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산림과학분야의 산림특용자원식물의 연구 - 한국임학회지에 게재된 논문을 중심으로 - (Analysis of Research on Non-Timber Forest Plants - Based on the Articles Published in the Journal of Korean Forest Society from 1962 to 2013 -)

  • 이현석;이재선;안찬훈;이정훈
    • 한국산림과학회지
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    • 제104권3호
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    • pp.337-351
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    • 2015
  • 한국임학회지(1962년의 1권부터 2013년 102권 4호)에 게재된 산림특용자원식물 논문에서 대상식물을 식 음용식물, 약용식물, 사료식물, 조경식물, 섬유식물, 산업용 식물, 밀원식물, 바이오에너지/환경정화 식물, 염료/도료 및 희귀 멸종위기 특산식물로 분류하고, 그 연구내용에 따라 입지환경, 생태, 생리, 번식, 조림(무육과 재배 포함), 유전 육종, 분류(또는 식별), 병 충해와 방제, 동물피해와 방제, 성분분석과 추출물, 식생 또는 자생지 정보, 생물공학, 경영과 경제, 휴양 및 산림치유 및 총설로 구분하였다. 총 2,433편의 논문 중에서 특용자원식물 관련 논문은 611편으로 25.1%를 나타내었다. 연구내용에서 보면, 조림분야의 논문이 14.9%로 가장 높은 비율을 나타냈으며, 다음으로는 생리, 번식, 분류 및 유전 육종 등의 순으로 나타났다. 식물의 이용 목적에 따라서는 식 음용으로 이용된 식물이 26.5%로 가장 높게 나타났으며, 다음으로는 산업용, 바이오에너지/환경정화, 조경, 약용과 희귀 멸종위기 특산식물 등의 순으로 나타났다. 게재된 식물 중 연구빈도가 가장 높은 식물은 포플러류(62편)였으며, 밤나무, 잣나무, 아까시나무, 은행나무 등의 순으로 나타났다. 연구의 분야, 내용 및 대상식물 결과 등을 종합하여 보면, 1) 산림 내 생물자원에 대한 자원적 가치 인식 제고, 2) 산림과학분야 다양한 영역에서의 생산, 경영 및 이용에 관한 연구, 3) 식물정보의 데이터베이스 구축 및 타 과학 및 산업 분야의 흐름에 부응 및 4) 전통 식물 발굴 등이 산림특용자원식물 분야의 연구에서 깊이 고려되어야 할 것이다.

Ecopath 모델을 이용한 남양호의 영양구조 분석 (A Analysis of Trophic Structure in Lake Namyang Using the Ecopath Modelling)

  • 장성현;장창익;나종헌;김세화;안광국;이정준;이정호
    • 생태와환경
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    • 제41권2호
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    • pp.144-154
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    • 2008
  • 본 연구는 Ecopath 모델을 이용하여 인공담수호인 남양호의 생태계 구조와 에너지 흐름을 알아보고자 하였다. 이를 위해 2007년 갈수기(5월)와 풍수기(8월)에 남양호 6개 지점에서 조사를 실시하였으며, 어류의 각 어종별 밀도와 자원량 자료를 위해 2007년 3월에서 11월까지 매달 2회씩 조사를 실시하였다. 남양호는 수온이 $17.9{\sim}30.6^{\circ}C$, 전기전도도(EC) $400{\sim}11,560\;{\mu}s\;cm^{-1}$, 용존산소 $6.7{\sim}12.61\;mg\;L^{-1}$, pH는 $10.1{\sim}10.5$, 총 유기탄소(TOC) $3.810{\sim}5.412\;mg\;L^{-1}$, 용존탄소(DOC) $3.629{\sim}5.397\;mg\;L^{-1}$, 수심 $0.4{\sim}10.0\;m$, 투명도 $0.2{\sim}0.7\;m$등의 범위를 보이는 인공호로 조사되었다. 본 연구에서 남양호 생태계는 크게 3단계 즉, 1차 생산자, 1차 소비자,2차 소비자로 나누어지는 영양단계를 보였다. 1차 생산자에 해당하는 생물군은 유기쇄설물, 조류, 대형수생식물이었고, 1차 소비자에는 동물플랑크톤, 저서동물, 잉어, 떡붕어, 붕어, 기타 어류 등이었고, 2차 소비자에는 동자개로 확인되었다. 남양호 수계의 총에너지량은 $14.1\;kg\;m^{-1}$로 나타났으며, 39%는 섭식으로, 21%는 이출, 12%는 호흡, 28%는 유기쇄설물로 전환되는 것으로 나타났다. 또한, 혼합영양영향(MTI) 결과 본 남양호 생태계에서 최고포식자로 추정된 동자개의 생체량 증감은 기타어류와 붕어, 떡붕어, 잉어 등의 어류군 및 저서동물에게 직 간접적으로 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 각 그룹의 생체량 증가는 그룹 내 종간 먹이 경쟁을 야기시켜 각 그룹별 자체생체량을 감소시키는 음의 효과를 보이는 것으로 나타났다.

