• 한국지구과학회지
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• 제35권4호
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• pp.237-248
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• 2014

화산재의 확산 특성을 분석하고, 침적량의 예측 가능성을 평가하기 위하여, 2011년 1월26일 분화가 시작된 일본 기리시마 화산을 대상으로 WRF와 확산모형 FLEXPART를 이용한 수치모의실험을 실시하였다. 지상 1 km 이하 대기경계층내의 화산재 확산 특성은 26일 방출된 입자의 경우 주풍을 따라 집중되는 경향을 보이지만, 27일 방출된 화산재는 큐슈남부에 발달한 고기압의 영향으로 기리시마 만까지 확산된다. 겨울철의 강한 시베리아 기단이 발달한 26일의 경우, 기리시마 화산 풍하측에 위치한 미야기 현 중앙 산악 후면의 좁은 영역에서 집중적으로 침적이 이루어진다. 또한 분화 지역 주변의 국지적인 고기압의 발달은 화산재의 수평 확산을 증대시키는 역할을 한다. 침적량의 분포는 정량적인 측면에서 실제 화산 분출에 따른 영향과 매우 유사한 경향성을 보이고, 제시한 수치모의실험은 화산재의 이동 및 침적량 예측 및 산정에 적절하다고 판단된다.

• 한국지구과학회지
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• 제34권6호
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• pp.456-469
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• 2013

백두산 화산에서 분화한 것으로 평가되는 역사시대 분화사건을 문헌에서 발굴하여 화산학적 해석을 하였다. 밀레니엄 대분화로부터 31건 이상의 화산 분화사건을 발굴하였으며, 대부분 화산재를 분화하여 인근 지역으로 확산시키면서 강하화산재를 발생시킨 플리니안 분화 사건이 많았다. 1903년의 기록은 천지 내에서의 수증기마그마성 분화 또는 불카니안 분화에 의한 기록이었다. 역사시대의 분화 기록과 2002년에 나타난 화산 분화 전조현상 등으로부터 백두산은 잠재적인 분화가능성을 가진 활화산으로 평가된다.

• 광물과 암석
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• 제33권3호
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• pp.293-305
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• 2020

필리핀의 따알 화산(Taal Volcano) 분화는 2020년 1월 12일에 시작되었다. 필리핀 화산학 및 지진학연구원(PHIVOLCS)은 "몇 시간에서 며칠 내에 위험한 폭발성 분화가 발생할 수 있다."고 판단하여 경보단계(Alert Level) 4를 발령했다. 따알 화산섬의 주 분화구(Main Crater)에서 수증기 분화와 수증기마그마성 분화로 뿜어져 나온 화산재가 Calabarzon, Metro Manila, Central Luzon의 일부 및 Ilocos 지역의 Pangasinan 지역으로 확산되었고, 이로 인하여 학교 수업, 기업체 근무 및 항공편 운항이 중단되었다. 분화 이후 PHIVOLCS는 2020년 1월 26일 따알의 화산활동이 일관되진 않지만 서서히 감소하는 것을 관찰하여, 경보단계를 3으로 한 단계 낮추었다. 2월 14일에는 화산활동의 전반적인 감소 경향 때문에 경보단계가 2로 설정되었으나, 이것은 분화의 위협이 사라졌음을 의미하지 않는다. 또한 불안정이 상승하는 징후가 있을 경우 언제라도 경보단계가 3으로 상향될 수 있다.

• 한국환경과학회지
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• 제23권3호
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• pp.527-532
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• 2014

According to the analysis of volcanic observation data around Korean peninsula, the activities of volcano increase continuously. For example, the volcanic eruption of Mt. Sakurajima is an example, and Mt. Baekdu can be another example potentially. In these regards, developing unified system including realtime prediction and 3D visualization of volcano ash are important to prepare the volcanic disaster systematically. In this technical report, an interactive simulator embedding dispersion algorithm and 3D visualization engine is developed. This system can contribute to the realtime prediction of volcanic disaster scientifically.

