• 제목/요약/키워드: 온도 환경

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'청수' 포도의 수형에 따른 수체 생육 및 과실 특성 (Growth and Fruit Characteristics of 'Cheongsoo' Grape in Different Trellis Systems)

  • 김수진;박서준;정성민;노정호;허윤영;남종철;박교선
    • 원예과학기술지
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    • 제32권4호
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    • pp.427-433
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    • 2014
  • 수형은 포도 과실의 품질과 수확량에 영향을 주는 주요한 요인이다. 또한 몇몇 포도 품종들은 다양한 기후와 토양조건에서 고유한 특성을 드러내기 위해 적합한 수형을 요구한다. 본 연구는 '청수' 품종의 우리나라에서의 재배에 적합한 수형을 평가하기 위해 수행되었다. '청수' 품종의 수형에 따른 광 환경을 비교한 결과 수광량이 높은 수형은 커튼형, 이중커튼형, 개량일자형 순이었다. 최대 광량의 경우 개량일자형은 약 $670{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$인데 비해 커튼형과 이중커튼형은 약 1,654와 $1,649{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$로 나타났다. 대기온도는 세 수형 모두 비슷하게 나타났다. 광도 $1,500{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$에서 개량일자형은 이산화탄소동화율이 $8.3{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$인데 비해 커튼형과 이중커튼형은 13.4, $13.7{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$로 나타났다. 주지횡단면면적과 발아율은 세 수형간에 유의한 차이를 보이지 않았다. 눈의 수와 신초 수는 54.4개와 47.0으로 이중커튼형에서 가장 많았으며 커튼형에서는 눈의 수는 34.7개, 신초 수는 31.3개로 가장 적었다. 신초의 길이는 개량일자형의 경우 243.9cm로 가장 길었으며 이중커튼형은 151.5cm로 가장 짧았다. 초생엽과 부초엽의 엽면적의 경우에도 개량일자형이 다른 수형에 비해 월등하게 높게 나타났다. 수관 내부 잎 수와 전체 잎에 대한 수관 내부 잎의 비율은 이중커튼형이 높게 나타났다. 과립 무게, 과립의 종경과 횡경은 수형간 차이가 나타나지 않았다. 그러나 과방중은 이중커튼형에서 203.66g으로 가장 높았으며 개량일자형에서는 130.10g으로 가장 낮았다. 나무당 과방수 또한 이중커튼형이 136.8개로 개량일자형의 86.28나 커튼형의 97.42개에 비해 많았다. 산도는 이중커튼형에서 0.45로 다른 수형에 비해 유의하게 낮았다. 따라서 '청수' 품종은 단위면적당 수확량을 높이면서도 과실의 품질이 저해되지 않는 이중커튼형으로 수형을 관리하는 것이 적합한 것으로 판단되며 이는 '청수' 품종의 농가 보급 및 재배에 중요한 정보가 될 것이다.

대청호 조류경보제의 녹조현상 동태와 강우-수문학적 영향 (Water-Blooms (Green-Tide) Dynamics of Algae Alert System and Rainfall-Hydrological Effects in Daecheong Reservoir, Korea)