Synechocystis sp. PCC 6803의 에너지 대사 결함 돌연변이 균주에서의 Poly(3-hydroxybutyrate) 축적량 증진 (Enhanced PHB Accumulation in Photosystem- and Respiration-defective Mutants of a Cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803)

  • 김수연;최강국;박연일;박영목;양영기;이영하
    • 미생물학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.67-73
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    • 2005
  • 본 연구에서는 남세균인 Synechocystis sp. PCC 6803 (Syn6803)을 대상으로 transposable element Tn5를 이용하여 획득된 1,200여 돌연변이주로부터 모균주에 비하여 PHB 축적량이 크게 증진된 균주를 선별하고, Tn5 삽입에 의해 결함을 나타낸 유전자를 확인함으로써 Syn6803에서의 PHB 생합성에 영향을 주는 세포내 생리학적 요인을 조사하고자 하였다. 모균주인 야생형 균주의 경우 질소원이 제한된 $BG11_0$ 배지에서의 PHB 생합성량이 건체량의 $4\%$ (w/w) 수준인데 반하여, $10-34\%$의 생합성량을 보이는 25개의 돌연변이 균주를 얻을 수 있었다. Inverse PCR을 이용하여, 선별된 돌연변이 균주내 돌연변이가 일어난 유전자를 조사한 결과, 아직까지 그 기능이 규명되지 않은 유전자가 대부분이었으나, NADH-ubiquinone oxidoreductase, O-succinylbenzoic-CoA ligase 또는 photosystem II PsbT protein과 같이 광합성과 호흡에 관여하는 유전자에 돌연변이가 일어난 4 균주와 histidine kinase가 결여된 1균주가 확인되었다. 이들 균주를 대상으로pulse-amplitude modulated fluorometer를 이용하여 세포내 $NAD(P)H/NAD(P)^+$비를 측정한 결과, 에너지 대사 흐름의 차단에 의해 세포내의 $NAD(P)HNAD(P)^+$비가 모균주에 비하여 현저하게 높은 것으로 나타났다. 이는 잉여의 전자로 포화된 세포, 즉 NAD(P)H에 의해 환원적 상태를 유지하고 있는 세포의 경우 PHB 축적 이 증진될 수 있음을 시사한다. 이러한 사실은 인위적으로 광합성과 호흡 관련 유전자가 제거되어 $NAD(P)H/NAD(P)^+$비가 높아진 것으로 알려진 다수의 Syn6803 돌연변이 균주들을 대상으로 PHB 생합성량을 조사한 결과로부터 재확인되었다.

