• 대한공간정보학회지
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• 제24권1호
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• pp.99-107
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• 2016

대한민국은 화산재해로부터 안전한 지역으로 알려져 왔다. 그러나 최근의 관측 결과들은 한반도 최 북 단에 위치한 백두산이 더 이상 휴화산이 아님을 보여주고 있다. 백두산 화산이 폭발한다면 남한지역에서는 화산재에 의한 다양한 피해가 예상된다. 특히 공중의 화산재는 운항되는 비행기의 계기판 및 엔진을 마비시킴으로써 대형 항공사고를 유발할 수 있다. 따라서 화산재의 삼차원 확산을 예측하여 화산재가 있는 항로를 비행할 것으로 예상되는 비행기 운항을 중지시키는 것이 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 논문에서는 화산재 확산 예측결과의 삼차원 가시화 기법을 다룬다. 우선 화산재 확산 예측 데이터의 취득에 대하여 소개한다. 확산 예측 데이터는 화산재 확산 시뮬레이션 프로그램인 Fall3D를 이용한다. 다음으로 세 가지 화산재 확산 예측결과의 가시화 기법을 제안한다. 첫 번째 기법은 '공중의 큐브' 방식으로 화산재의 입자 농도별로 다른 색을 가진 반투명 큐브를 공중에 배치하는 방식이다. 두 번째 기법은 '큐브안의 큐브'방식으로 '공중의 큐브' 방식을 개선하여 농도의 정도에 따라 큐브의 분할 정도를 달리하여 배치하는 방식이다. 마지막 방식은 '반투명 화산재 평면' 기법으로 화산재 농도를 가지고 있는 레이어 들을 적층하고 투명효과를 적용하는 방식이다. 본 논문에서 제시한 방법을 기반으로 사용자는 목적에 맞는 방식대로 화산재 확산 예측 결과를 삼차원 가시화 할 수 있을 것이다.

• 대기
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• 제34권2호
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• pp.217-231
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• 2024

The Korea Integrated Model (KIM)-based real-time volcanic ash dispersion prediction system, which employs the Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory (HYSPLIT) model, has been developed to quantitatively predict volcanic ash dispersion in East Asia and the Northwest Pacific airspace. This system, known as KIM-HYSPLIT, automatically generates forecasts for the vertical and horizontal spread of volcanic ash up to 72 hours. These forecasts are initiated upon the receipt of a Volcanic Ash Advisory (VAA) from the Tokyo Volcanic Ash Advisory Center by the server at the Korea Meteorological Administration (KMA). This system equips KMA forecasters with diverse volcanic ash prediction information, complemented by the Unified Model (UM)-based HYSPLIT (UM-HYSPLIT) system. Extensive experiments have been conducted using KIM-HYSPLIT across 128 different volcanic scenarios, along with qualitative comparisons with UM-HYSPLIT. The results indicate that the ash direction predictions from KIM-HYSPLIT are consistent with those from UM-HYSPLIT. However, there are slight differences in the horizontal extent and movement speed of the volcanic ash. Additionally, quantitative verifications of the KIM-HYSPLIT forecasts have been performed, including threat score evaluations, based on recent eruption cases. On average, the KIMHYSPLIT forecasts for 6 and 12 hours show better quantitative alignment with the VAA forecasts compared to UM-HYSPLIT. Nevertheless, both models tend to predict a broader horizontal spread of the ash cloud than indicated in the VAA forecasts, particularly noticeable in the 6-hour forecast period.

• 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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• 제33권3호
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• pp.280-293
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• 2012

다양한 지질학적 분화 강도에 따른 백두산 화산분출물의 확산 특성과 이들 분출물이 한반도에 미치는 영향을 분석하기 위하여 대기역학모형 WRF (Weather Research and Forecasting)와 확산모형 FLEXPART를 이용하여 수치실험을 실시하였다. 연구 대상일은 화산재 유입이 예상되는 2010년 10월 21일의 종관장이며, 방출 후 48시간 동안 화산재의 이동을 분석하였다. 백두산 분화 후 한반도에 유입되는 강하화산재의 크기는 0.05 mm 이하가 대부분을 차지하며, 큰 입자는 확산에 의한 이동이 작기 때문에 유입가능성이 크지 않았다. 분화강도에 따른 화산재의 이동 특성을 보면, 분화강도 차이에 따른 입자의 분포도의 차이는 크지 않으나, 수밀도의 차이는 크게 나타났다. 한반도 내 도시별 화산재의 침적량 분석에서 화산재가 기류를 타고 동해에서 유입되고 태백산맥의 차폐효과에 의하여 한반도 동쪽에 위치한 강릉, 부산의 침적량이 초기에 증가하는 경향을 나타내며, 지역별 침적량은 일시에 급격하게 증가할 수 있다.

• 한국토양비료학회지
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• 제13권2호
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• pp.65-70
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• 1980

우리나라 토양(土壤)의 입도분석(粒度分析)에 적합(適合)한 분산제(分散劑)를 선정(選定)하기 위하여 대표토양(代表土壤) 18점(点)에 대(對)한 표토(表土) 및 심토(深土)의 입도분석(粒度分析) 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 토양입자(土壤粒子)가 작을수록 분산제별(分散劑別) 분산능력(分散能力)의 차이(差異)가 커지는 경향(傾向)으로 점토입자(粘土粒子)(<0.002mm)의 분석치(分析値)에 있어서 분산제(分散劑)에 따라 차이(差異)가 컸었다. 2. 분산율(分散率)은 Sodium Pyrophosphate가 가장 높고 다음으로 Sodium Hexametaphophate, Ammonium Hydroxide, Sodium Hydroxide, Sodium Oxalate 순(順)이었다. 3. Sodium Hexametaphosphate는 Volcanic Ash Soil만을 제외(除外)하고 우리나라 모두 토양(土壤)의 입도분석(粒度分析)에 있어서 분산제(分散劑)로써 사용(使用)할 수 있을 것으로 본다. 4. Volcanic Ash Soil의 분산율(分散率)은 분산제(分散劑)를 사용(使用)하지 않은 경우보다 오히려 감소(減少)되는 경향(傾向)이 있으므로 이의 분산방법(分散方法)의 선정(選定)에는 특별(特別)한 주의(注意)가 요망(要望)된다.

