• 한국해양학회지:바다
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• 제24권2호
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• pp.351-373
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• 2019

인공위성이 관측한 해수면 높이 자료를 활용하여 울릉분지 일대에서 발생하는 냉수성 소용돌이들을 1993년부터 2015년까지 Winding-Angle 방법을 이용하여 탐지하고 분류하였다. 냉수성 소용돌이들 중에서 동한난류 사행의 첫 번째 골에서 형성되어 동쪽으로 흐르는 해류의 주경로로부터 남서쪽으로 떨어져 나온 독도 냉수성 소용돌이(Dokdo Cold Eddy, DCE)를 구분하였고, 그 이동 특성을 분석하였다. 또한 국립수산과학원(National Institute of Fisheries Science)이 관측한 수온과 염분 자료와 Hybrid Coordinate Ocean Model의 수치모의 결과를 이용하여 DCE 중심 근처에서 수온과 유속의 수직구조를 살펴보았다. DCE는 23년 동안 총 112개 발생하였고, 이 중 39개의 DCE가 서쪽으로 이동하여 한국 동해안 근처 연안에 도달하였으며, 평균 이동 거리는 250.9 km, 평균 수명은 93일, 평균 이동 속도는 3.5 cm/s였다. 나머지 73개의 DCE는 동쪽으로 이동하거나 생성된 위치 주변을 맴돌다가 소멸하였다. DCE 아래 50~100 m에서 수온(T)과 염분(S)이 주변보다 낮아(T < $5^{\circ}C$, S < 34.1) 등온선들과 등염선들이 돔(dome, 반구형으로 된 지붕 모양) 구조를 보였다. 또한 DCE의 중심에서 평균 38 km 떨어진 곳에서 10 cm/s 이상의 해류가 표층부터 수심 300 m까지 반시계방향으로 원을 그리며 흐른다. 동한난류가 이안하여 동쪽으로 흐르다가 울릉도 북쪽에서 울릉도를 끼고 시계방향으로 흘러서 사행을 시작하고, 울릉도 동쪽에 위치한 사행의 첫 번째 골이 남서쪽으로 깊이 파고들면, 해류사행의 마루와 마루가 연결되고 골 부분이 독립적으로 떨어져 나와 반시계방향 순환을 형성하면서 DCE가 생성된다. DCE가 서쪽으로 이동할 때 울릉 난수성 소용돌이(Ulleung Warm Eddy, UWE)의 가장자리를 따라 우회하여 시계방향으로 U 모양을 그리며 한국 동해안 쪽으로 이동한다. DCE가 연안 부근에 도달하면, 동한난류는 냉수성 소용돌이 보다 더 남쪽에서 이안하고, 냉수성 소용돌이의 가장자리를 따라 우회하여 북쪽으로 흐른다. 연안에서 독도 냉수성 소용돌이가 약화되고 약 30일 후에 소멸하면, 동한난류가 다시 한국 동해안을 따라 북쪽으로 흘러서 본래의 경로를 회복한다. DCE는 열과 염을 북쪽에서 남쪽으로 꾸준히 수송하고 울릉분지 남서쪽에 냉수해역 형성에 도움을 주며, 양의 상대와도를 가지고 와서 동한난류의 경로를 변경시키는 역할을 한다. 서쪽으로 이동하는 DCE 중에서 일부는 연안 냉수성 소용돌이와 병합되어 울릉분지 서쪽에 넓고 긴 냉수해역을 만들고 반시계 방향의 순환을 형성한다. 이와 같이 병합된 소용돌이는 북쪽에 UWE를 남쪽에 동한난류로부터 분리시킨다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권2호
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• pp.298-317
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• 2019

울릉 난수성 소용돌이의 물리적 특성 및 동한난류와의 관계를 울릉분지 주변 해역에서 1993년부터 2017년까지의 CMEMS (Copernicus Marine Environment Monitoring Service) 위성 고도계 자료 및 국립수산과학원(NIFS)의 CTD 자료를 사용하여 분석하였다. 울릉 난수성 소용돌이가 동한난류와 연결되어 있는 분포는 전체 소용돌이 숫자의 81%를 차지하며, 울릉 난수성 소용돌이가 동한난류로부터 완전히 분리되어 있는 형태는 7%에 불과하다. 울릉 난수성 소용돌이는 동한난류로부터 형성될 당시에는 그 내부에 고온, 고염의 대마난류의 해수특성을 보유하지만, 월동을 하는 경우에는 내부구조가 크게 변한다. 겨울에는 해수면 냉각에 의한 수직 대류에 의해 소용돌이의 내부에 $10^{\circ}C$, 34.2 psu의 표층 균질층이 만들어지며, 초봄에 최대 약 250 m 수심까지 깊어진다. 여름에는 소용돌이는 수심 100 m 이내의 상층에 성층구조, 하층에는 겨울철에 만들어진 균질층이 남아있는 구조로 변화한다. 1993년부터 25년 동안 62개의 울릉 난수성 소용돌이가 생성되었다. 매년 평균 2.5개의 울릉 난수성 소용돌이가 발생하였고, 평균 수명은 259일(약 8.6개월) 이었다. 울릉 난수성 소용돌이의 평균 크기는 동서방향으로 약 97 km, 남북방향으로 약 109 km 이다. 위성 고도계 자료를 사용한 경우의 울릉 난수성 소용돌이의 평균 크기가 CTD 수온 단면 자료를 사용한 경우보다 1~25 km 작게 산정된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제13권1호
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• pp.27-41
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• 2008

