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고창 지점의 강수량계 설치 환경에 따른 겨울철 강수량 관측 특성 분석

Characteristics Analysis of the Winter Precipitation by the Installation Environment for the Weighing Precipitation Gauge in Gochang

김병택 ( Byeong Taek Kim ) , 황성은 ( Sung Eun Hwang ) , 이영태 ( Young Tae Lee ) , 신승숙 ( Seung Sook Shin ) , 김기훈 ( Ki Hoon Kim )
  • : 한국지구과학회
  • : 한국지구과학회지 42권5호
  • : 연속간행물
  • : 2021년 10월
  • : 514-523(10pages)
한국지구과학회지

DOI


목차

서 론
분석조건 및 방법
분석 결과
결론 및 요약
사 사
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고창 표준기상관측소(Gochang Standard Weather Observatory, GSWO)에서 3년간(2014-2016년) 관측한 겨울철 강수량 자료를 사용하여 겨울철 관측환경에 따른 강수량 관측 특성을 분석하였다. 이를 위해, 설치환경이 다른 강수량계 4종인 NS(No Shield), SA(Single Alter), DFIR(Double Fence Intercomparison Reference), PG(Pit Gauge)를 사용하여, DFIR을 기준으로 누적 강수량 차이, 강수 유형별 특성, 풍속 변화에 따른 수집효율을 분석하였다. 강수 유형은 고창 종관기상관측장비(Automated Synoptic Observing System, ASOS)의 기온 관측 자료를 사용하여 강우, 혼합 강수, 강설로 분류하여 분석하였다. 겨울철 누적 강수량은 SA, NS, PG 순으로 DFIR과 유사하게 나타났으며, 통계 분석 결과에서는 SA가 DFIR과 가장 유사한 결과를 보였다. 결과적으로, 겨울철 강수량 관측에서는 SA가 기준 강수량계와 가장 유사하게 관측되었으며, PG는 겨울철 관측에 적합하지 않은 것으로 분석된다.
Using the precipitation data observed at the Gochang Standard Weather Observatory (GSWO) during the winter seasons from 2014 to 2016, we analyzed the precipitation characteristics of the winter observation environment. For this study, we used four different types of precipitation gauges, i.e., No Shield (NS), Single Alter (SA), Double Fence Intercomparison Reference (DFIR), and Pit Gauge (PG). We analyzed the data from each to find differences in the accumulated precipitation, characteristics of the precipitation type, and the catch efficiency according to the wind speed based on the DFIR. We then classified these into three precipitation types, i.e., rain, mixed precipitation, and snow, according to temperature data from Gochang’s Automated Synoptic Observing System (ASOS). We considered the DFIR to be the standard precipitation gauge for our analysis and the cumulative winter precipitation recorded by each other gauge compared to the DFIR data in the following order (from the most to least similar): SA, NS, and PG. As such, we find that the SA gauge is the most accurate when compared to the standard precipitation gauge used (DFIR), and the PG system is inappropriate for winter observations.

UCI(KEPA)

I410-ECN-0102-2022-400-000897792

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  • : 자연과학분야  > 지질
  • : KCI등재
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  • : 격월
  • : 1225-6692
  • : 2287-4518
  • : 학술지
  • : 연속간행물
  • : 1979-2022
  • : 2220


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43권3호(2022년 06월) 수록논문
최근 권호 논문
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1제2형 세이퍼트 은하 Mrk 1의 [O III]와 Hβ선의 시선 속도와 FWHM 공간 분포 연구

저자 : 형식 ( Siek Hyung ) , 이성재 ( Seong-jae Lee ) , 조지은 ( Ji Eun Cho )

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 43권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 351-366 (16 pages)

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우리는 CFHT에 부착된 OASIS 분광기, MR 1 그리즘으로 관측한 방출선 중, Hβ와 [O III] 5007 방출선을 분석하여, 제 2형 세이퍼트 은하 Mrk 1의 운동학적 특성을 파악하였다. [O III] 금지선의 가우시안 선 윤곽 분석을 통해 초과하는 청색 이동 성분의 방출 영역이 비대칭적으로 보이는데, (1) 은하 중심부 약 960 pc거리에서 플럭스는 최대를 보이고, (2) 은하 중심부에서 NS 방향으로 ~900 km s-1인 큰 선폭 지역이 있음을 확인하였다. 두 원소의 분광 영상에서 보이는 시선 속도의 특징은 NE 방향에서 접근하는 가스의 흐름이, SW 방향으로 적색 이동, 즉 멀어지는 가스의 흐름이 나타나 반시계 방향 은하의 회전 경향성을 보여준다. 시선 속도 자료로부터 은하 중심은 우리를 향해 접근하는 먼지 가스가 가리고 있음을 파악하였다.


We investigated the kinematic activity of the Type II Seyfert galaxy Mrk 1 based on Hβ and [O III] 5007 extracted from the MR 1 grism spectra observed with the OASIS attached to the CFHT 3.6 m telescope. The [O III] forbidden Gaussian line profiles exhibited asymmetric features with an excess of the blue component: (1) strongest at a distance of about 960 pc from the galaxy center, and (2) a wider line width of about ~900 km s-1 in the NS direction of the center. The velocity distributions in the spectral images showed blue or approaching flow motion in the NE zone, while receding in the SW zone, implying the counter-clockwise rotation. The radial velocity data showed that the center of the AGN region appears to be blocked by gas-dust approaching toward the Earth.