  • 신재기;강복규;황순진
    • 생태와환경
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    • 제49권3호
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    • pp.153-175
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    • 2016
  • 대청호는 담수 초기부터 부영양화와 녹조현상을 겪었고, 조류경보제는 1997년에 도입되었다. 본 연구의 목적은 강우와 수문학적 요인이 녹조현상의 증감 변동과 조류경보제의 장기화에 미치는 영향을 파악하기 위하여 대청호에서 19년 (1997년~2015년) 동안 운영되어 온 조류경보제의 현황을 조사하고 분석하였다. 조류경보제의 총 발령횟수는 46회였고 8월과 9월에 각각 22회 (752일), 16회 (431일)로써 82.6%를 차지하였다. 이 기간에 빈도와 일수가 많았던 것은 강우, 유량 및 수위와 관련성이 컸다. 강우 및 수문사상은 장마와 태풍과 연관되어 6월~9월에 집중되었고, 총강수량은 연강수량의 69.9%를 차지하였다. 유입량의 증가는 강우의 강도, 빈도 및 그 양에 의존적이었다. 연간 총 유입량의 68.4%를 차지하여 저수지에서 수문변화가 가장 급변하는 시기였다. 총방류량도 강우량과 밀접한 관련성이 있었고, 발전방류와 수문방류의 특성이 잘 나타났다. 또한, 상류 댐의 조절 방류로 인해 대청호의 상류수역은 녹조현상에 취약할 수 있었다. 조류경보 발령은 저수지의 수문-여수로 방류의 유무와 관련성이 컸다. 수문방류는 총 25회가 있었고, 연중 7월~9월에 17일로써 최대였다. 개방횟수와 기간은 각각 1회~4회와 3일~37일 범위였다. 수문을 개방하였을 때 경보를 울린 해는 13년이었다. 수문개방에 의한 수체 및 녹조의 이동은 비개방 때보다 약 5배 정도 빨랐고, 저수지 내 조류경보제 장기화에 지대한 영향을 주었다. 녹조현상에서 CHU (소옥천의 추소리 수역)는 여전히 심각한 상태에 있으나, JAN (본류의 장계 수역)이 더욱 중요한 것으로 지적되었다. 조류경보제는 수문-여수로 방류를 중심으로 한 강우와 수문학적 영향을 반드시 고려하여 운영되어야 하겠다. 무엇보다 녹조현상의 대응책에 우리나라의 유역과 저수지 특성에 적합한 육수학적 대책이 포함되어야 하겠으며, 이제부터라도 조류경보제 운영지점에 녹조가 도착하기를 기다리는 것보다 장마 전에 녹조현상의 촉발에 근본적 원인이 되는 저수지 내 우심수역의 체계적 관리와 가이드라인이 필요하겠다.

St. Jude 기계 판막을 이용한 승모판막 치환술의 20년 장기성적 (Twenty-year Experience of Mitral Valve Replacement with the St. Jude Medical Mechanical Valve Prosthesis)

  • 서연호;김공수;조중구
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제39권7호
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    • pp.527-533
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    • 2006
  • 배경: 전북대학교 흉부외과에서 1984년 5월 이후 시행한 St. Jude 기계판막을 이용한 승모판막 치환술의 장기 성적을 후향적 방법으로 고찰해보고자 한다. 대상 및 방법: 1984년 5월부터 1996년 12월까지 전북대학교 흉부외과에서 St. Jude 기계판막을 이용하여 승모판막 치환술을 받은 총 95명의 환자를 대상으로 하였으며 추적관찰 기간은 2004년 5월까지였다. 결과: 환자의 나이는 19에서 69세의 범위를 보였다. 평균 추적관찰 기간(mean${\pm}$standard deviation)은 $10.6{\pm}4.2$ 년이었다. 조기 사망은 4.2% (4/95) 이고 만기 사망 환자는 9명이었으며 5년, 10년, 20년 총 생존율은 각각 $90.5{\pm}3.0%,\;87.9{\pm}3.4%\;83.2{\pm}4.6%$를 보였으며 판막관련사망이 없을 확률은 각각 $95.5{\pm}2.1%,\;94.3{\pm}2.4%\;91.0{\pm}3.9%$를 보여주었다. 7명의 환자에서 혈색전층으로 인한 합병증이 발생하였고(1.05%/patient-year) 15명의 환자에게서 의의 있는 항응고제관련 출혈이 발생하였다(3.56%/patient-year). 추적관찰 기간 중 기계판막의 구조적 결함은 없었으며 모든 합병증이 발생하지 않을 확률은 5년, 10년, 20년 동안에 각각 $82.0{\pm}3.9%,\;71.3{\pm}4.8%\;42.4{\pm}10.5%$였다. 결론: St. Jude기계판막은 내구성이 좋으며 판막에 관련된 합병증의 빈도가 낮아 안전하게 사용할 수 있는 판막이라 생각하며 다만 기계판막을 가지고 있는 환자에서 항응고제 복용과 용량 조정에 관한 적정한 추적관찰로 항응고제 관련 출혈의 빈도를 더욱 낮추어야 한다고 생각한다.}3mm$였다. 괴사된 부위에서 살아 있는 세포를 발견할 수 없었다. 결론: 냉동 후 해동과정은 폐조직의 전도율을 변화시키며 이는 이차 냉동 시 폐조직의 온도를 더욱 떨어뜨리고 세포파괴의 범위를 넓힌다., $3{\mu}mol/L,\;6{\mu}mol/L,\;9{\mu}mol/L$의 농도로 첨가하여 심근세포로의 분화를 유도하였다. 4주간의 배양이 끝난 후 각 실험 조직군의 세포들을 cell blocks으로 만든 후에, CD34, heavy myosin chain, troponin T, SMA에 대한 항체를 이용하여 면역형광염색을 시행하였고, 형광염색에 반응을 보인 세포들의 대략적 비율을 비교하였다. 결과: CD34, heavy myosin chain에 대하여는 모두 음성이었으나, SMA에 대해서는 $3{\mu}mol/L,\;6{\mu}mol/L$의 복강 내 지방조직에서 $5{\sim}10%$ 정도의 양성반응을 보였고, troponin T에 대하여는 피하지방조직과 복강 내 지방조직 모두에서 $6{\mu}mol/L$$9{\mu}mol/L$에서 $10{\sim}15%$ 정도의 양성 반응을 보였다. 결론: 본 연구 결과, 지방조직에서 추출한 중간엽 줄기세포는 심근세포로 분화할 수 있는 가능성이 충분히 있는 것이 확인되었으나, 분화유도 비율면에서는 만족할 수준이 되지 못하였으며, 심근세포로의 분화는 복부 피하지방과 복강 내 지방조직에서 모두 가능한 것으로 판단되었다. 대형조각 작품들 - 예를 들어 대형화된 미니별 조각이나 개념미술, 또는 대지예술 등 -은 풍경의 실재가 아니기 때문에 환경으로부터 구분된다고 언급하고 있다. 이들 조각은 더 이상 만져지는 실체이거나 점유하는 공간의 상징언어를 지닌 조각의 범주에 한정되지 않게 된다.