계산유체역학모형 CFD_NIMR_SNU를 이용한 국지적으로 가열된 산악지역의 상세 바람 흐름 모사 - 화왕산 산불 사례 - (Simulation of Detailed Wind Flow over a Locally Heated Mountain Area Using a Computational Fluid Dynamics Model, CFD_NIMR_SNU - a fire case at Mt. Hwawang -)

  • 구해정;최영진;김규랑;변재영
    • 한국농림기상학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.192-205
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    • 2009
  • 2009년 2월 9일 화왕산에서는 대보름 행사인 '억새 태우기'가 많은 사람들이 지켜보는 가운데 시작되었지만 예상하지 못한 강풍으로 산불로 확대되어 많은 인명피해가 발생하였다. 본 연구에서는 3차원 계산 유체역학 모형인 CFD_NIMR_SNU 모형을 이용하여 복잡한 산악지역에서 국지적 가열에 따른 바람장을 모사함으로써 이날 발생한 산악 화재의 특성을 분석하였다. 화재가 발생한 지역의 지표 온도는 가열이 없을 때, $300^{\circ}C$$600^{\circ}C$ 일 때의 3가지 가열 강도조건을 주어 모사하였다. 지표 가열은 화재 발생 지역 중앙에서 수직 바람장을 $0.7m\;s^{-1}(300^{\circ}C)$$1.1m\;s^{-1}(600^{\circ}C)$만큼 증가시켰다. 난류운동에너지는 화재의 열에너지 자체 및 열적 순환에 의해 증가된 운동에너지에 의해 증가하였다. 화재로 인한 열은 복잡한 지형과 강한 경계 바람 조건과 함께 화왕산의 예상하지 못한 난류와 강풍 조건을 유도하였다. CFD_NIMR_SNU 모형은 인명피해를 발생시킨 산불을 이해하는데 도움이 되는 귀중한 분석 자료를 제공하였다. 모사 결과에 따르면 화재 발생 지점은 풍상측의 높은 지형으로 인하여 화재 발생 직전까지는 바람이 거의 억제되었던 것으로 보인다. 이러한 바람의 억제는 화재 발생에 따른 뜨거운 공기의 상승과 강한 경계 바람 조건에 의해 쉽게 되돌려졌다. 즉, 강한 경계 바람과 화재로 인한 가열이 함께 작용하여 강한 난류가 만들어졌고, 여러 명의 사상자가 발생한 산악 화재로 확산되었던 것이다. CFD_NIMR_SNU 모형은 중규모 모형과의 결합을 통하여 좁은 영역의 화재로 인한 난류 예보를 생산하는 등 산불 예방을 위해 활용될 수 있을 것이다.

스티브 팩스톤(Steve Paxton)의 작품에서 나타난 일상적 움직임의 특성에 관한 연구: , , 를 중심으로 (Characteristics of Everyday Movement Represented in Steve Paxton's Works: Focused on Satisfyin' Lover, Bound, Contact at 10th & 2nd-)