• 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.

• 대한원격탐사학회지
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• 제30권6호
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• pp.777-786
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• 2014

일본의 온타케 산은 일본에서 두 번째로 큰 규모의 화산으로, 2014년 9월 27일 02:52 UTC 에 예고 없는 대규모 분화가 발생했다. 이번 분화로 인해 최소 55명이 사망하였고, 70여 명의 부상자가 발생했다. 따라서 본 연구에서는 온타케 화산 분화에 따른 화산재 피해영향을 분석하기 위하여 화산재 확산 수치실험을 수행하였다. HYSLPLIT 확산모델과 UM 기상자료를 이용하여 화산재 확산 경로를 예측하였고, 화산재 확산 영역에 대한 정량적인 평가를 위해서 천리안 위성영상을 이용하여 화산재 확산 범위를 탐지하였다. 본 연구의 모의실험 결과와 GOCI 탐지 결과와의 비교를 통해 검증을 수행하였다. 그 결과, HYSPLIT 기반의 화산재 확산 예측결과와 GOCI 위성영상 간의 유사도가 높음을 알 수 있었다. 본 연구에서 수행한 화산재 확산 결과와 GOCI 간에는 38.72% 및 13.57%가 일치도가 계산되었고, JMA 결과와 GOCI는 9.05%와 11.81%가 일치하였다. 본 연구에서 수행한 바와 같이 화산재 확산 경로를 예측하는 연구는 그 피해를 감소할 수 있는 중요한 방법의 하나라고 판단할 수 있다. 따라서 화산 분화 시 기상 모델을 이용한 화산재 확산 수치실험은 시간에 따른 화산재 확산 분포를 이해하는데 유용한 기법으로 자리매김 할 것이며, 화산재 확산에 따른 피해 면적을 정량적으로 산출할 수 있는 중요한 기술이 될 것이다.

• 한국환경과학회지
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• 제23권12호
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• pp.2121-2127
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• 2014

Analyzing the observational data of volcanic activities around the northern part of Korean peninsula, the odds of volcano eruption increases continuously. For example, the cumulative seismic moment and frequence observed near Mt. Baekdu show a sudden increased values. In this study, predicting the diffusion of volcanic ash for two cases were carried out by using interactive realtime simulator, which was developed during last 2 years as a research and development project. The first case is Sakurajima volcano (VEI=3) erupted in August 2013. The second case is assumed as the volcanic eruption at Mt. Baekdu (VEI=7) under landing circumstance of typhoon Maemi (August 2003) in Korean peninsula. The synoptic condition and ash diffusion for the two cases were simulated by WRF(Weather Research and Forecast) model and Lagrangian dispersion model, respectively. Comparing the simulated result of the first case (i.e., Sakurajima volcano) with satellite image, the diffusion pattern show acceptable result. The interactive realtime simulator can be available to support decision making under volcanic disaster around East Asia by predicting several days of ash dispersion within several minutes with ordinary desktop personal computer.

• 한국도로학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.11-21
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• 2013

PURPOSES: As pavement generally provides service shorter than an expected life cycle, maintenance cost increases gradually. In order to help extending the service life and reduce maintenance cost, a new multi-functional composite pavement system is being developed in Korea. METHODS: This study is a part to develop the multi-functional composite pavement and is to investigate the mechanical performances of fiber-reinforced lean concrete for pavement subbase. The inherent problem of fiber reinforced concrete is dispersion of fibers in concrete mix. This study additionally evaluated fiber dispersion characteristics with respect to different fiber types. RESULTS: From the test results, the compressive strengths of the concretes satisfied the required limit of 5MPa at 7days. The standard deviation of the measured number of fibers were lower in the order of nylon, steel fiber and polypropylene. CONCLUSIONS: Reject ash was shown to be satisfactory as a replacement material to Portland cement in lean concrete base. The fiber volume fraction is suggested to be 0.4% even though the fracture toughness did not vary significantly with respect to fiber types. However, fracture energy absorbed up to complete failure increased with the increased fiber volume fraction increment.

• 대한원격탐사학회지
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• 제30권2호
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• pp.303-314
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• 2014

일본 가고시마에 위치하고 있는 사쿠라지마 화산은 세계에서 가장 활발하게 활동하고 있는 화산 중 하나이다. 2013년 8월 18일 사쿠라지마 화산은 최근 들어 가장 큰 규모의 분화를 하였고, 분화에 의해 발생한 화산재는 일본뿐만 아니라 국내 유입에 대한 우려를 야기하였다. 본 연구에서는 사쿠라지마 화산분출물이 한반도에 미치는 영향을 분석하기 위하여 수치실험을 수행하였다. 화산재 확산 경로를 예측하기 위하여 HYSPLIT 확산모델과 UM 기상자료를 이용하였으며, 연구대상일은 화산재 유입이 예상되는 규모로 분화한 2013년 9월 17일이다. 또한 천리안 위성영상을 이용하여 화산재를 탐지하였고, 모의실험 결과와 비교를 통해 검증을 수행하였다. 그 결과, HYSPLIT 모델기반의 화산재 확산 예측 경로와 GOCI 위성 영상에서 탐지한 화산재 분포지역과 63.52%가 일치하는 것을 보였다.