부유층의 기부과정에 관한 연구 (A Study of the Evolving Process of Wealthy Major Donors' Sharing Lives in Korea)

  • 강철희;김미옥
    • 한국사회복지학
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    • 제59권2호
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    • pp.5-38
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    • 2007
  • 이 연구는 근거이론 방법을 활용하여 부유층의 기부과정을 분석한 것이다. 이를 위해 본 연구는 자산규모 10억 이상의 부유층 중 사회복지관련 비영리조직에 지난 5년 동안 지속적으로 매년 1,000만원 이상을 기부해 온 연구참여자 11명을 선정하여 심층 인터뷰하였다. 자료분석 결과, 부유층의 기부과정에 대해 총 161개의 개념이 나타났고, 이를 33개의 하위범주, 14개의 상위범주로 유목화 할 수 있었다. 부유층의 기부과정에 관한 패러다임모형에서는 '기억과 관찰을 통해 배우고' '내 도리(道理)를 자각하며' '마음이 동(動)하는' 인과적 조건을 통해, '누린 자로서의 나눔을 실천하는' 중심현상이 발현되는 것으로 나타났다. 이러한 중심현상의 맥락적 조건은 '사람들의 평가를 의식함', '제한된 기부정보를 가짐', '기부환경을 불신함' 등이었으며, '관계의 활용' 및 '적극성의 배가(倍加)'로 구성되는 작용/상호작용 전략의 중재조건으로는 '내외적 지지받음'과 '신념에 의해 추동(推動)됨' 인 것으로 분석되었다. 그 결과로서 부유층은 기부를 통해 진정한 부자가 된 것 같은 감정을 갖으며, 기부가 삶의 일부이고, 더 나은 미래를 희망하는 결과를 경험하는 것으로 분석되었다. 부유층 기부과정의 핵심범주는 '누린 것을 나누는 관대한(generous) 나눔'이었으며, 이는 부유층의 기부가 이타적이라기보다는 도덕적 자기이익 추구 방향에서의 관대함 실천이라는 특성을 가지고 있음을 보여주는 것이다. 과정분석에서는 부유층이 기부를 시작하는 들어섬 단계에서 일상적 행함의 단계를 거쳐, 기부가 점진적으로 확대되는 순환적 진화단계를 통해 결국 체화의 단계에 이르는 것으로 분석되었다. 이 과정에서 부유층의 기부유형은 적극적 몰입형, 생활내재형, 주변학습형, 감정적동조형 등으로 구분되는 것으로 나타났다. 본 연구는 국내에서 처음으로 부유층의 기부과정을 근거이론 방법을 활용하여 심층적 이해를 구축하면서 그 과정 및 유형, 상황모형 등을 구체적으로 밝힘으로써 부유층 기부에 관한 이론구축 및 고액모금전략 개발에 의미 있는 기여를 할 수 있을 것으로 본다.