  • 김현희
    • 트랜스-
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    • 제3권
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    • pp.109-135
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    • 2017
  • 본 논문의 목적은 스티브 팩스톤의 작품에서 드러난 일상적 움직임 특성을 분석하는 것이다. 예술작품은 오랜 시간동안 고급문화로서 높은 계층의 사람들에게만 향유되는 특별한 대상으로서 인식되어왔다. 일상과 예술의 간극은 크게 존재해왔고 때문에 예술작품에서 일상적인 요소의 출현은 사회적 변화를 수반한 대중의 인식전환을 의미한다. 예술과 일상의 경계가 불분명해지는 시대로서 포스트모더니즘의 시대는 2차 세계대전 이후의 전후사회 그리고 후기 자본주의사회로서 급변하는 정세를 배경으로 가진다. 이 시기의 변화는 학자들에게 일상과 관련한 개념들을 학문적으로 접근하게 하는 계기가 되어졌으며 예술가들에게는 총체성을 거부하는 다원주의 성향의 포스트모더니즘의 시대정신으로서 영향을 미쳤다. 같은 시기 현대 무용역시 포스트모던댄스로의 전환기를 맞이하게 되었다. 2차 세계대전 이후 현대무용은 그 한계점에 도달한 것으로 평가되기 시작했으며 이러한 상황에서 저드슨 댄스 씨어터를 비롯한 무용가들을 필두로 포스트모던댄스는 전개되었다. 저드슨 댄스의 설립자 중 한 명인 스티브 팩스톤은 머스 커닝햄의 무용수로 활동을 하며 움직임이 생성되는 과정과 계급적인 사회구조를 지닌 무용단의 생태에 문제의식을 가지게 되었다. 이러한 그의 사고는 일상적인 동작을 그대로 작품에 실현하는 시도로서 초기 작품 활동에 드러난다. 일상적인 동작의 활용이 포스트모던댄스의 공공연한 특징으로 간주되어지고 있음에도 이에 주목한 선행연구가 드물다는 점, 그리고 팩스톤 관련 연구들은 접촉즉흥에 관련한 것으로 편향되어 있다는 것에서 본 연구는 시작되었다. 때문에 접촉즉흥 기법에 치중하기 이전 일상적인 동작의 사용으로서 작품활동을 시작한 것에 주목하여 그 연결선상으로서 이후의 작품들을 살펴볼 것이다. 본 연구는 팩스톤의 작품인 ,,를 분석하고 이를 토대로 일상적 특성을 도출하였다. 일상에 관련한 개념을 고찰하고 포스트모던댄스의 무용사적 흐름을 파악하기 위하여 관련 저서와 학술 논문, 무용기사 및 평론을 참고하여 진행하였다. 팩스톤은 무용적 정제를 거치지 않은 일상에서의 동작을 작품에 그대로 차용하였으며 그 시작으로 보행동작은 비무용수인 공연자들의 보행으로서 일상적인 움직임에 미적 의의를 부여하였다. 팩스톤이 심취한 접촉즉흥의 움직임 역시 자연스러운 에너지의 흐름을 중시하는 것으로 일상적인 측면을 지니며 이후의 작품인 에서도 그는 이완된 신체로 평범한 동작들을 선보였다. 작품에 등장한 일상적 움직임의 특성은 반복되는 삶에서의 실천과 특별하지 않은 평범한 것이라는 기준으로서 분석되었다. 그의 작품에 내재된 일상적 움직임은 한 시대의 무용장르의 변화를 비롯하여 전통적으로 유지되어온 무용예술 작품에 관한 인식의 전환을 대변하는 것이다. 파격적인 시도와 실험성으로 점철된 그의 활동은 현대무용이 지녔던 한계점을 극복하기 위한 노력으로서 보다 높게 평가 되어져야 할 것이다.

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텍스트마이닝 기법을 활용한 사용후핵연료 건식처리기술 관련 언론 동향 분석 (Analysis of media trends related to spent nuclear fuel treatment technology using text mining techniques)