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2HadGEM3-RA 지역기후모델을 이용한 CORDEX 동아시아 2단계 지역의 기온과 강수 모의 평가

저자 : 변재영 ( Jae-young Byon ) , 김태준 ( Tae-jun Kim ) , 김진욱 ( Jin-uk Kim ) , 김도현 ( Do-Hyun Kim )

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 43권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 367-385 (19 pages)

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본 연구는 영국기상청에서 개발된 지역기후모델 Hadley Centre Global Environmental Model version 3 regional climate model (HadGEM3-RA)로부터 모의된 동아시아 지역의 기온과 강수 결과를 평가하였다. HadGEM3-RA는 Coordinated Regional climate Downscaling Experiment-East Asia (CORDEX-EA) Phase II 영역에서 15년 (2000-2014년) 모의되었다. 동아시아 여름 몬순에 의한 HadGEM3-RA 강수대 분포는 Asian Precipitation Highly Resolved Observational Data Integration Towards Evaluation of water resources (APHRODITE) 자료와 잘 일치한다. 그러나, 동남아시아 강수는 과대 모의하며 남한에서는 과소 모의한다. 특히 모의된 여름철 강수량과 APHRODITE 강수량은 남한 지역에서 가장 낮은 상관 계수와 가장 큰 오차크기(RMSE)를 보인다. 동아시아 기온 예측은 과소 모의하며 겨울철 오차가 가장 크다. 남한 기온 예측은 봄 동안 가장 큰 과소 모의 오차를 나타냈다. 국지적 예측성을 평가하기 위하여 서울기상관측소 ASOS 자료와 비교한 기온과 강수의 시계열은 여름철 강수와 겨울철 기온이 과소 모의하는 공간 평균된 검증 결과와 유사하였다. 특히 여름철 강수량 증가시 과소 모의 오차가 증가하였다. 겨울철 기온은 저온에서는 과소 모의하나 고온은 과대 모의하는 경향이 나타났다. 극한기후지수 비교 결과는 폭염은 과대 모의하여, 집중호우는 과소 모의하는 오차가 나타났다. 수평해상도25km로 모의된 HadGEM3-RA는 중규모 대류계와 지형성 강수 예측에서 한계를 보였다. 본 연구는 지역기후모델 예측성 개선을 위한 초기 자료 개선, 해상도 향상, 물리 과정의 개선이 필요함을 지시한다.


This study evaluates the temperature and precipitation results in East Asia simulated from the Hadley Centre Global Environmental Model version 3 regional climate model (HadGEM3-RA) developed by the UK Met Office. The HadGEM3-RA is conducted in the Coordinated Regional climate Downscaling Experiment-East Asia (CORDEX-EA) Phase II domain for 15 year (2000-2014). The spatial distribution of rainbands produced from the HadGEM3-RA by the summer monsoon is in good agreement with the Asian Precipitation Highly Resolved Observational Data Integration Towards Evaluation of water resources (APRODITE) data over the East Asia. But, precipitation amount is overestimated in Southeast Asia and underestimated over the Korean Peninsula. In particular, the simulated summer rainfall and APRODITE data show the least correlation coefficient and the maximum value of root mean square error in South Korea. Prediction of temperature in Southeast Asia shows underestimation with a maximum error during winter season, while it appears the largest underestimation in South Korea during spring season. In order to evaluate local predictability, the time series of temperature and precipitation compared to the ASOS data of the Seoul Meteorological Station is similar to the spatial average verification results in which the summer precipitation and winter temperature underestimate. Especially, the underestimation of the rainfall increases when the amounts of precipitation increase in summer. The winter temperature tends to underestimate at low temperature, while it overestimates at high temperature. The results of the extreme climate index comparison show that heat wave is overestimated and heavy rainfall is underestimated. The HadGEM3-RA simulated with a horizontal resolution of 25 km shows limitations in the prediction of mesoscale convective system and topographic precipitation. This study indicates that improvement of initial data, horizontal resolution, and physical process are necessary to improve predictability of regional climate model.

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32011년 5월 관측된 고농도 황사 사례 연구

저자 : 안보영 ( Bo-yeong Ahn ) , 임병환 ( Byunghwan Lim )

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 43권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 386-404 (19 pages)

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2011년 4월 29일부터 30일까지 몽골에서 발원한 황사의 영향으로 우리나라는 4일간 전국적으로 고농도의 황사가 관측되었다. 본 연구는 몽골의 황사발원지에서 황사 발생 시 기상 조건과 고농도 황사 사례의 원인 및 특성을 알아보기 위한 것으로, 황사 일기도 자료, 황사감시기상탑 자료, 위성 자료, 후방공기궤적 자료, 관측자료(PM10 및 광학입자계수기 자료), ECMWF 재분석 자료를 이용하였다. 분석 결과, 종관 분석에서는 몽골 중부지역에 등압선의 간격이 조밀하게 분포하고 기압경도력이 강해지면서 강풍에 의해 황사가 발원하였다. 황사 발원과 기상 조건의 관계에서 황사 발원 직전에는 10℃ 이상으로 비교적 높은 기온을 나타내다 황사 발원과 동시에 급감하였으며, 상대습도는 약 40% 이하의 낮은 값을 지속적으로 나타내다 황사 발원 후에는 50% 이상으로 급격히 높아지며 황사의 발생이 줄어드는 경향을 보였다. COMS에서 관측된 황사지수는 황사발원지에서는 25 이상을 나타내면서 고농도의 황사가 탐지되었고, 실황에서 목측으로 관측된 지점과 일치하였다. 72시간 후방공기궤적에서는 모두 북서 기류가 한반도로 유입되었고, 5월 2일 흑산도에서는 PM10의 시간평균농도가 1,025 μg m-3으로 최고 농도를 보였다. 특히 운동학적 연직 분석에서, 상층에서 발달한 기압골과 저기압성 소용돌이도에 의해 지상 저기압이 강화되고 동시에 상승 기류의 발달이 고농도의 황사 발생에 큰 역할을 한 것으로 판단된다.


