미세중력 측정기는 최근 그 중요성이 부각되고 있는 분야로 전통적인 중력측정장치를 기초로 개발되었다. 이 논문에서는 지하 광전 탐사 작업을 위한 미세중력 측정기의 원리와 기술, 그리고 활용법을 소개한다. 몇몇 조사 곡선들은 모델들을 통한 이론적 계산치와 비교하여 볼 때 왜 만족스러운 결과들을 보여주고 있다. 이 방법들은 지하의 왕궁이나 묘지들을 탐사하는데 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
인자로 중대사고시 생성되는 흡습성(hygroscopic) 에어로졸의 거동을 해석적인 방법을 이용하여 분석하였다. 분석한 내용는 상대습도가 불포화, 포화, 과포화 조건에서 CsOH 에어로졸의 수증기 응축률, 입자성장에 따른 크기분포의 변화. 중력침전에 의한 전체 에어로졸량의 변화이다. 용질효과를 고려한 흡습성 에어로졸 모델을 사용한 경우 상대습도가 불포화 조건에서도 에어로졸 입자에 수증기 응축이 발생하며 입자의 크기가 평형반경에 달할 때까지 지속됨을 발견하였다. 이러한 입자 성장은 매우 빠른 입자크기분포 변화를 초래하여 중력침전에의한 급속한 에어로졸 감소를 초래하는 것으로 예측되었다. 따라서 현재 사용되고 있는 MELCOR 및 CONTAIN 코드는 흡습성 에어로졸에 대해서 용질효과를 고려한 모델을 사용하여야 할 것이다.
해면고도계 인공위성에 의하여 지오이드의 형상에 직접관련된 양질의 관측자료가 대량으로 수집되고 있다는 점에 주목하여 이를 이용한 중력이상, 지오이드 기복의 변 환관계를 논하였다. 또한, 실제문제로서 해상중력장의 연구에 있어 활용이 기대되는 해면고도 관측자료를 중력이상으로 변환하고 선상측정치를 위주로 하는 기존자료와 비 교하였다. 해면고도로서는 2년간의 GEOST 관측자료를 이용하였다. 지오이드, 중력이상 의 변환은 Fast Fourier Transform을 이용하였으며 정밀성을 기하기 위하여 관측치로 부터 범지구중력모델에 의한 추정치를 remove-restore 하는 방법을 채용하였다. 해면 고도로부터 구한 계산치와 기존자료와의 차이는 10 mgal 정도로서, 선상중력 관측치의 정밀도와 비교할 만한 수준으로 나타났다.
사면안정해석을 위해 다공체(porous medium) 이론이 제시되었다. 다공체 이론은 간극수압, 토질입자 및 간극수의 상호작용을 포함하는 여러 가지 지반관련 문제의 이해에 있어 매우 중요하다. 이러한 상호작용은 토질강도 및 변형에 중요한 영향을 미친다. 압밀 예제로서 이러한 모델의 정확도를 첫째로 검증하였다. 사면안정해석에 있어서 토질의 응력 및 강도는 일반적인 구성모델을 포함한 비선형 유한요소해석을 사용하여 정확히 계산되었다. 사면안정해석은 한계상태를 표시하는 파괴면이 나타날 때까지 점차적인 중력의 증가로 실행되었다. 안전율은 증가시킨 중력과 실제사면 중력의 비로서 계산되었다. 제시된 사면 안정 해석 방법의 자세한 사항은 예제를 통하여 설명되었다.
최근 새로운 초 고차 지구중력장 모형(EGM2008)의 개발로 인하여 중력관련 응용분야의 향상이 기대되고 있다. 본 연구는 지구중력장모형(EGM)으로부터 남한지역에 대한 고도이상(height anomalies)를 산정하고 지역별 지오이드고의 특성을 분석하였다. 이를 위하여 7가지 지구중력장모형(EGM2008<2,190>, EGM2008<360>, EGM96, EIGEN-GL04C, EIGEN-CG03C, EIGEN-GL04S1 및 ITG- Grace02S)을 선정하였다. GPS 관측이 수행된 수준점 50개 측점을 점검점으로 선정하여 GPS/Levelling, 국립해양조사원(NORI)의 NORI-05 모형 및 7가지 EGMs에 의한 지오이드 고를 비교 분석하였다. 또한, 남한지역의 경 위도 $1^{\circ}\times1^{\circ}$ 6개 육상부 및 4개 해상부에 대한 30"$\times$30" 격자점을 대상으로 EGM2008 모델에 의한 지오이드고를 NORI-05 모델 및 6가지 EGMs로 부터 구한 결과와 비교하였다. 연구결과, NGA(National Geospatial Intelligence Agency)의 EGM2008(2,190) 모형이 GPS/Levelling 결과에 가장 근접함을 보였다.