  • 정지송;김호동
    • 지능정보연구
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    • 제27권2호
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    • pp.33-54
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    • 2021
  • 최근 4차 산업혁명, 코로나로 인한 뉴노멀 시대의 도래 등을 계기로 인공지능, 빅데이터 연구와 같은 언택트 관련 기술의 중요성이 더욱 급상하고 있다. 각 종 연구 분야에서는 이러한 연구 트렌드를 따라가기 위한 융합적 연구가 본격적으로 시행되고 있으나 원자력 분야의 경우 자연어 처리, 텍스트마이닝 분석 등 인공지능 및 빅데이터 관련 기술을 적용한 연구가 많이 수행되지 않았다. 이에 원자력 연구 분야에 데이터 사이언스 분석기술의 적용 가능성을 확인해보고자 본 연구를 수행하였다. 원자로 연료로 사용된 뒤 배출되는 사용후핵연료 인식 동향 파악에 대한 연구는 원자력 산업 정책에 대한 방향을 결정하고 산업정책 변화를 사전에 대응할 수 있다는 측면에서 매우 중요하다. 사용후핵연료 처리기술은 크게 습식 재처리 방식과 건식 재처리 방식으로 나뉘는데, 이 중 환경 친화적이고 핵비확산성 및 경제성이 높은 건식재처리 기술인 '파이로프로세싱'과 그 연계 원자로 '소듐냉각고속로'의 연구개발에 대한 재평가가 현재 지속적으로 검토되고 있다. 따라서 위와 같은 이유로, 본 연구에서는 사용후핵연료 처리기술인 파이로프로세싱에 대한 언론 동향 분석을 진행하였다. 사용후핵연료 처리기술인 '파이로프로세싱' 키워드를 포함하는 네이버 웹 뉴스 기사 전문의 텍스트데이터를 수집하여 기간에 따라 인식변화를 분석하였다. 2016년 발생한 경주 지진, 2017년 새 정부의 에너지 전환정책 시행된 2010년대 중반 시기를 기준으로 전, 후의 동향 분석이 시행되었고, 빈도분석을 바탕으로 한 워드 클라우드 도출, TF-IDF(Term Frequency - Inverse Document Frequency) 도출, 연결정도 중심성 산출 등의 분석방법을 통해 텍스트데이터에 대한 세부적이고 다층적인 분석을 수행하였다. 연구 결과, 2010년대 이전에는 사용후핵연료 처리기술에 대한 사회 언론의 인식이 외교적이고 긍정적이었음을 알 수 있었다. 그러나 시간이 흐름에 따라 '안전(safety)', '재검토(reexamination)', '대책(countermeasure)', '처분(disposal)', '해체(disassemble)' 등의 키워드 출현빈도가 급증하며 사용후핵연료 처리기술 연구에 대한 지속 여부가 사회적으로 진지하게 고려되고 있음을 알 수 있었다. 정치 외교적 기술로 인식되던 사용후핵연료 처리기술이 국내 정책의 변화로 연구 지속 가능성이 모호해짐에 따라 언론 인식도 점차 변화했다는 것을 확인하였다. 이러한 연구 결과를 통해 원자력 분야에서의 사회과학 연구의 지속은 필수불가결함을 알 수 있었고 이에 대한 중요성이 부각되었다. 또한, 현 정부의 원전 감축과 같은 에너지 정책의 영향으로, 사용후핵연료 처리기술 연구개발에 대한 재평가가 시행되는 이 시점에서 해당 분야의 주요 키워드 분석은 향후 연구 방향 설정에 기여할 수 있을 것이라는 측면에서 실무적 의의를 갖는다. 더 나아가 원자력 공학 분야에 사회과학 분야를 폭넓게 적용할 필요가 있으며, 국가 정책적 변화를 고려해야 원자력 산업이 지속 가능할 것으로 사료된다.

Pd/Ti-SPK과 Pd/Zr-SPK 촉매상에서 수소 생산을 위한 메탄의 부분산화반응과 촉매의 특성화 (Partial Oxidation of Methane to $H_2$ Over Pd/Ti-SPK and Pd/Zr-SPK Catalysts and Characterization)

  • 서호준;강웅일
    • 공업화학
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    • 제21권6호
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    • pp.648-652
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    • 2010
  • 고정층 상압 흐름 반응기에서 메탄의 부분산화반응를 수행하여 메탄으로부터 수소제조 위한 촉매의 활성도를 평가하였고, BET, XPS, XRD를 사용하여 촉매의 특성을 분석하였다. Pd(5)/Ti-SPK과 Pd(5)/Zr-SPK 촉매의 BET 표면적, Horvath-Kawaze의 기공부피와 기공폭, t-플롯 미세기공 면적과 부피는 각각 $284m^2/g$, $0.233cm^3/g$, 3.9 nm, $30m^2/g$ $0.015cm^3/g$$396m^2/g$, $0.324cm^3/g$, 3.7 nm, $119m^2/g$, $0.055cm^3/g$이었다. 촉매는 히스테리시스가 잘 발달된 IV형 임을 $N_2$-흡착등온선으로부터 확인할 수 있었다. XPS분석으로부터 SPK에 Ti와 Zr이 부분 치환된 Ti-SPK과 Zr-SPK의 Si 2p과 O 1s 피크는 SPK의 Si 2p와 O 1s 피크 보다 낮은 결합에너지 쪽으로 화학 이동함을 알 수 있었고, 촉매표면의 Pd의 산화상태는 $Pd^0$$Pd^{+2}$이었다. XRD의 결정 피크는 반응 전에 무정형인 촉매가 반응 후에는 결정상으로 변함을 보여주었다. Pd(5)/Ti-SPK과 Pd(5)/Zr-SPK 촉매의 메탄의 전화율과 수소의 선택도는 973 K, $CH_4/O_2$ = 2, GHSV = $8.4{\times}10^4mL/g_{cat}{\cdot}h$. 반응조건에서 각각 77, 84%와 78, 72%이었고, 반응 시작 후 3일까지도 촉매의 활성이 거의 일정하게 유지되었다. Pd(5)/Ti-SPK과 Pd(5)/Zr-SPK 촉매는 메탄의 부분산화반응에서 활성도와 열 안정성 및 물리화학적 성질이 우수하였다.