2004년 봄철 제주해협과 동중국해 북부해역에서 식물플랑크톤의 군집 분포 특성과 해양 환경 요인의 관계를 파악하기 위해, 해양관측과 함께 HPLC를 이용한 식물플랑크톤 군집 조성과 flow cytometry를 이용한 초미소플랑크톤의 조성과 풍도를 조사하였다. 제주해협의 수온 염분 관측결과, 제주도 북부연안에 서쪽에서 동진하는 고온 고염 대마난류수와 제주해협의 표층 중앙부에 저염의 중국대륙연안수, 그리고 남해안 연안에 황해저층 냉수의 존재를 확인하였다. 제주도 연안에서 북쪽으로 약 20 km 떨어진 해역의 표층에 15 km 너비의 저염수(<33 psu)가 20 m 수심까지 분포하였고, 남북 방향으로 고온 고염수가 저온 저염수와 전선을 이루고 있었다. 동중국해 북부해역에서도 중국대륙연안수의 영향을 받은 저염수가 수심 20 m 표층에 존재하였고, 저층에는 약 33.5 psu 이상의 고염의 해수가 분포하고 있었다. Chl a는 $0.06{\sim}3.07\;{\mu}g/L$로, 중국대륙연안수의 영향을 받은 저염 수괴가 분포한 해역에서 매우 높아 봄철 증식이 있었음을 알 수 있었고, Chl a 최대층은 수심 25 m 부근의 수온약층 또는 하부에 존재하였다. 식물 플랑크톤 군집의 우점 분류군은 dinoflagellate, diatom과 prymnesiophyte, 소수 분류군은 chlorophyte, chrysophyte, cryptophyte, prasinophyte와 cyanophyte로 다양하게 이루어져 있었다. 제주해협과 동중국해 북부해역의 저염한(<33 psu) 표층수에 cyanophyte(Zea)와 prymnesiophyte (Hex-fuco)+chrysophyte (But-fuco)가 분포하고, 그 아래 수심 30 m까지 전선역에서 dinoflagellate의 지시색소인 peridinin이 최고 $1.0\;{\mu}g/L$ 이상의 농도로 Chl a 최대층에서 검출되어, 전체 식물플랑크톤의 생물량을 결정하는 주요종임을 확인하였다. 이로써 제주해협 및 동중국해 북부해역에서 2004년 5월에 dinoflagellate에 의한 적조의 발생이 확인되었다. 초미소플랑크톤 중 Synechococcus와 picoeukaryote의 풍도는 각각 $0.2{\sim}9.5{\times}10^4\;cells/mL$와 $0.43{\sim}4.3{\times}10^4\;cells/mL$로 매우 높게 측정되었으며, Prochlorococcus는 검출되지 않아 조사 해역이 쿠로시오 해류의 영향권에서 벗어나 있음을 알 수 있었다. 제주해협에서 picoeukaryote의 풍도는 쿠로시오 해수에 비해 약 $5{\sim}10$배 이상 높았고, Chl b (Pras+Viola)뿐 아니라 수온, 염분과 높은 양의 상관관계를 보여 picoeukaryote의 대부분이 prasinophyte로 이루어졌고, 고온 고염수의 기원을 가진 것을 알 수 있었다. 전체 Chl a 농도는 수온과 염분 모두 강한 음의 상관성을 보여, 제주해협 및 동중국해 북부해역의 일차생산과 식물플랑크톤의 생물량은 대부분 중국대륙연안수에 의한 영양염 공급에 크게 의존하고 있다고 판단된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권2호
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• pp.147-174
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• 2005