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남중국해의 여름철 대기-해양 상호작용과 동아시아 강수량의 상관성 분석 (Analysis of Atmosphere-Ocean Interactions over South China Sea and its Relationship with Northeast Asian Precipitation Variability during Summer)

  • 장혜영;예상욱
    • 대기
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    • 제23권3호
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    • pp.283-291
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    • 2013
  • 대기-해양 상호작용의 과정에서 해양의 표층 수온이 대기 강제력에 의해 영향을 받는 상태인지 해양 강제력으로 작용하고 있는지를 파악하는 것은 매우 중요하다. Wu and Kirtmman(2007)은 대기-해양 상호작용을 이해하는 것이 대기 대순환 모형에서 표층수온이 강제력으로 작용하는 실험의 모의 결과에 중요한 역할을 할 수 있다고 제시 하였다. 즉 표층 수온이 해양 강제력으로 작용하는 경우 그와 같은 실험의 모의 결과가 관측과 유사하게 나타날 수 있는 반면 대기 강제력이 해양 표층 온도를 유도하는 경우 대기 대순환 모형의 모의 결과가 관측과는 전혀 다르게 나타날 수 있기 때문이다. 따라서 최근 지구 온난화에 기인하여 표층 수온이 증가하고 있는 경향에서 이와 같은 대기-해양 상호작용의 특성을 분석하는 것은 의미 있는 일이다. 본 연구에서는 1979년부터 2011년까지 33년간 남중국해 표층 수온과 주요 대기 변수들(강수량, 바람, 잠열속, 단복사량, 구름운량, 하층기압)과의 동시, 및 지연 상관성 분석을 통해 남중국해 대기-해양 상호작용의 특성 변화에 대하여 알아보았으며, 이와 같은 특성변화와 동아시아 여름철 강수량과의 상관성 변화를 확인하였다. 남중국해 지역의 여름철 해양 표층 수온과 강수량은 1990년대 후반을 경계로 그 상관성이 큰 차이를 보이고 있는 것으로 나타나 이 지역의 대기-해양 상호작용의 특성이 1990년대 후반 뚜렷한 변화가 있는 것으로 분석되었다(Fig. 7). 1990년대 후반 이전 시기에서는 남중국해에서 바람-증발 피드백 과정과 구름-복사 피드백 과정을 통해 하층기압의 감소가 동풍의 증가를 동반하면서 표층 풍속의 증가를 유도하고 그와 동시에 해양에서 대기로의 잠열속이 증가하는 상관성을 보였다. 또한 연직 상승운동의 증가는 구름운량의 증가와 함께 강수현상을 동반하면서 대기에서 해양으로 들어오는 단파복사의 양을 감소시키게 되고 이에 따라 해양의 표층 수온은 감소하게 된다. 즉 1990년대 후반 이전에는 이와 같은 일련의 대기-해양 상호작용 과정들을 통해 대기 변동성에 기인한 해양 변화의 특성이 강하게 나타났다고 볼 수 있다. 그에 반해 후반기의 경우에는 표층 수온의 변화에 따른 대기 변수들의 변화는 전반기와 큰 차이가 나타났다. 특히 지연 상관계수 분석은 남중국해 지역의 표층 수온의 증가는 시간 지연을 통해 잠열속량과 구름 운량 및 연직 속도의 증가와 상관성을 가지면서 단파 복사량의 감소와 함께 강수량의 증가의 상관성을 보였다. 비록 상관계수의 결과이지만 이와 같은 결과는 후반기 남중국해 표층 수온의 증가가 시간 지연을 두고 대기 변동성의 변화를 유도하고 있음을 보여주는 것이다. 나아가 대기 변수들 또한 상관성이 크지는 않지만 시간 지연을 두고 표층 수온의 변화와 어느 정도 상관성을 보여 1990년대 후반 이후에는 이전 시기에 비해 남중국해의 해양 강제력에 의한 대기 변동성이 뚜렷함과 동시에 시간 지연을 두고 해양과 대기의 상호작용이 일어났음을 추측할 수 있었다. 이와 같은 남중국해에서의 대기-해양 상호작용 특성 변화가 남중국해와 동북아시아 지역 강수량과의 상관성에 어떤 변화를 유도하는 지에 대해서도 살펴보았다. 후반기의 남중국해의 표층수온이 동북아시아 지역의 강수량 변동성과 음의 상관성을 보이고 나아가 남중국해의 강수량 변동성이 동북아시아 강수량 변동성과 유의한 음의 상관성이 나타났다. 이와 같은 상관성의 변화는 남중국해 지역의 표층수온이 해양 강제력으로 작용함으로 이 지역에서의 강수량 변동성이 동북아시아 강수량 변동성에 더욱 밀접한 상관성을 유도한 것으로 사료된다. 이와 같은 결과는 지구온난화 환경에서 남중국해 표층수온의 변화가 동아시아 몬순 특성에 민감한 강제력으로 작용할 수 있다고 제시된 기존 연구결과(Shin et al., 2011)와 어느 정도 일치하는 것이다. 향후 해양의 표층 수온이 강제력으로 작용할 때 동북아시아 강수량 변동성뿐만 아니라 다른 대기 변동 특성에 어떠한 변화를 보이는지 살펴보는 것은 이 지역에서의 기후 변동 특성을 이해하는데 중요할 것으로 사료된다.

