대기과학을 포함한 대기과학도 당연히 연구해야 한다.

대류식 순환장치의 저수지수체 유동특성 및 수질영향 (Study on Effect of Convection Current Aeration System on Mixing Characteristics and Water Quality of Reservoir)

  • 이요상;이광만;고덕구;염경택
    • 생태와환경
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    • 제42권1호
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    • pp.85-94
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    • 2009
  • 용담댐 저수지에 설치된 대류식 순환장치에 대한 현장 조사 결과에 의하면 수평방향의 직접영향권은 성층 강도에 큰 영향 없이 반지름 $7{\sim}10m$에 이르는 것으로 조사 되었으며 수직방향으로는 성층강도에 따라 또는 가동기간에 따라 조금씩 달라지는 것으로 나타났다. 즉 가동시간이 길어짐에 따라 하층에서 올라온 수온이 낮은 수체는 보다 깊게 먼 곳까지 이동하는 것으로 나타났으나 성층을 깨지는 못하는 것으로 나타났다. 2008년 현장에서 실측 조사한 결과와 CFD모사 결과에 의하면 이런 조건에서 한 달을 가동하면 하층에서 올라온 수체가 대류식 장치 주변으로 수심 8 m, 지름 120 m의 수층을 이루게 되며 50일을 가동하면 수심 10 m, 지름 130m의 수층을 이루는 것으로 평가되었다. 대류식 순환장치가 설치된 지역에 대한 CFD모사를 하기 전에 이 지역의 흐름특성을 평가하였다. 대상 지역의 흐름은 연중 크게 3가지로 구분되었으며 각각의 경우 유량은 다르지만 저수지 수체의 흐름 속도는 모두 $0.05{\sim}1.5cm\;sec^{-1}$로 나타나 CFD모사시에 저수지 흐름을 고려하지 않아도 될 것으로 평가되었다. CFD를 이용한 수체거동 모사결과 순환장치로부터 3m지점에서의 유속은 $0.25m\;sec^{-1}$를 나타냈고, 5m지점에서는 $0.2m\;sec^{-1}$를 나타냈다. 현장 실측 결과와 비교시 유속은 모사 결과가 조금 크게 산정되는 것으로 나타났으나 향후 보다 많은 자료를 확보하여 비교해 보아야 할 것으로 판단되었다. 반면 영향범위는 반경방향으로 10 m지점까지는 직접영향을 받고, 그 보다 먼 지점은 간접영향권임을 나타내고 있어 이는 모사결과와 실측치 간에 일치하는 것으로 나타났다. 수면에서의 온도분포는 순환장치로부터 분출된 저온의 물이 반지름 약 10 m지점까지는 수온변화에 영향을 미치는 직접영향권인 것을 알 수 있다. 이상과 같이 모사 결과는 현장에서 실측한 것과 유사한 결과를 나타내므로 결과의 신뢰성이 높은 것으로 판단되었다.

GSIS를 이용한 호수의 수리학적 특성 추출에 관한 연구 (A Study on the Hydraulic Characteristic Extraction of Lake using GSIS)

  • 성동권;전형섭;박성규;정영동;조기성
    • 한국측량학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.67-73
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    • 2000
  • 공업화, 도시화가 지속되어 내륙 수계의 수질은 날로 오염되고 있으며, 이와 함께 호수의 수질 또한 악화되어 호수 수질오염 문제는 새로운 수질관리 방안을 필요로 하게 되었다. 본 연구는 GSIS(Geo-Spatial Information System)을 이용한 호수의 수질 관리를 위한 방안의 초기단계로서 GSIS 환경에서 호수의 각종 수리학적 특성 정보를 자동 추출할 수 있는 방안에 대하여 연구하였으며 또한, 추출된 호수의 수리학적 특성정보의 활용의 일례로서 유한차분법을 이용한 호수 수체 흐름의 특성분석을 수행하였다. 수체 흐름의 특성분석에 필요한 각종 수리학적 특성 정보 추출을 GSIS를 이용하여 자동화하므로서 분석작업을 효율적으로 수행할 수 있었으며, 특히 호수단면 정보의 추출을 출력물의 형태가 아닌 다른 정보와 결합하여 분석 가능한 형태로 추출하므로서 호수의 성층현상분석과 같은 호수의 단면정보가 필수적인 각종 분석을 GSIS 환경에서 가능하도록 하였다.