From April 29 to 30, 2011, under the influence of Asian dust originated from Mongolia, a high concentration of Asian dust was observed nationwide for 4 days in Korea. This study investigated the causes and characteristics of and weather conditions associated with Asian dust at high concentrations at its source in Mongolia. For analysis, Asian dust weather data, Asian dust monitoring tower data, satellite data, backward trajectory data, observation data (PM10 and OPC data), and ECMWF reanalysis data were used. In the synoptic analysis, it was observed that the intervals of isobars were densely distributed in the central region of Mongolia and the pressure gradient force was strong. It could be inferenced that Asian dust occurred due to strong winds. The temperature was relatively high, above 10℃, just before the occurrence of Asian dust, and it decreased sharply at the onset of the dust. The relative humidity had a low value of less than approximately 40%. After the occurrence of Asian dust, it increased sharply to over 50% and then showed a tendency to decrease. In the aerosol index shown by the COMS satellite, a high concentration value of over 25 was detected in Inner Mongolia, and it was consistent with the observations made with naked eyes. In the 72-hour backward trajectory, the northwest airflow streamed into Korea, and on May 2, Heuksando showed the highest PM10 concentration of 1,025 μgm-3 (times the average). Especially, in kinematic vertical analysis, it was observed that low pressure on the ground was strengthened by cyclonic relative vorticity developed in the upper layer. Also, the vertical velocity development is considered to have played a major role in the occurrence of high concentration Asian dust.

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4백악기 구례분지 구례층군의 쇄설성 저어콘 U-Pb 연대: 퇴적시기와 퇴적물 기원지에 대한 의미

저자 : 김유희 ( Youhee Kim ) , 채용운 ( Yong-un Chae ) , 하수진 ( Sujin Ha ) , 최태진 ( Taejin Choi ) , 임현수 ( Hyoun Soo Lim )

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 43권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 405-429 (25 pages)

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백악기 구례분지 구례층군에 대한 쇄설성 저어콘 레이저삭박 다검출기 유도결합플라즈마 질량분석기(LA-MCICP-MS) U-Pb 연대측정을 수행하였다. 구례층군은 하부로부터 수평리층, 금정리층, 토금층, 오봉산층으로 구성되며, 이번 연구에서는 연대측정을 위해 총 5개의 시료를 채취하였다. 그 결과 구례층군의 최하부 지층인 수평리층과 최상부지층인 오봉산층에서는 각각 선캄브리아시대와 후기 백악기 저어콘들만이 산출되어 비교적 좁은 연대 분포 범위를 보였다. 그러나, 금정리층 상하부와 토금층에서는 선캄브리아시대부터 백악기까지의 비교적 넓은 저어콘 연대 분포를 나타냈다. 백악기 저어콘이 산출되지 않은 수평리층을 제외한 각 퇴적층의 가장 젊은 쇄설성 저어콘 U-Pb 연령은 금정리층 하부에서 약 107.4 Ma, 금정리층 상부에서 약 104.6 Ma, 토금층에서 약 97.7 Ma, 오봉산층에서 약 88.5 Ma로 계산되었다. 이는 구례층군의 퇴적시기가 대략 전기 백악기 말의 알바절(Albian)에서 후기 백악기의 코냑절(Coniacian)로 제한될 수 있음을 지시한다. 또한 각 지층별 쇄설성 저어콘 연령 분포에 근거한 구례층군 퇴적물 기원지는 분지의 진화 과정 동안 인근의 영남육괴에서부터 옥천대의 일부까지 확장되어 변화했을 것으로 해석되며, 구례층군을 구성하는 퇴적층들의 백악기 저어콘 산출 양상은 백악기 동안 고태평양판의 슬랩 퇴각 작용을 잘 반영하는 것으로 보인다.


Detrital zircon LA-MC-ICP-MS U-Pb dating of the Cretaceous Gurye Group, Gurye Basin, was carried out. Gurye Group consists of Supyeongri, Geumjeongri, Togeum, and Obongsan formations in ascending order, and five samples were collected for age dating. Based on the dating results, the lowermost Supyeongri and the uppermost Obongsan formations show narrow age ranges. Only Precambrian and Late Cretaceous zircons were found in the Supyeongri and Obongsan formations, respectively. However, the upper and lower Geumjeongri, and Togeum formations show wide age ranges from the Precambrian to Cretaceous. The youngest detrital zircon U-Pb ages of each formation except the Supyeongri Formation, which lacks Cretaceous zircon, were calculated to be ca. 107.4Ma in the lower Geumjeongri Formation, ca. 104.6Ma in the upper Geumjeongri Formation, ca. 97.7Ma in the Togeum Formation, and ca. 88.5Ma in the Obongsan Formation. Such results indicate that the depositional age of the Gurye Group can be constrained from the Lower Cretaceous Albian to the Upper Cretaceous Coniacian. Based on the distribution of the detrital zircon ages from each formation, the source area of the Gurye Group is interpreted to have been extended from the adjacent Youngnam Massif to the Okcheon Belt throughout the basin evolution. The increase of the Cretaceous zircon with time is thought to reflect the slab roll-back of the proto-Pacific plate during the Cretaceous.