본 연구에서는 미 국립대기연구소(NCAR)의 열권-이온권 전기역학적 대순환 모델(TIEGCM)을 이용하여 행성간 자기장(IMF)의 방향과 세기 그리고 고도에 따라 여름철 남반구 고위도 하부 열권의 바람에 작용하는 운동량 강제력을 정량적으로 구하였다. 그리고 이들을 서로 비교 분석함으로써 IMF 조건과 고도에 따른 고위도 하부 열권의 풍계(wind system)를 유지시켜주는 주된 물리적인 과정을 살펴보았다. 고위도 하부 열권(<180km)에서 양($B_y$ > 0.8|$\overline{B}_z$|)또는 음($B_y$ < -0.8|$\overline{B}_z$|)의 IMF By 조건인 경우에 운동량 강제력 차이, 즉 IMF 기준치 ${\neq}$ 0 일 때와 IMF 기준치=0 일 때의 운동량 강제력 차이(difference momentum force)는 자기위도 -80$^{\circ}$에서 최대값을 가지면서 극관과 오로라 영역에 국한된 단순한 형태의 분포를 보인다. 그리고 IMF $B_z$ 성분이 양과 음일 때 강제력 차이의 세기는 비슷하지만 분포양상은 반대방향을 취한다. 한편 IMF $B_z$가 양($B_z$ > 0.3125|$\overline{B}_y$|) 또는 음($B_z$ < -0.3125|$\overline{B}_y$|)인 조건인 경우에는 강제력 차이가 아오로라(subauroral) 위도까지 분포하며 IMF $B_z$가 양 또는 음의 조건일 때 보다 복잡한 구조를 보인다. 그리고 IMF $B_z$가 음인 경우의 강제력 차이가 양인 경우보다 더 크며 반대방향으로 작용한다. 125km 보다 더 높은 고도(>125km)에서 바람차이를 결정하는 주된 강제력은 기압경도력, 전향력, 수평이류 그리고 비발산 성분이 강한 Pedersen 이온항력인 것으로 확인되었다. 고도 약 125km 에서는 이 네 가지 힘에 더불어 비회전 성분이 강한 Hall 이온향력과 극관내 의 연직 이류가 지역과 시간에 따라 바람차이의 형성에 작용한다. 한편 고도 108-125km 에서는 IMF $B_z$ 조건일 경우의 극관영역을 제외하고는 기압경도력, 전향력 그리고 Hall 이온항력이 이 고도에서의 바람차이를 유발시키는 주된 강제력으로 작용한다. 고도 108km 이하에서는 기압경도력과 전향력이 균형을 이루어 지균 운동을 유지시킨다. IMF-$\overline{B}_y$의존 MLT 평균 운동량 강제력들은 이온항력을 제외한 다른 모든 남북성분이 동서성분에 비해 더 강하게 중성대기에 작용하는 것으로 확인되었다. 108-125km의 고도에서 IMF B?가 음인 경우에 이온항력은 하강운동 및 단열압축가열과 관련된 시계방향의 온난순환(warm circulation)을 극관 내에 형성시킨다. 반면 IMF $B_y$가 양인 경우에는 극관 내에 상승운동 및 단열팽창냉각과 관련된 반시계방향의 한랭순환(cold circulation)을 형성시킨다. 이온항력은 IMF $B_z$가 음인 경우에는 새벽영역에 상승운동과 관련된 반시계방향의 한랭순환을, 반면에 IMF $B_z$가 양인 경우에는 새벽영역에 하강운동과 관련된 시계방향의 온난순환을 형성시킨다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제8권4호
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• pp.161-172
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• 2012

Three-dimensional numerical simulation using a computational fluid dynamics (CFD) was carried out in order to investigate the formation and dispersion of the plume discharged from the stack of a thermal power station. The simulation was based on the standard ${\kappa}{\sim}{\varepsilon}$ turbulence model and a finite-volume method. Warm and moist exhaust from a power plant stack forms a visible plume as entering the cold ambient air. In the simulation, moisture content, emission velocity and temperature of the flue gas, air temperature and wind speed were dealt with the main parameters to analyze the properties of the plume composed mainly of water vapor. As a result of the simulation, the plume could be more apparent in cold winter due to a big difference of latent heat capacity. At no wind condition, the white plume rises 120 m upward from the top of the stack, and expands to 40 m around from the stack in cold winter after flue gas heat recovery. The influencing distance of relative humidity will be about 100 m to 400 m downstream from the stack with a cross wind effect. The decrease of flue gas temperature by heat recovery of thermal energy facilitates the formation of the plume and restrains its dispersion. Wind speed with vertical distribution affects the plume dispersion as well as the density.

• Ocean Science Journal
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• 제41권3호
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• pp.181-189
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• 2006

Frontal areas between warm and saline waters of the Kuroshio currents and colder and diluted waters of the East China Sea (ECS) influenced by the Changjiang River were identified from the satellite thermal imagery and hydrological data obtained from the Coastal Ocean Process Experiment (COPEX) cruise during the period between March $1^{st}$ and $10^{th}$, 1997. High chlorophyll concentrations appeared in the fronts of the East China Seas with the highest chlorophyll-a concentration in the southwestern area of Jeju Island (${\sim}2.9\;mg/m^3$) and the eastern area of the Changjiang River Mouth (${\sim}2.8\;mg/m^3$). Vertical structures of temperature, salinity and density were similar, showing the fronts between ECS and Kuroshio waters. The water column was well mixed in the shelf waters and was stratified around the fronts. It is inferred that the optimal condition for light utilization and nutrients induced both from the coastal and deep waters enhances the high phytoplankton productivity in the fronts of the ECS. In addition, the high chlorophyll-a in the fronts seems to have been associated with the water column stability as well.