Mauna Loa (Hawaii)에서 관측된 대기질 특성의 통계적 분석 (The Statistical Identification of Airmass Characteristics during the Manna Loa Observatory Photochemistry Experiment)

  • Lee, Gang-Woong;Barry J. Huebert
    • Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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    • 제10권E호
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    • pp.332-342
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    • 1994
  • 40가지 이상의 대기중 화학성분과 기상조건이 1988년 5월과 6월 사이의 MLOPEX기간 동안 동시 측정되었다. MLOPEX의 기본 목표는 인간의 직접적 오염을 받지 않는 청정 대류권(free tropo-sphere)에 위치한 Mauna Loa(Hawaii) 관측소에서 대기중 여러 화학 물질들의 배경 농도들을 파악하고 그들의 상관관계를 규명하며, 그 결과를 광화학적 모델에 적응하여 모델의 적합성과 보완점을 이해하는 것이었다. 예상과는 달리 청정 대류권내에서도 상당히 복잡하고 다양한 농도의 변화를 보여 모델에 적용시킬 배경농도를 단순히 평균값으로 결정 하기에는 어려움이 있었다. 이 연구에서는 cluster와 factor 분석의 통계적 방법을 이용하여 MLOPEX 기간동안 관측소에 나타난 기단(airmass)의 특성을 분류하고, 그 중 청정대기를 대표할 수 있는 농도를 결정하는 것이다. cluster 분석방법은 13가지 분석변수(variable)들을 크게 3가지의 그룹; (1)상대적으로 깨끗하고 오래된 공기를 대표하는 변수들 (2)인위적인 오염을 지시하는 변수들 (3)주위 해양과 화산의 영향을 나타내는 변수들로 분리하였다. 또 factor분석에 의해서는 (1)화산 영향 대기 (2)성층권 대기 (3)오염된 대기경계층 공기(boundary-lay-er air) (4)광화학적 연무(haze) (5)해양성 대기경계층 공기 (6)해양성 청정공기들로 분류되었다. 이 결과를 가지고 계산한 Mauna Loa 관측소의 청정공기 배경농도와 조건값들은 다음과 같다. : $O_3$(41$\pm$10ppbv), HN $O_3$(94 $\pm$ 45pptv), N $O_3$$^{-}$(16 $\pm$ 10pptv), S $O_4$= (60 $\pm$ 0pptv), N $H_4$$^{+}$ (71 $\pm$ 6pptv), $Na^{+}$(5 $\pm$ 1pptv), PAN(13 $\pm$9pptv), MeN $O_3$(methyl nitrate, 3.5 $\pm$ 1.5pptv), 2- butyl N $O_3$(0.6$\pm$0.1pptv), $H_2O$$_2$(1015$\pm$44pptv), $C_2$C $l_4$(3.3$\pm$0.1pptv), 응결핵(249$\pm$13$cm^{-3}$), 이슬점온도(-8.5 $\pm$ 5.3$^{\circ}C$).