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화장품의 세계적인 개발동향과 21세기 아시아인을 위한 기능성 화장품 (Global Cosmetics Trends and Cosmceuticals for 21st Century Asia)

  • T.Joseph Lin
    • 대한화장품학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.5-20
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    • 1997
  • 2차대전 이후에 미국, 유럽, 일본의 사례와 냉전 종식 후의 동구권 국가의 사례 등을 볼 때, 전쟁과 가난에 의하여 화장품 소비는 억제되며, 평화와 번영의 시기에는 그 소비가 증대된다. 그 외에도 화장품시장의 성장은 아시아권 국가에서 볼 수 있는 것처럼 경제성장, 대중매체의 발달에 의해서, 혹은, 중국본토에서 볼 수 있는 경제제도의 변화 및 정치 흐름에 의한 것일 수도 있다. 앞에서 본 전쟁, 경제, 정치흐름, 대중매체 등의 요소 이 외에도 생활방식, 종교, 윤리, 가치관 등도 화장품 시장의 성장에 영향을 줄 수 있다. 화장품은 사회의 산물이다. 사회와 그 구성원의 needs가 변하면 그에 따라 화장품도 내용물, 포장, 배송, marketing concepts, 소구사항 등도 변하게 된다. 많은 점에서 화장품은 우리사회의 거울이며, 사회변화를 반영한다. 1970년대 초반까지 미국에서의 화장품은 주로 백인 영성을 위하여 개발되었다. 그러나 60년대의 시민권운동 이후, 70, 80 년대에는 미국의 흑인 여성을 위한 제품(색조화장)시장이 급성장하였으며, 안전성이 제대로 검토되지 않은 원료의 사용으로 부작용이 증가하였다. 이에 따라 FEA 규제에 의하여 70년대부터는 제품에 사용원료를 명기하게 되었다. 기존 원료의 안전성이 다시 검토되었으며 안전성이 확인되지 않은 많은 원료, 특히 기존에 사용되던 많은 색소의 사용이 제한되었다. 결과적으로 안전을 중시하는 "hypoallergenic" 화장품이 유행하였고, 원료의 사용에서도 기능성 있는 복잡한 이름의 원료보다는 소비자에게 쉽게 인식되는 이름의 원료를 선택하게 되었다. 유럽에서도 신원료명기법이 제정되어 신제품 개발을 위한 개발자의 원료선택에영향을 미치게 되었다. 그러나 원료의 명기에 따라 경쟁사의 제품복제가 매우 쉬워졌다. 환경오염도 마찬가지로 화장품 흐름에 영향을 미친다. 예를 들어 성층권의 오존층이 얇아지면서 suncare 제품의 소비가 늘었다. Hair spray제품에 있어서는 propellant로 사용되는 CFC가 오존층 파괴의 주범임이 밝혀지고 나서는 propellant를 다른 것으로 대체한 제품들이 많이 나왔으나 예전에 hair spray가 끌었던 만큼의 인기는 회복할 수 없었다. 이외에도 천연화장품원료의 증가. 비 동물시험법의 개발, 포장의 간소화 등은 시대의 변화를 반영하는 것 들이다. 한편 70년대에 고조에 달했던 아무런 효과도 없는 화장품에 대한 비판에 대해서 80년대에는 효능 위주의 제품이 미국을 휩쓸었으며, FDA에 의하여 이에 제동이 걸렸다. 그러나 고기능성 화장품에 대한 소비자의 요구는 끊이질 않았다. 이때에 유명한 원료로는 AHA가 있으며 이를 사용한 화장품이 의약품이냐 화장품이냐 하는 논쟁이 있었다. 이와 같이 의약품과 화장품의 구분을 명확히 할 필요성이 제기되었으며, 기능성 화장품은 미국에서는 OTC, 일본에서는 quasi-drug 라고 구분하였다. Cosmeceuticals는 cosmetics와 pharmaceuticals의 합성어이며, 90년대 미국에서 관심을 끌었고, 세계적인 관심사가 되었다. 과거에 식품업계에서 nutraceuticals라는 단어가 사용되었으나 FDA에 의하여 의약품으로 분류될 위험성으로 인하여 이 단어를 전면으로 사용하진 않았으며, 무기물과 비타민을 사용한 경우에는 nutra-cosmeceuticals라는 단어를 사용할 수도 있었으나 이 또한 FDA와의 문제가 생길 소지가 있어 사용이 자제되었다. 법적규제에도 불구하고, 소비자의 요구와 새로운 기술에 의하여 계속 개발되고 있으며, 수많은 아시아의 소비자의 욕구를 충족시키기위한 새로운 종류의 cosmeceuticals가 21세기의 문턱에서 범람하고 있다. 아시아권의 화장품시장은 성장을 계속하고 있으며, cosmeticals중에서도 미백 제품이 가장 중요한 종류이다. 백인여성은 갈색의 피부를 갖길 원하는 반면 일본, 중국, 한국의 여성들은 하얀 피부를 갖고자 한다. 단순히 안료를 사용하는 방법이 아닌 피부자체가 하얗게 되길 바라는 것이다. 미국에서는 OTC로 구분된 hydeoquinone이 일본과 한국에서는 사용이 금지되고 있으며, 안전하고 새로운 미백원료의 개발을 위한 탐색이 계속되고 있다. 즉 미국과 유럽의 화장품 회사는 피부를 검게 하기 위하여 melanogenesis를 활성화시키는 방법을 찾고 있으며, 이와 반대로 아시아권의 화장품회사는 melanin합성을 억제하기 위한 방법을 찾고 있다. 각기 다른 소비자의 취향을 만족시키기 위해서 21세기의 화장품 과학자는 상당히 바쁠 것임에 틀림이 없다.임에 틀림이 없다.