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5'광물과 암석' 관련 야외지질학습에서 초등학생들의 학습 효과에 대한 탐색 - 생소한 경험 공간을 중심으로 -

저자 : 최윤성 ( Yoon-sung Choi ) , 김종욱 ( Jong-uk Kim )

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 43권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 430-445 (16 pages)

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이 연구는 광물과 암석을 주제로 진행된 야외지질학습에 참여한 초등학생들의 학습 효과를 생소한 경험 공간(Novelty space) 개념을 중심으로 탐색하는 것을 목적으로 한다. 방과 후 자율 동아리 활동 형식으로 서울의 한 공립 초등학교에서 진행된 본 프로그램에 6학년 학생 총 10명이 참여하였다. 학생들은 교실 학습 환경에서 광물과 암석 표본을, 야외 학습 환경에서 노두에 노출되었거나 정원석 등으로 쓰이고 있는 광물과 암석을 각각 관찰하였다. 저자들은 각 차시별 연구 참여자들이 작성한 활동지(글, 그림), 연구자 참여 노트, 연구 참여자의 활동이 담긴 영상 및 음성 자료와 사후 인터뷰 자료를 수집하였다. 인지적 영역에서 학생들의 학습 효과를 분석하기 위해 Remmen and Frøyland (2020)의 암석 분류를 위한 관찰 분석틀과 Oh (2020)의 암석 기술어 분석틀을 활용하였다. 또한 심리 및 지리적 영역의 학습 효과를 탐색하기 위해 학생들의 그림과 담화 및 면담 자료를 귀납적으로 분석하였다. 연구 결과 학생들은 교실 학습 환경에서 '일상적', '과도기적' 관찰 양상을 보였으며 야외 학습 환경에서(학교 운동장, 지역사회)는 '과도기적' 및 '과학적' 관찰 단계까지 발전하는 모습을 나타냈다. 덧붙여 과학적 관찰 단계로 갈수록 더 많은 종류의 암석 기술어가 사용되는 것 또한 확인되었다. 심리, 지리적 측면에서 학생들은 익숙한 야외 학습 환경으로의 답사 장소 선정, 야외 지질학습에 대한 긍정적인 인식, 심미적 감상 등을 표현하였다. 끝으로 이 연구는 학생들의 학습 효과 분석을 위한 도구로써 생소한 경험 공간 개념이 유용한 도구가 될 수 있음을 강조하며 아울러 가상야외지질학습과 같은 새로운 학습 환경을 고려하는 학술적인 접근이 필요함을 제안하는 바이다.


The purpose of this study was to explore the learning effects in elementary school students who participated in a geological field trip conducted under the theme 'minerals and rocks', focusing on novelty space. A total of 10 sixthgrade students participated in this program held at a public elementary school in Seoul as part of after-school club activities. Students observed mineral and rock samples in a classroom and outdoor learning environment. The authors collected activity papers (texts, drawing), researchers' participation notes, video and audio recordings containing the study participants' activities, and post-interview data To analyze the learning effects in the cognitive domain of students, the observation analysis framework for rock classification of Remmen and Frøyland (2020) and the rock description analysis framework of Oh (2020) were used. Additionally, to explore the learning effects of psychological and geographic areas, students' drawings, texts, discourses, and interview data were inductively analyzed. The results showed that the students demonstrated 'everyday' and 'transitional' observations in the classroom learning environment, while in the outdoor learning environment (school playground, community-based activities), they demonstrated 'transitional' and 'scientific' observations. Moreover, as the scientific observation stage progressed, more types of descriptive words for rocks were used. In terms of psychological and geographic aspects, students showed their selection of places to explore familiar outdoor learning environments, positive perceptions of outdoor learning, and aesthetic appreciation. Finally, this study not only discussed novelty space as a tool for analyzing students' learning effects but also suggested the need for an academic approach considering new learning environments, such as learning through virtual field trips.

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6고등학생들의 극지 소양 평가 결과 분석 및 극지 교육에의 시사점

저자 : 정수임 ( Sueim Chung ) , 최하늘 ( Haneul Choi ) , 김민지 ( Minjee Kim ) , 신동희 ( Donghee Shin )

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 43권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 446-463 (18 pages)