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정치·사회적 맥락에 따른 북한 구석기 연구 변화 (The Socio-Political Significance of Paleolithic Studies in North Korea)

  • 이형우
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제53권1호
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    • pp.126-149
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    • 2020
  • 1950~60년대부터 현재까지 남한과 북한의 구석기 고고학 연구는 서로 다른 궤적을 그리며 달려왔다. 수십 년간 서로 다른 가치의 구석기 연구를 해 온 남과 북이 서로를 이해하기 위해서는 인위적인 노력이 필요하다. 북한 구석기 고고학의 궤적을 살펴보기 위해서는 그 궤적이 놓인 정치·사회적 지형을 살펴볼 필요가 있다. 다시 말해서, 북한 구석기 고고학을 '읽기' 위해서는 문헌의 정보를 살피는 동시에 문헌의 밖을 보는 시도가 필요하다. 북한의 구석기 고고학을 읽는다는 것은 고고학적 연구와 함께 북한의 정치·사회적 특성을 연동하여 살핀다는 의미를 지닌다. 이를 위해서는 정치적 메시지나 사회적 변혁에 따른 구석기 고고학의 변이를 관찰할 필요가 있다. 특히 '도서 정리 사업'이라는 정치·사회적 사건과 이에 따른 학술 자료 인용의 관계성은 대표적인 사례가 된다. 정치·사회적 일정과 관련하여 북한의 구석기를 읽기 위해서는 북한의 구석기 연구를 고고학적 자료와 같이 대하는 노력이 필요하다. 고고학적 자료를 각각의 속성으로 구분하여 연구하는 것과 마찬가지로, 1950~60년대 이후부터 현재에 이르는 북한의 구석기를 여러 속성으로 나누어서 볼 수 있다. 여러 속성, 즉 세부적인 연구 단위를 찾고 그 연구 단위의 변화를 읽어나가는 작업이 필요하다. 북한 구석기 연구 단위는 편년 연구, 사회 진화, 유물 조합, 인류 진화, 지질 환경으로 구분이 가능하다. 해당 다섯 가지 연구 단위의 세부적 내용은 변화하기 마련이다. 그 세부 연구 단위의 변화는 크게 1950~60년대 이후, 1970년대 이후 그리고 2000년대 이후로 나누어 관찰이 가능하다. 새로 조사된 고고 자료로써 각 연구 단위의 내용은 누적되는 방향으로 변화된다. 그런데 한편으로는 일종의 대응도 관찰된다. 각 연구 단위의 표지적 내용은 대체적으로 서로 대응되는 구조를 가지고 있다. 예를 들어 편년 연구의 특정 표지 개념은 인류 진화의 특정 표지 개념 그리고 사회 진화의 특정 표지 개념과 대응이 된다. 그 대응을 살펴보면 마치 잘 짜인 오면체 구조와 같은 모습을 보인다. 각각의 연구 단위가 서로 공고히 연결될 수 있게 하는 연결의 특징도 관찰된다. 이를 가능케 하는 중심 주제는 핏줄로 대표되는 민족주의라고 할 수 있다. 북한의 초기 구석기 연구를 벗어나 '조선민족' 개념의 확산 이후, 기원, 계승, 계통은 구석기 연구에서도 중요한 담론으로 자리 잡게 된다. 이 담론을 담는 기능으로 각 연구 단위는 중요한 역할을 하고, 이를 충실히 이행하는데 있어 연구 단위는 서로 공고히 연결되어 있다.

