• 한국해양학회지:바다
• /
• 제22권2호
• /
• pp.45-55
• /
• 2017

Long chain alkyl diols (LCDs)은 다양한 해양 환경 퇴적물에서 관측되고 있다. Rampen et al. (2012)은 해양 표층 퇴적물에서 분석된 LCDs 중 $C_{30}$ 1,15-diol, $C_{28}$ 1,13-diol, $C_{30}$ 1,13-diol를 이용하여 Long chain Diol Index (LDI)라는 고수온 프록시를 제시하였다. 일반적으로 LCDs의 정성 및 정량 분석은 CP-Sil5CB와 DB-5ms 컬럼을 사용해 GC-MS를 주 기반으로 한다. 본 연구에서는 서로 다른 해양환경(동해 및 서북극해)에서 획득한 해양퇴적물을 활용하여 특성이 다른 세가지 GC 컬럼(CP-Sil5CB, HP-5ms, DB-5)이 LCDs의 정량 분석에 미치는 영향을 검토하였다. 본 연구를 통해 일반적으로 CP-Sil5CB로 분석된 농도 결과가 HP-5ms와 DB-5로 분석된 농도 결과와 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 확인되었다. 하지만 LDI로 복원된 표층수온의 컬럼 간 편차는 동해 퇴적물의 경우 $0.1-0.2^{\circ}C$, 서북극해 퇴적물의 경우 $0.2-0.7^{\circ}C$로 LDI의 calibration error 범위(${\pm}1{\sigma}$) 보다 작았다. 결론적으로 본 연구는 컬럼에 따라 LCDs의 정량 결과는 현저한 차이를 보일 수 있지만, LDI 프록시 값에 미치는 영향은 상대적으로 미비함을 보여 주었다. 따라서 LDI 프록시를 활용한 동해 및 서북극 해양 퇴적물의 고수온 복원에 특성이 다른 컬럼을 사용 할 수 있음을 시사하였다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제49권1호
• /
• pp.45-51
• /
• 2012

Sea ice properties have been considered a key indicator in the structural design criteria of icebreaking vessels and arctic offshore platforms to estimate design ice load and resistance for their safety management in Arctic Ocean. A measurement study of sea ice properties was conducted during July to August of 2011 with the Korean icebreaking research vessel "Araon" around Chukchi Borderland. The sea ice concentration appears to be rapidly decreasing during this cruise. Ice condition seems to be thick second-year ice and multi-year ice and then, a lot of melt ponds were observed in the surface of ice floe. Calculated flexural strength of sea ice was about 250~550kPa, ice thickness was roughly 1.3~3.0m. In this research we performed field experiment to measure ice temperature along the depth, thickness, density, salinity, brine volume ratio and crystal structure. Apparent conductivities derived with the electromagnetic induction instrument were compared to drill hole measurement results and accuracy of sea ice thickness estimation formula was discussed.

• 한국제4기학회:학술대회논문집
• /
• 한국제4기학회 2004년도 추계학술대회
• /
• pp.37-43
• /
• 2004

The response of the CCCma coupled climate model to the imposition of LGM conditions is investigated. The global mean SAT and SST decrease by about $10^{\circ}C$ and $5.6^{\circ}C$ in the coupled model. Tropical SST decreases by $6.5^{\circ}C$, whereas CLIMAP reconstructions suggest that the tropics cool by only about $1.7^{\circ}C$, although the larger tropical cooling is consistent with the more recent proxy estimates. With the incorporation of a full ocean component, the coupled model gives a realistic spatial SST pattern, capturing features associated with ocean dynamics that are seen in the CLIMAP reconstructions. The larger decrease of the surface temperature in the model is associated with a reduction in global precipitation rate (about 15%). The tropical Pacific warm pool retreats to the west and a mean La $Ni\tilde{n}a$-like response is simulated with less precipitation over the central Pacific and more in the western tropical Pacific. The more arid ocean climate in the LGM results in an increase in SSS almost everywhere. This is particularly the case in the Arctic Ocean where large SSS increase is due to a decrease in river discharge to the Arctic Ocean associated with the accumulation of snow over the ice sheet, but in the North Atlantic by contrast SSS decreases markedly. This remarkable reduction of SSS in the North Atlantic is attributed to an increase in fresh water supply by an increase in discharges from the Mississippi and Amazon rivers and an increase in P-E over the North Atlantic ocean itself. The discharges increase in association with the wetter LGM climate south of the Laurentide ice sheet and in South America. The fresh water capping of the northern North Atlantic results in a marked reduction of deep convection and consequently a marked weakening of the North Atlantic overturning circulation. In the LGM, the maximum overturning stream function associated with the NADW formation decreases by about 60% relative to the control run, while in the Southern Ocean, oceanic convection is stronger in the LGM due to reduced stratification associated with an increase in SSS and a decrease in SST and the overturning stream function associated with the formation of AABW and the outflow increases substantially.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제25권5호
• /
• pp.423-434
• /
• 2009