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리눅스 기반 U.K. 지구시스템모형을 이용한 동아시아 SO2 배출에 따른 기상장 변화 (Changes in Meteorological Variables by SO2 Emissions over East Asia using a Linux-based U.K. Earth System Model)

  • 윤대옥;송형규;이조한
    • 한국지구과학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.60-76
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    • 2022
  • 본 연구는 기상청에서 운용 중인 영국 the United Kingdom Earth System Model (UKESM)을 리눅스 클러스터에 설치하여 과거 28년 기간에 대해 적분을 수행하고, 추가적인 수치 실험을 수행하여 얻은 결과와 비교한다. 설치한 UKESM은 저해상도 버전이지만, 대류권 대기 화학-에어로졸 과정과 성층권 오존 화학 과정을 동시에 모의하는 United Kingdom Chemistry and Aerosol (UKCA) 모듈을 포함하고 있는 최신 버전이다. 본 연구에 사용된 UKCA가 포함된 UKESM (UKESM-UKCA)은 전체 대기에서의 화학, 에어로졸, 구름, 복사 과정이 연동된 모델이다. CMIP5 기존 배출량 자료를 사용하는 UKESM 기준 적분 수치 모의와 함께, 동아시아 지역 이산화황(SO2) 배출이 기상장에 미치는 영향을 평가하기 위하여 CMIP5 SO2 배출량 대신 최신의 REAS 배출자료로 교체한 실험 적분 수치 모의를 수행하였다. 두 수치 모의의 기간은 모두 1982년 1월 1일부터 2009년 12월 31일까지 총 28년이며, 모델 결과는 동아시아 지역 에어로졸 광학 두께, 2-m 온도, 강수 강도의 시간 평균값과 시간 변화 경향의 공간 분포를 분석하고 관측자료와 비교하였다. 모델에서 얻어진 온도와 강수 강도의 공간 분포 패턴은 관측자료와 전반적으로 유사하였다. 또한 UKESM에서 모의된 오존 농도와 오존전량의 공간 분포도 위성 관측 자료와 분포 패턴이 일치하였다. 두 UKESM 실험 적분 모의 결과로 얻어진 온도와 강수 강도의 선형 변화 경향의 비교를 통해, 동아시아 지역 SO2 지면 배출은 서태평양과 중국 북부지역에 대한 온도와 강수량의 변화 경향에 중요한 요인임을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 슈퍼컴퓨터에서만 운용되던 UKESM이 리눅스 클러스터 컴퓨팅 환경에도 설치되어 운용이 가능하다는 점을 제시한다. 대기 환경 및 탄소순환을 연구하는 다양한 분야의 연구자들에게도 대기-해양-지면-해빙이 상호작용하는 UKESM와 같은 지구시스템모델이 활용될 가능성과 접근성이 높아졌다.

새만금 배수갑문 운영에 따른 염분 변화와 저층수의 입자교환 모의 (Salinity Changes and Bottom Water Particle Exchange Simulations in Response to Sluice Gate Operations at Saemangeum Lake)

  • 박성화;김종구;권민선
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.562-575
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    • 2023
  • 새만금 호의 수질 개선을 위하여 국가에서 해수 유통을 증가시킴에 따라 해수 유통 빈도 증가로 인한 새만금 호 내 염분과 저층수 교환 변화를 알아보기 위하여, EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 모델을 이용하였다. 갑문 개폐 횟수를 하루 1회에서 2회로 증가했을 때, 새만금 호 내부 수위는 최대 약 0.7 m 상승하였다. 염분은 서측 방조제 근방에서 2.12 psu 증가하였으며, 담수 유입 부근에서는 1.18 psu 감소하였다. 입자추적을 이용하여 저층수 교환 정도 분석한 결과, 수심 5m 이하 입자 잔류율은 Case 2(1일 2회 개방)에서 Case 1(1일 1회 개방)에 비해 2.52% 감소한 것으로 나타났다. 이는 수문 개폐 횟수를 증가시켰을 때, 저층수 교환이 더 활발해 질 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 해수 유통 증가에 따른 염분 및 저층수 교환 증가로 새만금 호의 수질 개선이 될 수 있다고 판단된다.