전자-정공 효과(Core-Hole Effect) 적용에 따른 SiO2 고압상들의 전자구조 및 O K-edge X-선 Raman 산란 스펙트럼 계산 결과 분석 (Core-hole Effect on Partial Electronic Density of State and O K-edge x-ray Raman Scattering Spectra of High-Pressure SiO2 Phases)

  • 김훈;이유수;이성근
    • 한국광물학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.59-70
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    • 2017
  • $SiO_2$는 지각과 맨틀을 구성하는 풍부한 물질로 고압 상태의 $SiO_2$ 원자구조를 결정짓는 전자구조적 특성에 대한 상세한 이해는 지구 내부의 탄성과 열역학적 성질에 대한 통찰을 제공한다. $SiO_2$처럼 경원소(low-z)로 이루어진 지구 물질의 고압상 전자구조는 in situ 고압 XRS (x-ray Raman scattering) 실험을 통해 연구되어 왔다. 하지만 기존의 고압 실험 방법으로는 물질의 국소 원자구조와 XRS 스펙트럼 간 상관관계를 밝히는데 한계가 있다. 이를 극복하고 더 높은 압력에서 존재하는 $SiO_2$에 대한 XRS 정보를 얻기 위해 밀도 범함수 이론(density functional theory; DFT)에 기반을 둔 제1원리(ab initio) 계산법을 이용한 XRS 스펙트럼 계산 연구들이 진행되고 있다. 비탄성 X-선 산란에 의하여 원자핵 주변 1s 오비탈에 만들어지는 전자-정공(core-hole)은 경원소 물질의 국소 전자구조에 크게 영향을 미치기 때문에 O K-edge XRS 스펙트럼 형태를 계산할 때 중요하게 고려해야 한다. 본 연구에서는 온-퍼텐셜 선형보충파(full-potential linearized augmented plane wave; FP-LAPW) 방법론에 기반하는 WIEN2k 프로그램을 사용하여 ${\alpha}-quartz$, ${\alpha}-cristobalite$ 그리고 $CaCl_2$-구조를 갖는 $SiO_2$에 대한 O 원자 전자 오비탈의 부분 상태밀도(partial density of states; PDOS)와 O K-edge XRS 스펙트럼을 계산하였다. 또한, $CaCl_2$-구조를 갖는 $SiO_2$의 O 원자 PDOS의 전자-정공 효과의 적용 여부에 따른 차이를 비교하여, 원자핵 부근 전자구조 변화에 따른 PDOS의 피크 세기와 위치 변화가 크게 나타났다는 사실을 확인할 수 있었다. 또한 계산된 각 $SiO_2$ 구조의 O K-edge XRS 스펙트럼이 각 $SiO_2$ 구조에서 계산된 O 원자의 $p^*$ 오비탈의 PDOS 결과와 매우 유사한 형태를 갖고 있음을 확인하였다. 이는 O K-edge XRS 스펙트럼이 갖는 대부분의 특징적인 피크들이 O 원자의 점유 1s 오비탈에서 $2p^*$ 오비탈로의 전자전이에 기인하기 때문이다. 본 연구의 결과는 $SiO_2$에 대한 정확한 O K-edge XRS 스펙트럼을 계산하는데 있어 전자-정공 효과를 고려해야 한다는 사실을 보여준다. 또한, 실험적으로는 재현이 어려운 고압 환경에 존재하는 $CaCl_2$-구조를 갖는 $SiO_2$ (~63 GPa)에 대한 O K-edge XRS 스펙트럼 계산을 통해, 제1원리 계산이 고압상 물질의 물성 연구에 이용될 수 있다는 사실을 보여준다.

몽골 훕스굴 호수 수층에서 유기물질 분해세균의 분포 (Distribution of Bacterial Decomposers in Lake Khuvsgul, Mongolia)