• 암석학회지
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• 제23권4호
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• pp.351-366
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• 2014

백두산에서 폭발적인 플리니식 분화에 의해 분연주가 형성되고, 이 분연주의 붕괴에 의하여 화쇄류가 발생하는 조건을 가정하였다. 이 가정에 근거하여 Titan2D 모델을 적용하여 모의하였다. 화산분화 시나리오에 근거하여 화쇄류의 영향 범위를 파악하기 위하여 화산폭발지수별로 영향 범위를 산출하였다. 각 화산 시나리오별 결과를 비교하기 위하여, 화구의 위치는 산사면 8곳(8방위)과 칼데라 중심부 1곳 등 9곳을 선정하였다. 화쇄류 흐름의 내부마찰각은 $35^{\circ}$, 층저마찰각은 $16^{\circ}$로 설정하였다. 각 화산폭발지수별 붕괴 분연주의 높이, 화구의 직경, 분연주 붕괴에 의한 초기속도, 붕괴 화산재의 체적에 근거한 수치모의시간 등을 적절하게 가정하였다. 수치모의 결과를 비교하여 보면, 높은 화산폭발지수일수록 분화가 증가하면 화쇄류는 더 멀리 퍼져 나간다. 칼데라 바깥쪽 북동쪽 산사면에 위치한 화구로부터의 화쇄류 발생은 화산폭발지수가 2에서 7로 증가함에 따라 각각 3.3 km, 4.6 km, 13.2 km, 24.0 km, 50.2 km, 83.4 km로 멀어진다. 본 연구 결과가 DB로 구축되면 백두산 인근 지역에서 화쇄류 발생으로 인한 인적, 물적 피해를 최소화하는 것을 목표로 하는 재해예방과 비상 관리 차원에서 매우 중요한 자료로 제공되어 질 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제38권2호
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• pp.115-128
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• 2017

아소 화산은 일본 규슈 중앙부에 위치하며, 세계에서 가장 큰 칼데라 화산중의 하나이다. 나카다케 분화구는 아소 칼데라의 중앙 화구군에서 유일한 활동적인 화산체이다. 2016년 10월 8일 아소 산에서 36년 만에 폭발적인 분화가 발생하였으며, 분연주가 11 km 상공까지 상승하였고 화산재는 최대 300 km 떨어진 지역에서도 확인되었다. 본 연구에서는 미국 USGS에서 개발한 Ash3D모델을 이용하여 2016년 10월 8일의 분화에서 발생한 화산재의 확산과 침적에 대한 수치모의를 실시하였다. 수치모의 결과 분화에 의해 발생한 화산재는 아소 칼데라 화산의 동쪽과 북동쪽으로 확산되어 우리나라에는 피해를 주지 않는 것으로 나타났으며, 동북동 방향으로 최대 400 km 이상 먼 곳까지 침적되는 것으로 나타났다. 본 연구의 수치모의 결과는 관측 확인된 화산재 침적 결과와 대체로 일치하였다. 빠른 화산재 재해 예보를 위하여 Ash3D를 이용한 수치모의가 유용하게 쓰일 수 있을 것이다.

• 암석학회지
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• 제27권1호
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• pp.49-66
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• 2018

화산위험지도 작성은 1960년대 과학 탐구의 초점이 되었다. Dwight Crandell과 Don Mullineau는 '과거는 미래의 열쇠이다'라는 관점으로 재해위험 매핑에 대한 지질학적 접근 방법을 개척했다. 세인트 헬렌즈산의 위험도 평가와 가까운 미래의 분출 예측에 대한 1978년 발간물, 그리고 1980년 대규모 분화로 화산위험 평가의 유용성이 입증되었고 화산 과학의 이 영역에서 거대한 성장이 시작되었다. 1980년대의 위험한 지역을 식별하기 위해 위험지역 이해 프로세스의 수치 모델을 개발하고 사용하기 시작했으며, 1990년대 후반부터 확산되었다. 수치모의 모델 산출물은 화산의 지질학적 지식에 의해 강조될 때 가장 유용하고 정확하다. 화산위험지도는 장기간의 무조건적인 화산 재해 위험을 묘사하는지, 어느 정도의 위험을 가진 모든 지역을 보여주는지, 화산이 불안정 또는 분화 위기 시에 개발되어 현재의 감시, 관찰 및 예보 정보를 고려한 지도로 크게 분류할 수 있다.

• Ocean and Polar Research
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• 제24권4호
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• pp.465-482
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• 2002

Petrological, geochemical, and geochronological studies of Dokdo volcanic rocks, East Sea, have been carried out to understand their petrogenesis. Dokdo volcanic activity is divided into three stages according to occurrences and eruption ages of rocks. The second-stage activity is accompanied by large volume of pyroclastics and lavas of intermediate composition, and occupies most of the East and West islets. K-Ar biotite and whole-rock ages indicate that Dokdo volcanic activity occurred during late Pliocene and became systematically younger toward later stages: namely, 2.7-2.4 Ma for the first-stage trachyte, 2.4-2.3Ma for the second-stage trachyandesite and 2.2-2.1 Ma for the last-stage trachyte and dikes. Dokdo volcanic rocks are of intermediate to felsic compostions, and have OIB-like alkaline nature. The geochemical similarities between Dokdo and Ulleungdo volcanic rocks suggest that they were formed from the same mantle plume. However, considering the difference of eruption ages between Dokdo (2.7-2.1 Ma) and Ulleungdo (1.4-0.01 Ma) volcanic rocks, the former seems to have been formed by earlier hot spot activity.