지역시스템 비저니어링: 플럭스 관측에서 지속가능성과학으로의 패러다임 전환 (Rural Systems Visioneering: Paradigm Shift from Flux Measurement to Sustainability Science)

  • 김준;강민석;타이칸 오끼;박은우;카즈히토 이치이;요하나 마리아 인드라와티;조성식;문지현;유완철;이지영;이협승;카롤리 은자우;안성훈
    • 한국농림기상학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.101-116
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    • 2018
  • 지속가능성과학은 다양한 학문 배경과 관심을 가진 과학자, 전문직 종사자 및 이해당사자들 간의 소통과 협력뿐 아니라 결정론적 환원주의적 접근에서 오래전 기본으로의 패러다임 전환이 요구되는 떠오르는 초학문적 연구다. 생태-사회시스템은 많은 구성성분(또는 행위자)들로 이루어져 이들의 국지 규모의 무작위 상호작용이 자연스럽게 시스템 전체 규모의 질서를 만들어내는 공진화하는 복잡계다. 여기서, 시스템과 주변환경 간의 에너지와 물질과 정보의 흐름이 중요한 역할을 한다. 본 통신에서는 이렇게 계속 변화하는 역동적 시스템, 즉 '자기-조직화하는 계층구조의 열린 시스템(SOHOs)'의 개념적 틀을 소개한다. 먼저 SOHOs의 구조와 기능성을 이해하기 위해 물리학의 두 기본 법칙을 다시 논의한다. 두 법칙의 재해석을 통해 시스템의 운명과 지속가능성을 향한 보다 나은 경로, 또한 생태계의 온전함과 사회의 비전/가치 추구를 어떻게 조화시킬 것인가에 대한 이해를 돕고자한다. 그 다음에 소위 '비저니어링(V)'이라는 틀을 되먹임/전방급전(feedback/feedforward) 루프로 SOHOs 틀에 통합시켜서, '슬쩍 찌르는(nudged) 자기-조직화'가 시스템을 구성하는 행위자들이 합력하여 지속가능한 생태-사회 시스템을 이루어 가도록 유도한다. 마지막으로, SOHOs-V의 적용사례로서, 현재 탄자니아의 농촌마을에서 진행되고 있는 미래지구의 지속가능발전목표 연구실(SDG Lab)인 '농촌시스템 비저니어링(Rural Systems Visioneering)'을 예로 제시하였다.

하계 강우기 섬진강 하구역의 일차생산력 및 식물플랑크톤 색소조성 변화 (Primary Productivity and Pigments Variation of Phytoplankton in the Seomjin River Estuary during Rainy Season in Summer)

  • 민준오;하선용;최보형;정미희;윤원득;이재성;신경훈
    • 생태와환경
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    • 제44권3호
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    • pp.303-313
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    • 2011
  • 섬진강 하구역의 강우기 동안 일차생산력은 12~1,169 mgC $m^{-2}$ $d^{-1}$으로 넓은 범위를 보였으며 강우 전과 후의 일차생산력의 변화는 뚜렷하게 나타났다. 강우 전인 7월 6일에 가장 높은 생산력을 보였으며 상류정점에서 높은 일차생산력과 생리 활성도를 보였다. 집중호우 직후 일차 생산력은 현저히 감소하였으며 이러한 이유는 탁수의 영향이 전 수층으로 전이 되면서 식물플랑크톤 광합성 기작에 제한영향으로 적용되었음을 판단할 수 있다. 집중호우 19일 후의 일차생산력은 강우의 영향으로 유입된 탁도가 줄고 유광층 깊이가 깊어지면서 하류정점에서부터 회복되는 결과를 보였다. 또한 강우 전보다 식물플랑크톤의 생리활성도가 매우 좋음을 알 수 있었다. HPLC로 분석된 색소 조성 결과 Fuco가 전 정점에서 우점하는 것으로 나타났으며 현미경 결과와 비교 시 유사하였다. 일차 생산력과 HPLC로 분석된 지표색소 결과를 비교하였을 시 규조류가 일차생산력에 가장 큰 기여를 했을 것으로 보인다. 본 연구에서는 하계 한반도의 우세한 기후적 특징인 강우기 동안 섬진강 하구역에서 일차생산력의 시공간적 변동과 식물플랑크톤의 군집구조의 변화특성을 파악하였다. 이러한 연구 결과는 강우기 섬진강 수 생태 환경 변화를 이해하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단되며, 향후 수질관리 및 수 생태계 에너지 흐름과 물질순환에 대한 연구를 위한 유용한 자료로 활용될 것으로 사료된다.