북극의 환경은 해빙의 변동에 민감하게 반응하며, 해빙(sea-ice)의 증감은 지구 온난화의 지표이기도 하다. 따라서, 지구의 기후변동의 과정을 이해하고 예측하기 위해서는, 북극 해빙의 변동에 대한 지속적인 모니터링이 이루어져야 한다. 이를 위한 방법으로, 1970년대부터 인공위성의 원격탐사방법인 수동마이크로파 센서를 사용해 왔으며, 해빙의 면적과 유형을 판단하는데 효과적이다. 본 논문에서는, 북극 해빙분포의 계절 및 연 변동의 특성을 이해하기 위하여, 북위 60이상의 영역에 대한 2002년 7월부터 2009년 5월까지의 수동마이크로파 센서 AMSR-E 12.5km 해빙농도(SIC)데이터(기존 수동마이크로파 센서보다 5배의 해상도)를 사용하였다. 여름 최저 해빙역 시점의 데이터에 의하면, 북극 해빙면적은 점차 줄어드는 추세를 나타내고 있으며, 그 감소율은 연간 3.1%로 이것은 약 0.2백만$km^2$의 해빙이 줄어들고 있다는 것을 의미한다. 또한 이 경향은 여름철 해수면수온과 기온의 증가와 관련 있는 다년빙(Multi-Hear ice)의 감소와 함께 진행되고 있다는 것이다. 1년빙(First-year ice)의 면적은 최저의 해빙면적을 기록하였던 2007까지 감소하나, 갑작스런 다년빙(Multi-year ice)의 감소는 2008-2009년 기간의 1년빙의 증가로 이어졌다. 계절에 따른 연 변동에 있어서는, 1월-3월기간에 걸처 바렌츠해(Barents Sea)와 래브라도해(Labrador Sea)에서 공간변동이 크고, 8월-10월 기간에는 동시베리아해(East Siberian Sea)에서 북극점에 이르는 범위에서 큰 것으로 나타났다. 7년 동안 녹지 않은 다년빙의 공간분포도에 의하면, 다년빙이 러시아해역의 동시베리아해, 랍데브해(Laptev Sea)와 카라해(Kara Sea)에서 급격하게 감소하고 있어서 가까운 장래에 북동항로(Northeast Passage)의 이용가능성이 커지고 있다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.28-33
• /
• 2014

The Korean icebreaking research vessel "Araon" performed four sea trials in the Arctic and Antarctic Seas. The ice properties, such as the ice thickness, floe size, ice strength, and power of the vessel were quite different in these trials. To compare the speeds of ship with the same ice strength and power, the AARC (Arker Arctic Research Center) method is used with a vessel power of 10 MW and an ice strength of 630 Pa in this paper. Based on the analysis results, the speed of the ship was 1.62 knots (0.83 m/s) with a 1.02-m ice thickness and 2.5-km floe size, 5.3 knots (2.73 m/s) with a 1.2-m ice thickness and 1.0-km floe size, and 13.8 knots (7.10 m/s) with a 1.1-m ice thickness and 200-m floe size. The analysis results showed that the ship speed and floe size have an inversely proportional relationship. Two reasonable reasons are given in this paper for the final result. One is an ice breaking phenomenon, and the other is the effect of the ice floe mass. For the breaking phenomenon, the ice breaking force is very small because the ice floe is not breaking but tearing when a ship is passing through a small ice floe. Regarding the effect of the ice floe mass, it is impossible for a ship to push and tear an ice floe if the mass of the ice floe is too large compared to the mass of the ship. The velocity of the ship decreases when the ice floe has a large mass and a large size because the ship has to break the ice floe to move forward.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
• /
• 제10권3호
• /
• pp.393-402
• /
• 2018

While interacting with a sloping structure, an ice floe may fracture in different patterns. For example, it can be local bending failure or global splitting failure depending on the contact properties, geometry and confinement of the ice floe. Modelling these different fracture patterns as a natural outcome of numerical simulations is rather challenging. This is mainly because the effects of crack propagation, crack branching, multi fracturing modes and eventual fragmentation within a solid material are still questions to be answered by the on-going research in the Computational Mechanic community. In order to simulate the fracturing of ice floes with arbitrary geometries and confinement; and also to simulate the fracturing events at such a large scale yet with sufficient efficiency, we propose a semi-analytical/empirical and semi-numerical approach; but with focus on the global splitting failure mode in this paper. The simulation method is validated against data we collected during the Oden Arctic Technology Research Cruise 2015 (OATRC2015). The data include: 1) camera images based on which we specify the exact geometry of ice floes before and after an impact and fracturing event; 2) IMU data based on which the global dynamic force encountered by the icebreaker is extracted for the impact event. It was found that this method presents reasonably accurate results and realistic fracturing patterns upon given ice floes.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제34권6_2호
• /
• pp.1261-1272
• /
• 2018