• 한국지구과학회지
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• 제34권6호
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• pp.479-491
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• 2013

백두산 분화의 분출물은 북쪽으로 송화강, 동쪽과 서쪽으로 두만강과 압록강 하구에서 발견되고 있다. 즉 화쇄류, 화산이류, 화산성홍수와 같이 흐름에 수반된 화산물질의 영향범위는 천지를 중심으로 반경 400 km의 범위까지 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 그러나 약 1,000년 전 분화 때와는 달리 천지칼데라호의 20억 톤보다 저수량이 큰 담수저장시설이 건설되어 화산분화 시 예상되는 유체의 흐름은 직간접적으로 인공적인 구조물의 영향을 받게 된다. 이 연구는 백두산 화산분화 시 예상되는 화쇄류, 화산이류, 화산성홍수의 수치해석 및 지형자료 분석을 통해 유체의 흐름방향을 산정하고 백두산 일원의 댐과 인공호수의 저수용량에 따른 화쇄류, 화산이류, 화산성홍수의 피해범위를 파악하였다. 분출 초기에 급경사를 따라 이동하는 화쇄류는 산지의 경사면을 따라 이동하여 평탄지까지 영향을 미치며, 천지호의 유출에 의한 화산이류는 주요 하천까지 도달할 수 있다. 화산성홍수의 경우 현존하는 인공적인 담수 저장시설물들로 인하여 천지칼데라호의 담수 유출에 의한 피해 범위는 과거에 비하여 매우 제한적인 범위에 영향을 미칠 것으로 판단된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권5_4호
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• pp.1267-1276
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• 2020

백두산 화산의 대규모 분화로 인한 우리나라 PM_2.5 영향 및 피해범위를 정량적으로 예측하기 위하여 우리나라에 직접 피해를 주는 worst-case 기상 시나리오를 적용하여 3차원 대기화학모델링 시스템 WRF-SMOKE-CMAQ(Weather Research & Forecasting - Sparse Matrix Operation Kernel Emission - Comunity Multi-scale Air Quality)을 구동하였다. 과거 10년(2005~2014년)간 백두산 분화 worst-case 우선순위 중 우리나라에 가장 큰 직접 피해를 주는 대표 worst-case 시나리오를 적용하여 대상 사례일(2012.5.16)에 VEI 4의 대규모 화산 분화를 가정하여 화산 분화로 인한 초미세먼지(PM_2.5)의 영향을 분석하였다. 우리나라 지역별(시군구) PM_2.5의 영향을 예측하고 취약계층 등을 반영한 노출평가를 실시하여 취약지역을 도출하였다. 또한, 시군구의 영향을 보다 상세규모(9 km × 9 km)로 분석하여 시군구 지역 내 취약지역을 도출하였다. 백두산 분화 대표 worst-case(2012.5.16.) 분석결과, 국내 PM_2.5 피크농도는 24,547 ㎍/㎥로 낙하 화산재(5억 4천만톤) 처리가 가장 큰 문제로 대두되었던 미국 세인트헬렌스 화산 분화(1980년) 사례보다 더 극한 상황이 될 것으로 예상된다. 또한, PM_2.5 고농도 지역의 분석결과, 파주, 김포, 고양, 강화, 산청, 하동에서 고농도가 나타났다. 반면, 인구 노출분석 결과 인구 밀집지역인 파주가 특히 취약지역으로 나타났고, 취약계층 노출분석 결과 또한, 취약계층 인구가 많은 파주, 남양주, 화성이 취약지역으로 나타났다. 시군구 지역을 상세규모로 분석함으로써 하동 북부 등 시군구 지역 내에서의 고농도 지역을 도출할 수 있었다. 화산재해 발생 시 대기오염물질의 고농도 지역도 중요하지만 인구 및 민감군, 취약계층 밀집지역 등을 고려한 대응 및 대책 마련이 필요하겠으며 시군구에 대한 일률적인 대책보다 시군구 지역 내 고농도 지역 등의 선별을 통한 취약 지역별 대책 마련이 필요하겠다. 본 연구는 화산재해의 재난선포 기준 개발 및 선제적 대응체계 개발의 초석 마련에 기초자료가 될 것으로 판단된다.