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이 연구는 전 지구적 환경 변화에 대응하려는 인류 공동의 노력에 발맞추어 과학교육 측면에서 기후 변화를 설명하는 효과적 개념 체계로서 극지 소양 교육의 필요성을 제안한다. 이를 위해 현재 고등학생들의 극지 소양 현황을 양적 검사와 질적 면담을 통해 조사하고 시사점을 논의했다. 연구에 참여한 대상은 2개 고등학교 2학년 학생 329명으로 극지 소양 원리를 참조해 개발한 진위형 25문항으로 이루어진 검사에 참여했고, 이들 중 13명이 면담에 참여했다. 연구 결과, 극지 소양 원리의 일부 영역에서 다소 미흡한 이해와 함께 개념적 공백이 나타났다. 극지의 지리적 특징에 대한 지식이 견고하지 못하고, 빙권의 구성 요소와 주요 특성을 거의 알지 못했다. 이러한 개념의 결손으로 극지 변화와 전 지구적 기후 변화의 작동 기작을 잘 연결하지 못했다. 학교 교육과정에서 충족되지 못한 개념을 학교 밖 매체로부터 비판 없이 수용하면서 기후 변화의 기작을 다소 단조롭거나 왜곡되게 인식했다. 한편, 극지와 기후 변화에 대한 모호한 이해와 함께 이를 보완하기 위한 인지 전략으로 언어 정보, 비유, 시각적 관찰 등을 활용했다. 이상의 연구 결과를 바탕으로 학교 과학 교육과정에 기후 변화를 체계적, 종합적으로 이해할 수 있는 새로운 지식 체계로서 극지 소양 교육을 도입할 것을 주장했다. 이밖에도 타교과의 극지 소양 관련 지식의 일관성 검토, 기후 변화를 다루는 학교 밖 매체 정보에 대한 비판적 기준 제공, 학생들의 오개념 점검 및 사고 전략 파악 등을 시사점으로 제시했다.


This study suggests the need for polar literacy education as an effective conceptual system to explain climate change in terms of science education in line with the common effort of humankind to respond to global environmental changes. To this end, we investigated the status of polar literacy in high school students through quantitative tests and qualitative interviews and discussed the resulting implications. A total of 329 high school sophomore students from two high schools participated in a test consisting of 25 true and false questions developed by referring to the Polar Literacy Principles, while 13 students agreed to be interviewed. The results showed that a somewhat insufficient understanding and conceptual gaps appeared regarding several areas of the Polar Literacy Principles. Knowledge of the geographic features of the polar regions was weak, and little was known about the components and key characteristics of the cryosphere. The lack of understanding of these concepts results in the inability of students to link the operational mechanisms of polar and global climate change sufficiently. While accepting unsatisfactory concepts in the school curriculum without criticism from outside media, students perceived the mechanism of climate change as somewhat monotonous or distorted. Moreover, linguistic information, analogies, and visual observation were used as cognitive strategies to compensate for the ambiguous understanding of polar and climate change. Based on the abovementioned results, we argue that polar literacy education should be introduced as a new knowledge system that can be used to aid a systematic and comprehensive understanding of climate change within the school science curriculum. Additionally, we suggest the following implications: review the consistency of knowledge related to polar literacy in other subjects, provide critical standards for out-of-school media information related to climate change, examine students' misconceptions, and identify improved thinking strategies.

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7전북 군산시 일대 야외지질학습을 위한 지질명소와 교육적 활용 논의

저자 : 정동권 ( Dong-gwon Jeong ) , 조규성 ( Kyu-seong Cho )

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 43권 3호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 464-479 (16 pages)

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본 연구에서는 군산시 옥서면, 산북동, 비응도와 야미도, 신시도, 선유도 일대를 중심으로 야외지질학습을 위한 적절한 지질명소를 탐색하고 교육적 활용 방안을 논의하였다. 이를 위하여 2015 개정 교육과정의 지질 학습요소를 분석하고 연구 지역에 관한 선행 연구를 바탕으로 현장 답사를 통해 7곳의 지질명소를 선정하였다. 이 일대는 중생대 쥐라기부터 백악기 무렵 한반도 화성 활동의 결과로 형성된 화성암류와 백악기 퇴적암류, 공룡 발자국 및 식물 화석, 연흔, 습곡 등 한반도 중생대 지질을 이해하는데 교육적 가치를 지니고 있다. 지질명소의 학습요소를 교육과정과 비교한 결과, 초등학교 고학년 수준에서 고등학교 수준의 학습요소를 내포하고 있으며 특히 고등학교에서 다루어지는 학습요소를 두루 갖추고 있었다. 이에 따라 군산시 일대 지질명소와 각 장소에서 이루어질 수 있는 교육 활동을 제안하였다.


In this study, appropriate geosites for geological field trips were explored and measures for their effective utilization in education were discussed, focusing on Okseo-myeon, Sanbuk-dong, Bieung-do, Yami-do, Sinsi-do, and Seonyu-do areas in Gunsan City, Korea. To this end, we analyzed the geological learning elements of the curriculum that were revised in 2015 and selected 7 geosites through field work based on prior research on the study areas. These areas have immense potential as a rich source of information on the Mesozoic geology of the Korean Peninsula, including igneous rocks formed as a consequence of Jurassic and Cretaceous igneous activities, Cretaceous sedimentary rocks, dinosaur footprints, plant fossils, ripple marks, and folds. When the learning elements available at the geosites were compared to those of the curriculum, they contained essentials used in high grade of elementary school and high school, and in particular, they had most of the learning elements used in high school. Accordingly, educational activities that can be carried out in each of the geosites in Gunsan City were proposed.