본 논문은 인구이동의 이론에 따라 혁신도시 이전기관 종사자 구성세대의 이동 요인을 추출하고 요인들의 상대적 영향을 설명하고자 하였다. 개인 및 가구변수와 거리와 인구의 중력모델, 네트워크변수, 지방재정·지역경제·교육·문화·주택 등 전입지와 전출지의 상대적 유용성판단의 지역변수를 선정하였다. 종속변수의 이산성과 데이터의 구조를 감안하여 다층로짓모형 구축하였고 최종모형은 확률절편모델을 선택하였다. 실증분석 결과 개인·가구변수에서는 남성보다 여성이, 30대 미만보다는 30-40대가, 대졸이하보다는 박사학위취득자가, 취업한 배우자보다는 미취업배우자의 이전종사자가 주민등록을 더하였다. 지역변수에서는 중력모델과 관련하여 기관까지 거리가 멀수록 주민등록을 더 한 반면, 이전 시기(t-1)의 일반 유입이 클수록 주민등록 이전을 덜 하였다. 지역간 상대적 유용성과 관련하여 전입지의 지역경제, 교육환경, 주거환경이 클수록 이전을 더하였고 지방재정의 경우는 반대였다.
이 논문은 지구중력포텐셜에 대한 포텐셜계수모델이 표고이상을 계산하는데 사용될 수 있다는 것과, 지오 이드 계산에 있어서 표고이상을 고려하였을 때 보다 정밀한 지오이드고를 산출할 수 있다는 것을 보여 주고 있다. 연구를 위해 EGM96의 계수와 수정계수가 사용되었고 한반도 일원의 수치지형모델인 KODEM33이 사용되었다. 연구 결과 나타난 표고이상의 크기는 최대 0.025 m, 평균 -0.015 m의 크기를 보여주었다. 본 연구에서 계산된 중력지오이드 모델의 평가를 위하여 GPS/Leveling데이터로부터 기하학적 지오이드를 산출하였으며, 비교 결과 교차의 평균값과 표준편차는 0.0114 m와 0.2817 m를 나타내 개선된 결과를 보여 주었다.
자료의 부족 및 육.해양을 동시에 감안해야 하는 상황으로 인하여 아직까지 한반도 중부 대륙에서 해양지역으로 이어지는 대륙연변부에서의 심부지각구조에 관한 심층적인 지구물리학적 연구는 이루어지지 못하였다. 본 연구에서는 중력자료를 이용하여 대륙과 해양을 잇는 대륙연변부 북위37$^{\circ}$~38$^{\circ}$, 동경128$^{\circ}$~132$^{\circ}$지역에 대한 심부지각구조를 해석하였다. WCA보정을 이용하여 해상지역의 선상중력자료에 나타나는 탐사측선상의 잡음으로 판단되는 고주파성분을 제거하고, 보정된 해상지역의 free-air 중력이상을 동일한 고도 기준면을 갖는 육상지역의 부게 중력이상과 결합하였다. 연구지역의 중력이상을 4개 지역으로 나누고, 각각의 지역에 대한 파워스펙트림 분석에 의해 산출한 모호면으로 판단되는 밀도 경계면은 한반도 내륙 부에서 대륙주변부를 지나 동해 울릉분지 쪽으로 갈수록 심도가 점점 얕아지는 양상을 보인다. 파워스펙트럼 결과에 의해 기초 모델로 설정하고 모델링을 실시한 결과, 모호면의 심도는 한반도 내륙지역에서는 약 33~35 km로 나타나고, 대륙주변부에서의 모호면의 심도는 18~28 km로서 한반도 내륙지역에 비해 얕아진다. 이와 같은 구조적 특성은 울릉분지의 주변부를 따라 나타나고 있는 중력변화에서도 잘 나타나고 있다. 울릉도 남쪽 해역에서의 모호면은 약 16~17 km로 대륙 쪽의 모호면 깊이보다 훨씬 얕다. 이와 같이 중력자료로부터 구한 지각모델의 결과는 인근 지역에서 이루어진 탄성파탐사를 통한 지각모델링 결과와 매우 유사하게 나타났다.
한국근해 제 6광구내의 탄성파탐사 단면도에 대한 이차원의 중력 및 자력모델을 연구했다. 각 단층면에 대하여 사용된 모든 지층의 기하학적 형태를 보여주는 긴 모델과 중요한 부분을 확대한 모델을 작성했다. 이 모델연구 결과는 다음과 같은 사항들을 지시한다. (1) 보다 깊은 기반암까지의 심도는 탄성파탐사 단층면에서 보여주는 깊이보다 약간 깊은 것 같고, (2) 중기 마이오세 지층(모델에서 최심부층)은 무시못할 양의 화산물질을 포함하고 있는 것 같고, (3) 최하심층(중기 마이오세)에 포함된 두터운 화산암 물질 때문에 본 연구지역내에서 기반암의 상부면까지의 깊이를 정의하거나 결정하기가 어렵고, (4) 중기 마이오세 동안의 광범위하게 있었을 화산활동 때문에 본 연구지역은 탄화수소(석유 또는 천연가스)가 생성 또는 집적됐을 유망지역이 될 수 없다고 판단된다. 본 연구지역에서 가장 깊은 기반암까지의 깊이는 해수면에서 약 $4{\cal}km$이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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