• ALGAE
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• 제30권3호
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• pp.223-232
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• 2015

More than 20 and 10 clades / ecotypes of Synechococcus and Prochlorococcus, respectively, have been identified in various oceanic regions. However, their diversity has yet to be thoroughly studied in the northwest Pacific Ocean. Further, spatial distribution of Synechococcus clades in the oligotrophic oceans has been scarcely characterized. To elucidate picocyanobacterial lineage distribution in the northwest Pacific Ocean, 16S-23S internal transcribed spacer sequences of picocyanobacteria were sequenced by barcoded amplicon pyrosequencing method. Additional pyrosequencing library using a primer specific for the Synechococcus subcluster-5.1 was constructed to thoroughly understand Synechococcus diversity in the oligotrophic oceans. In warm pool area, Prochlorococcus was predominant and showed a distinct depthpartitioning between HLII and LL ecotypes. Despite low abundances, diverse Synechococcus clades appeared in the oligotrophic open ocean, showing both vertical and horizontal niche partitioning. Clade II was the predominant Synechococcus clade, especially in upper euphotic depths. In shallow and middle euphotic depths, clades UC-A, III, and CRD1 were distributed broadly. However, a distinct shift in the horizontal distribution was found at ca. $20^{\circ}N$. Conversely, clades XVII and CRD2 dominated at deep euphotic depths and constituted a higher proportion than clade II. These niche-partitioning of Synechococcus clades seemed to be related with temperature, nutrient concentration as well as iron concentration.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.69-75
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• 2005

The PV-Solarwall system has been introduced as a promising alternative to harness solar energy for both heating applications and electricity generation simultaneously. The system comprises a PV solar panel(for electricity generation). In addition, the solarwall incorporates a fan strategically located behind the PV panel to bring the warm and fresh air from the solarwall into the room. Because of its location and convective cooling principle, the fan also serves to reduce the operating temperature of the PV panel thereby increasing its efficiency. So this PV-Solarwall system holds much promise for saving heating and electricity costs compared with a PV system without solarwall. In particular, by controlling the tilt angle of the entire PV-Solarwall system between $0^{\circ}$(horizontal) and $90^{\circ}$(vertical), the performance of the system can be further evaluated. It is expected that the range of tilt angle PV-Solarwall between $40^{\circ}$ and $50^{\circ}$ will improve the output of the system.

• Ocean and Polar Research
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• 제34권1호
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• pp.19-28
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• 2012

In order to understand the spatial distribution of picocyanobacterial diversity during the summer in the northern East China Sea (ECS), their abundance and genetic diversity were investigated using flow cytometry and barcoded amplicon pyrosequencing of 16S-23S internal transcribed spacer sequences. Synechococcus abundance was high, with a range of $0.2{\times}10^5$ to $1.8{\times}10^5$ cells $ml^{-1}$. However, Prochlorococcus were found only in the eastern part of the studied area, showing a marked variation among stations [range of n.d. (not detected) to $3.3{\times}10^4$ cells $ml^{-1}$]. Eleven Synechococcus clades and five Prochlorococcus ecotypes were found to have a proportion higher than 1% among picocyanobacterial sequences, indicating high picocyanobacterial diversity in the ECS. The picocyanobacterial compositions were markedly different among stations, as well as among depths. Inflow of the Tsushima Warm Current and Changjiang diluted water was of primary importance in determining picocyanobacterial lineage diversity in the studied area. In addition, light intensity and nutrient conditions also appeared to be important in the vertical and horizontal distribution of picocyanobacterial diversity.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제9권5호
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• pp.568-576
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• 2017

With an increase in the usage of LNG, there is a heightened interest about its safety aspects regarding the explosion of LNG carrier tank. The need for a cryogenic explosion-proof camera has increased. The camera has to work in cryogenic environment (below $-160^{\circ}C$) in LNG carrier. This study conducted design and heat transfer analysis of cryogenic camera to secure working time in limitation of heat source. The design with gap width of double pane windows was conducted based on simple vertical cavity model to insulate from cryogenic environment. The optimal gap width was 12.5 mm. For effective analysis considering convection within the camera, equivalent thermal conductivity method was adopted with ABAQUS. The working time of the camera predicted was over 10 h at warm-start condition. In cold-start condition, it required about 5 h of pre-warming time to work. The results of analysis were compared with the ones of the actual cryogenic test.