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12020년 3월 18일-20일 영동지역 강풍 사례 연구

저자 : 안보영 ( Bo-yeong Ahn ) , 김유준 ( Yoo-jun Kim ) , 김백조 ( Baek-jo Kim ) , 이용희 ( Yong-hee Lee )

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 42권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 479-495 (17 pages)

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본 연구는 2020년 3월 18일부터 20일까지 영동지역에 강풍이 발생했던 사례(남고북저형, 대류권계면 접힘에 의해 급격하게 발달하는 저기압)의 종관 및 열역학적/운동학적특성을 조사하기 위해 AWS 관측 자료, 종관 일기도, ECMWF 재분석 자료, 레윈존데, 윈드프로파일러 자료를 이용하였다. 분석결과, 사례 기간 영동지역 5개소에서 관측된 최대 순간 풍속은 20 m s-1 이상으로 나타났으며 대관령(27.7 m s-1)에서 가장 강하게 나타났다. 종관분석에서는 남고북저형의 기압배치와 함께 영동지역으로 등압선의 모양이 사인(sin)파 형태를 보이며 강한 기압경도력에 의해 강풍이 발달하다가 3월 19일부터는 한반도 북부지역에서 하루 내에 19 hPa 이상의 기압 하강과 함께 발달하는 저기압에 의해 지속적인 강풍이 발달했다. 북강릉 단열선도에서 역전층의 고도는 하층 강풍대와 함께 산 정상의 약 1-3 km 고도에 위치하였고, 레윈존데 및 수직 측풍 장비(윈드프로파일러)의 연직 바람장 분석 결과와 일치함을 확인할 수 있었다. 특히 열역학적 및 운동학적 연직 분석에서, 하층에서 온위의 연직 경도에 의한 강한 바람과 대류권계면 접힘에 의한 위치 소용돌이도의 발달이 영동지역 강풍 발생에 큰 역할을 한 것으로 사료된다.

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2라디오존데 고층관측자료를 활용한 한반도 남해안 지역의 2019년도 여름철 대기 안정도 특성 분석

저자 : 신승숙 ( Seungsook Shin ) , 황성은 ( Sung-eun Hwang ) , 이영태 ( Young-tae Lee ) , 김병택 ( Byung-taek Kim ) , 김기훈 ( Ki-hoon Kim )

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 42권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 496-503 (8 pages)

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한반도 남해안 지역의 여름철 대기 안정도 특성을 분석함으로써, 한반도 특성에 맞는 강수 예측을 위한 대기 안정도 지수의 정량적인 임계값을 도출하고자 하였다. 보성 표준기상관측소에서 관측한 2019년도 여름철 라디오존데 집중관측자료를 분석에 사용하였으며, 총 관측자료는 243개 이다. 강수 유무 및 중규모 대기 현상에 대한 대기 안정도를 분석하기 위해서, 대류가용잠재에너지(Convective Available Potential Energy, CAPE)와 폭풍지수(Storm Relative Helicity, SRH)를 비교하였으며 특히 SRH 분석은 고도 별로 총 4개의 층으로(0-1, 0-3, 0-6, 0-10 km) 세분화하였다. 강수 유무에 따른 분석은 강수가 없는 경우, 강수발생 전 12시간, 강수 발생 시로 구분하여 수행하였다. 그 결과, 2019년도 보성에서 발생한 여름철 강수 예측에는 CAPE 보다 SRH가 더 적합하며 0-6 km SRH가 약한 토네이도가 발생 가능한 기준과 같은 150 ㎡ s-2 이상일 경우 강수가 발생한 것으로 분석 된다. 또한, 장마와 태풍 기간의 대기 안정도를 분석한 결과를 보면, 일반적으로 SRH는 대기 깊이가 두꺼워 질수록 값이 커지는 데 반해서 0-10 km SRH 평균값보다 0-6 km 의 SRH 값이 더 크게 나타났다. 따라서, 2019년도 보성에서 발생한 태풍에 의한 강수를 판별하는 데는 0-6 km 의 SRH 값이 더 효과적이라고 할 수 있다.

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3보성 표준기상관측소자료를 활용한 국지예보모델 대기경계층 유형 비교 연구

저자 : 황성은 ( Sung Eun Hwang ) , 김병택 ( Byeong-taek Kim ) , 이영태 ( Young Tae Lee ) , 신승숙 ( Seung Sook Shin ) , 김기훈 ( Ki Hoon Kim )

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 42권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 504-513 (10 pages)

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대한민국 기상청에서 사용하고 있는 UM (Unified Model, UM) 모델의 국지예측시스템(Local Data Assimilation and Prediction System, LDAPS)은 수치모델 모의 시 대기경계층 유형에 따라 물리과정을 다르게 계산하기 때문에 이 과정을 검증하는 것은 모델의 정확도 향상에 중요하다. 따라서, 본 연구에서는 수치모델의 대기경계층 유형을 관측자료를 기반으로 검증하였다. 관측자료를 기반으로 대기경계층 유형을 분류하기 위해서 보성 표준기상관측소에서 수행한 여름철 집중관측자료(라디오존데, 플럭스관측장비, 도플러 라이다, 운고계)를 활용하였으며, 2019년 6월 18일 부터 8월 17일 까지 61일 동안에 총 201회의 관측자료를 분석하였다. 또한 관측자료와 수치모델 결과가 다른 경우를 보면, 관측자료를 기반으로 한 대기경계층 유형 분류 결과에서 2유형으로 분류되는 사례가 수치모델에서는 1유형으로 분류된 사례가 53회로 가장 많이 나타났다. 그 다음으로는 관측자료를 기반으로 한 대기경계층 유형 분류 결과에서 5유형과 6유형으로 분류되는 사례가 수치모델에서는 3유형으로 분류된 사례가 많이 나타났다(각각 24회, 15회). 관측결과와 수치모델 모의 결과가 일치하지 않은 사례는 모두 층적운 접합 여부 및 적운 모의 등 수치모델의 구름물리 부분의 모의 성능에 기인하여 발생한 것이라고 분석된다. 따라서, 대기경계층 유형 분류의 구름물리과정의 모의 정확도를 개선하면 수치모델 성능이 향상 될 것으로 판단된다.