WRF-Chem 모델과 결합된 CFD 모델을 활용한 도시 지역의 일산화탄소 확산 연구 (Carbon Monoxide Dispersion in an Urban Area Simulated by a CFD Model Coupled to the WRF-Chem Model)

  • 권아름;박수진;강건;김재진
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제36권5_1호
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    • pp.679-692
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    • 2020
  • 본 연구에서는 CFD 모델을 WRF-Chem 모델과 결합(WRF-CFD 모델)하였고, 서울 영등포구에 소재한 건물 밀집 지역에서 흐름과 일산화탄소(carbon monoxide, CO) 분포 특성을 조사하였다. 이를 위하여, 자동기상관측소에서 측정한 풍속, 풍향과 도시대기측정소에서 측정한 CO 농도를 이용하여 수치 모의 결과를 검증하였다. AWS 510 지점에서는 남풍과 남서풍 계열 바람이 측정되었고, 야간 시간 보다는 주간 시간에 높은 풍속이 측정되었다. WRF-Chem 모델은 주로 동남동풍에서 서남서풍 계열의 바람을 수치 모의하였고, 측정 풍속을 과대 모의하였다. WRF-CFD 모델이 수치 모의한 풍향은 WRF-Chem 모델 풍향에 대한 의존도가 높았고, 측정 풍속을 상대적으로 잘 수치 모의하였다. 통계적 검증 지수에 대한 목표 값과 추천 범위를 고려하였을 때, WRF-CFD 모델이 WRF-Chem 모델에 비해 측정 풍속을 통계적으로 더 현실적으로 수치 모의하였다. WRF-Chem 모델은 측정 CO 농도를 크게 과소 모의하였고, WRF-CFD 모델은 CO 농도 예측을 개선하였다. 통계적 검증 결과를 종합한 결과, WRF-CFD 모델은 도시 지역에 복잡하게 분포한 건물과 이동 오염원을 고려함으로써 CO 농도 예측 성능을 개선하였다. 5월 22일 04시에는 AQMS가 위치한 지역에는 하강류가 존재하고, 상층으로부터 비교적 낮은 농도의 CO가 유입되면서 주변 지역에 비해 낮은 농도가 수치 모의되었다. 5월 22일 15시에는 AQMS 측정 지점에 약한 상승류가 형성되었고, 이에 따라 주변보다 다소 높은 CO 농도가 나타났다. WRF-CFD 모델은 상승류에 의해 도로의 이동 오염원으로부터 배출된 CO를 AQMS 측정 고도까지 수송하여, 결과적으로, 측정 CO 농도를 잘 재현한 것으로 판단된다. 5월 22일 18시 사례는 CO 배출량 증가, 상승류 발생 지역 증가, 풍속 증가로 인한 지면 근처의 난류운동에너지 생성 증가에 따른 난류 확산 증가 등으로 인해 전체적으로 높은 CO 농도가 수치 모의되었다. AQMS 지점에서는 하강류가 수치 모의되었지만, 풍상측에 형성된 고농도의 CO 밴드로 인해 WRF-CFD 모델은 측정 CO 농도를 과대 모의하였다.