  • 정유정;정다운;김주영;조영근;임정한;이홍금;안태석
    • 미생물학회지
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    • 제45권2호
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    • pp.119-125
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    • 2009
  • 동토지대 거대 담수호에 서식하는 종속영양세균 군집의 생태학적 기능을 파악하기 위하여, 몽골 북부의 동토지대 경계에 위치한 스굴 호수에서, 전체 세균군집의 구조와 유기물질을 분해할 수 있는 미생물 군집의 구조를 수심별로 비교 분석하였다. 환경인자 분석결과, 수심 5~10 m 사이에서 thermocline과 chemocline이 관찰되었다. Denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE)로 전체 세균군집의 구조를 수심별로 비교한 결과 0~5 m 사이에서 군집구조의 변화가 컸고, 10 m 이상에서는 Acidovorax facilis를 위주로 비교적 안정된 군집을 형성하였다. $10^{\circ}C$에서 고분자 유기물 분해 활성도(protease, cellulase, amylase, lipase)가 높은 균주들을 탐색하여 23개 균주를 선별하였다. 표층수로부터 Acidovorax defluvii와 Sphingobacterium faecium이 분리되었는데 cellulase 활성이 높았다. 수심2 m, 5 m 및 10 m 이상의 시료에서 분리된 세균군집은 각각, Flavobacterium succinicans, Mycoplana bullata, A. facilis가 우점하였다. F. succinicans는 높은 protease 활성을 보였고, 수심 5 m의 M. bullata는 protease와 cellulase 활성이 있었지만, 상대적으로 약한 활성을 보였다. 수심10 m의 A. facilis 균주들은 cellulase 또는 lipase를 서로 배타적으로 발현하였다. 온도별 성장속도를 분석한 결과 표층(0~5m) 세균들은 기회성 호냉성 세균이었고, 심층($\geq$10m)에서 분리된 균주들은 $10^{\circ}C$ 이하에서 성장률이 낮았다. 심층의 저온 빈영양 상태 때문에 심층 세균들간의 경쟁에서 빠른 저온 성장이 요구되지 않고, 상층의 경우 육상 또는 식물 플랑크톤으로부터 영양물질이 공급되므로 저온에서 빠른 성장 속도를 보이는 세균들이 상층에 주로 분포하는 것으로 해석되었다. 따라서 스굴 호수수층에서 관찰된 세균군집의 종 분포와 물질분해 작용의 성층화는, 한냉대 빈영양 담수 호수에서 분해자 군집들의 생태학적 기능이 0~10 m 수심의 표층에 집중됨을 시사하였다.

기후변화와 토지이용변화가 도시화 진행 유역수문에 미치는 영향 평가 (Assessment of Climate and Land Use Change Impacts on Watershed Hydrology for an Urbanizing Watershed)

  • 안소라;장철희;이준우;김성준
    • 대한토목학회논문집
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    • 제35권3호
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    • pp.567-577
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    • 2015
  • 기후변화와 토지이용변화는 유역의 수문순환의 변화를 초래하여 가용수자원의 변화를 야기 시킨다. 본 연구에서는 안성천 ($371.1km^2$) 유역을 대상으로 SWAT (Soil and Water Assessment Tool)모형을 이용하여 미래기후변화와 토지이용변화가 유출특성에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 미래 기후자료는 IPCC 제 5차 기후변화 평가보고서에서 생산된 RCP (Representative Concentration Pathway, 대표농도경로)기반의 기후변화 시나리오 중 기상청에서 제공한 RCP 4.5와 8.5 시나리오(한반도 영역; 12.5km)를 이용하였다. 기준 년과 비교한 결과 RCP 8.5의 2080s (2060-2099)에서 평균온도가 $4.2^{\circ}C$ 상승하였으며, 강우량은 최고 21.2% 증가하는 것으로 나타났다. 토지이용변화 추세는 CLUE-s (Conservation of Land Use and its Effects at Small regional extent)모형을 이용하여 예측되었고, 도시 면적 증가에 따른 3가지 시나리오(Linear, Exponential, Logarithmic)를 적용한 안성천 유역의 미래(2040s, 2080s) 토지이용도를 구축하였다. 각각의 시나리오에서 도시면적 비율은 2100년에 9.4%, 20.7%, 35%로 예측되었다. 기후변화만을 고려하였을 때 증발산량과 총 유출량은 RCP 8.5의 2080s에서 최고 20.6%, RCP 4.5의 2080s에서 최고 25.7% 증가하는 것으로 나타났다. 또한 토지이용변화만을 고려한 경우 증발산량과 총 유출량은 최고 3.7%, 2.9% 증가하는 것으로 나타났다. 토지이용과 기후변화 시나리오를 모두 적용한 경우 증발산량과 총 유출량은 RCP 8.5 2080s의 Linear 토지이용변화 시나리오에서 최고 19.2% 증가하였으며, RCP 4.5 2080s의 Exponential 토지이용변화 시나리오에서 최고 36.1%증가하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 미래의 유역 수문환경조건 변화에 따른 수자원을 정량적으로 파악할 수 있을 것으로 기대된다.