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4고창 지점의 강수량계 설치 환경에 따른 겨울철 강수량 관측 특성 분석

저자 : 김병택 ( Byeong Taek Kim ) , 황성은 ( Sung Eun Hwang ) , 이영태 ( Young Tae Lee ) , 신승숙 ( Seung Sook Shin ) , 김기훈 ( Ki Hoon Kim )

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 42권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 514-523 (10 pages)

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고창 표준기상관측소(Gochang Standard Weather Observatory, GSWO)에서 3년간(2014-2016년) 관측한 겨울철 강수량 자료를 사용하여 겨울철 관측환경에 따른 강수량 관측 특성을 분석하였다. 이를 위해, 설치환경이 다른 강수량계 4종인 NS(No Shield), SA(Single Alter), DFIR(Double Fence Intercomparison Reference), PG(Pit Gauge)를 사용하여, DFIR을 기준으로 누적 강수량 차이, 강수 유형별 특성, 풍속 변화에 따른 수집효율을 분석하였다. 강수 유형은 고창 종관기상관측장비(Automated Synoptic Observing System, ASOS)의 기온 관측 자료를 사용하여 강우, 혼합 강수, 강설로 분류하여 분석하였다. 겨울철 누적 강수량은 SA, NS, PG 순으로 DFIR과 유사하게 나타났으며, 통계 분석 결과에서는 SA가 DFIR과 가장 유사한 결과를 보였다. 결과적으로, 겨울철 강수량 관측에서는 SA가 기준 강수량계와 가장 유사하게 관측되었으며, PG는 겨울철 관측에 적합하지 않은 것으로 분석된다.

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5인공위성 고도계와 이어도 해양과학기지 관측 자료를 활용한 유의파고 극값 추정 기법 비교

저자 : 우혜진 ( Hye-jin Woo ) , 박경애 ( Kyung-ae Park ) , 변도성 ( Do-seung Byun ) , 정광영 ( Kwang-yeong Jeong ) , 이은일 ( Eun-il Lee )

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 42권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 524-535 (12 pages)

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급격한 기후 변화와 해양 온난화에 의해 지난 수십 년 동안 파고의 변동성이 증가하였다. 상위 1% (또는 5%) 파고와 같은 극한 파고는 국지적인 해역 뿐만 아니라 전 지구 대양에서도 평균 파고에 비해 현저하게 증가하였다. 1991년부터 인공위성 고도계를 활용하여 유의파고를 지속적으로 관측하고 있으며 통계적 기법을 기반으로 100년 빈도 유의파고를 추정하기에 비교적 충분한 자료가 축적되었다. 이어도 해양과학기지에서 유의파고 극값을 추정하기 위하여 2005년부터 2016년까지 위성 고도계 자료를 활용하였다. 대표적인 극값 분석 방법인 Initial distribution Method (IDM)와 Peak over Threshold (PoT)를 위성 도고계 유의파고 관측 자료에 적용하고 이어도 해양과학기지에서 관측된 실측 자료와 비교하였다. 이어도 해양과학기 관측 자료에 IDM과 PoT 기법을 적용하여 추정된 100년 빈도 유의파고는 각각 8.17 m와 14.11 m이며, 인공위성 고도계 관측 자료를 활용하였을 때는 각각 9.21 m와 16.49 m이었다. 관측 최대값과의 비교 분석에서 IDM을 활용한 분석은 유의파고 극값을 과소추정 하는 경향을 보였다. 이는 IDM 보다 PoT 기법이 유의파고의 극값을 적절하게 추정하고 있음을 의미한다. PoT 기법의 우수성은 높은 유의파고가 발생하는 태풍의 영향을 받는 이어도 해양과학기지 실측 자료를 활용한 결과에서도 증명되었다. 또한 PoT 기법으로 추정된 유의파고 극값의 안정성은 고도계 자료의 감소에 따라 저하될 수 있음을 확인하였다. 인공위성 고도계 자료를 활용하여 유의파고 극값 추정시 발생할 수 있는 한계점과 인공위성 자료를 검증할 수 있는 자료로써 이어도 해양과학기지 관측 자료의 중요성에 대하여 논의하였다.

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6한반도 연안해역에서 인공위성 산란계(MetOp-A/B ASCAT) 해상풍 검증

저자 : 곽병대 ( Byeong-dae Kwak ) , 박경애 ( Kyung-ae Park ) , 우혜진 ( Hye-jin Woo ) , 김희영 ( Hee-young Kim ) , 홍성은 ( Sung-eun Hong ) , 손은하 ( Eun-ha Sohn )

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 42권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 536-555 (20 pages)