북극 지역의 대기 온도는 바다 및 해빙, 대기 사이의 에너지 교환에 큰 역할을 하므로 북극 대기 온도를 정확하게 파악하는 것은 중요하다. 하지만 현장 관측 자료들은 북극 대기 온도의 공간적인 분포를 나타내는 데에 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 부이(buoy) 자료와 Advanced Microwave Scanning Radiometer 2(AMSR2) 위성자료를 이용하여 기계학습 기반 여름철 대기 온도 추정 모델을 구축하였다. 기계학습으로는 random forest(RF) 및 support vector machine(SVM)을 사용하였으며, AMSR2 관측 시간에 따라 하루 두 번의 대기 온도를 추정하였다. 또한 추정된 대기 온도를 유럽 중기예보센터(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF)의 ERA-Interim 재분석자료의 대기 온도와 공간 분포를 비교하였다. 교차 검증 결과 두 가지 기계학습 기법 모두 0.84-0.88의 $R^2$ 및 $1.31-1.53^{\circ}C$의 RMSE를 보였다. 공간적인 분포에서 IABP 부이 관측 자료가 존재하지 않는 바렌츠해(Barents Sea), 카라해(Kara Sea) 및 배핀만(Baffin bay) 지역에서는 기계학습 모델이 ERA-Interim 대기 온도에 비하여 과소 추정하는 경향을 보였다. 본 연구는 경험적인 북극 대기 온도 추정의 가능성과 한계점을 서술하였다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제51권2호
• /
• pp.107-113
• /
• 2014

The icebreaking research vessel, ARAON had her second ice trial in the Arctic Sea from 16th July to 12th August 2010. During the voyage, the local ice loads acting on the bow of port side were measured from 14 strain gauges. The measurements were also carried out in ice waters with various ice concentration ratio as well as the icebreaking performance tests. In this study, the ice loads measured during the 'general' operation in ice waters were analyzed. As a first step, the relationship between the location of strain gauges and the ice loads were investigated, and then the possibility for observation of higher ice loads was estimated based on the probability density function. The relationship between the ship speed and the ice load was also investigated. 718 peak stresses data higher than 20 MPa obtained from strain gauges array attached in longitudinally and vertically was analyzed. In general, the ice load increases as the ship speed increases in the low ship speed range, and ice load decreases as the ship speed is greater than a certain speed.

• 한국항만경제학회지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.113-132
• /
• 2014

지구온난화와 더불어 조업이 가능한 수역이 넓어지고 있다. 특히 수온상승으로 풍부한 어족자원이 이동하고 있는 북극해의 경우 최근 관심이 높아지고 있다. 북태평양지역은 북극해에 가장 가깝고 진입하기 용이한 지역이다. 현재 북태평양에서 조업하고 있는 한국수산업은 미래 북극해 조업에 대비하여 효율성분석 등을 통하여 미래를 대비하여야 한다. 이러한 측면에서 본 연구는 자료포락분석(DEA)방법 및 Malmquist지수를 활용하여 북태평양 수역에 조업하는 선박 중 2009년부터 2013년까지 운항한 16척의 선박의 효율성을 분석하는 것을 연구의 목적으로 하였다. 효율성 분석을 위해 투입변수로는 선박톤수, 선박마력수, 조업일수를, 산출변수로는 연간어획량을 선정하였다. 측정결과에 의하면, 지난 5년간(2009년~2013년) 평균 효율성은 CCR효율성 0.8405, BCC효율성 0.9484, 규모효율성 0.8858로 나타나, 운영하고 있는 선박들은 전반적으로 선박톤수를 38%, 선박마력수를 36%, 조업일수를 29% 줄여야 현재보다 효율적인 운영이 가능할 것으로 나타났다.

• Ocean and Polar Research
• /
• 제31권2호
• /
• pp.213-218
• /
• 2009

We examined the intracellular antioxidative effects of 20 Arctic seaweed extracts in Raw 264.7 cells. Each seaweed species was subjected to extraction using acetone/dichloromethane and methanol, respectively, after which the extracts were combined and used as the test sample. The antioxidant ability of all 20 seaweeds extracts was evaluated using four different activity tests, including the degree of occurrence of intracellular reactive oxygen species (ROS), $ONOO^-$, and lipid peroxidation in Raw 264.7 cells, as well as the extent of oxidative damage of genomic DNA purified from Raw 264.7 cells. Crude extracts from Monostroma obscurum, Alaria esculnta, Laminaria digitata, Desmarestia aculeata, Chorda filum, Ptilota seriata, Phycidrys rubens, Devaleraea ramentacea and Palmaria palmata exhibited significant scavenging effects on the generation of intracellular ROS. Among them, Monostroma obscurum and Phycidrys rubens significantly inhibited membrane lipid peroxidation and DNA oxidation. Moreover, Phycidrys rubens exhibited scavenging effects on peroxynitrite generated from SIN-1.