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해상풍은 해양의 표층 해류 및 순환, 혼합층, 열속의 변화를 주도하며 해양-대기 상호작용을 이해할 수 있는 중요한 변수이다. 인공위성의 발달에 따라 산란계 관측 자료를 기반으로 산출한 해상풍은 여러 목적으로 광범위하게 사용되어 왔다. 한반도 연안과 같은 복잡한 해양 환경에서 산란계 관측 해상풍은 해양 및 대기 현상 이해에 중요한 요소이다. 따라서 위성 해상풍의 정확도 검증 결과가 다양한 활용을 위하여 중요하게 활용될 수 있다. 본 연구에서는 대표적인 산란계인 MetOp-A/B (METeorological OPerational satellite-A/B)에 탑재된 ASCAT (Advanced SCATterometer) 해상풍 자료를 한반도 주변의 16개 지점에서 2020년 1월부터 12월까지 실측된 해양기상부이 해상풍 자료와 비교하여 해상풍의 정확도를 검증하였다. 해수면으로부터 4-5 m 고도에서 관측된 부이 바람은 LKB (Liu-Katsaros-Businger) 모델을 활용하여 10 m의 중립 바람으로 변환하였다. 일치점 생산 과정 결과 MetOp-A와 MetOp-B에 대하여 5,544개와 10,051개의 일치점을 만들었다. 각 위성 해상풍 풍속의 평균제곱근오차는 1.36 m s-1와 1.28 m s-1, 편차는 0.44 m s-1와 0.65 m s-1로 나타났다. 산란계의 풍향은 MetOp-A와 MetOp-B에서 각각 -8.03°와 -6.97°의 음의 편차와 32.46°와 36.06°의 평균제곱근오차를 보였다. 이러한 오차들은 해양-대기 경계층 내의 성층과 역학과 관련된 것으로 추정된다. 한반도 주변 해역에서 산란계 해상풍은 특히 풍속이 약한 구간에서 실측 풍속보다 과대추정되었다. 또한 연안으로부터의 거리가 가까워질수록 오차가 증폭되는 특성이 나타났다. 본 연구 결과는 산란계 해상풍 자료를 이용하는 해양-대기 상호작용 및 태풍 연구와 같은 한반도 연안 해역의 예측 모델 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

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7Characterization of Groundwater Chemistry and Fluoride in Groundwater Quality Monitoring Network of Korea

저자 : Jiwon Han

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 42권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 556-570 (15 pages)

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This study presents the data analysis results of groundwater chemistry and the occurrence of fluoride in groundwater obtained from the groundwater quality monitoring network of Korea. The groundwater data were collected from the National Groundwater Information Center and censored for erratic values and charge balance (±10%). From the geochemical graphs and various ionic ratios, it was observed that the Ca-HCO3 type was predominant in Korean groundwater. In addition, water-rock interaction was identified as a key chemical process controlling groundwater chemistry, while precipitation and evaporation were found to be less important. According to a non-parametric trend test, at p=0.05, the concentration of fluoride in groundwater did not increase significantly and only 4.3% of the total groundwater exceeded the Korean drinking water standard of 1.5 mg/L. However, student t-tests revealed that the fluoride concentrations were closely associated with the lithologies of tuff, granite porphyry, and metamorphic rocks showing distinctively high levels. This study enhances our understanding of groundwater chemical composition and major controlling factors of fluoride occurrence and distribution in Korean groundwater.

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8야외 지질 답사에서 중학생들의 암석 관찰 특성

저자 : 강현지 ( Hyeonji Kang ) , 신동희 ( Donghee Shin )

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 42권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 571-587 (17 pages)

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본 연구는 귀추가 적용된 야외 지질 답사에서 중학생들의 관찰을 통한 문제 인식과 단서 포착 과정을 조사했다. 이를 위해 진단 평가, 야외 지질 답사, 답사 정리 순서로 진행되는 8회에 걸친 프로그램을 개발하여 중학교 1학년 학생 6명에게 적용했다. 야외 지질 답사는 2회로 자료 제공, 관찰, 규칙 생성, 가설 생성, 최종 가설 발표 순서로 진행됐다. 연구 자료로 야외 지질 답사 수업 녹음 및 녹화 자료, 학생 활동지 등이 수집되어 질적으로 분석됐다. 분석 결과, 야외 지질 답사 수행에서 세 가지 관찰 양상이 나타났다. 첫째, 관찰한 후 단서로 활용한 경우, 둘째, 관찰한 후 단서로 활용하지 않은 경우, 셋째, 관찰하지 못해 단서로 활용하지 않은 경우 등이다. 각각은 단서의 지질학적 중요도, 주목도, 단서의 종류, 관찰 특징(주목도 요소), 단서 활용 내용, 단서 버림 이유 등으로 구분할 수 있다. 이러한 결과를 종합해 각 양상에 해당하는 교육적 적용 방안을 모색하여 제시했다.

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9Self-Study Journey from a Novice to an Expert for Computational Thinking Practices

저자 : James Green , Young-shin Park

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 42권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 588-603 (16 pages)

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This study details a researcher's self-study journey in advancing from a computational thinking (CT) novice to an expert. The researcher went through a four-stage process, with a preliminary literature review preceding the four stages. From the literature review, the computational thinking analysis (CT_AT) tool was developed for use in stage one to analyze science, technology, engineering, art, and mathematic (STEAM) modules. Although no discernable patterns were found in analyzing the five science and five engineering-based modules, the analysis revealed which CT practices were missing or weakly exposed. In stage two activities were suggested to promote these missing or weakly exposed practices. Stage three required the researcher to develop his own STEAM module from the viewpoint of exposing students to CT. The fourth stage was to validate the CT_AT through interviews with pre-service and in-service teachers. These interviews led to changes in the CT_AT tool and, as a result, the researcher produced a guidebook that could be used by teachers in their own CT studies. This guidebook can be used by teachers to develop and become competent in CT skills.

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자료제공: 네이버학술정보
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