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COVID-19가 대전지역의 도시열섬강도에 미치는 영향

Impact of COVID-19 Lockdown on Urban Heat Island Intensity in the Daejeon Metropolitan City

강민수 ( Minsoo Kang ) , 김량현 ( Ryanghyun Kim ) , 여인호 ( Inho Yeo ) , 윤준석 ( Junseok Yoon ) , 이근준 ( Keunjune Lee ) , 서명석 ( Myoungsuk Seo )
  • : 한국지구과학회
  • : 한국지구과학회지 43권2호
  • : 연속간행물
  • : 2022년 04월
  • : 253-264(12pages)
한국지구과학회지

DOI


목차

서 론
자료 및 연구 방법
연구 결과
결 론
감사의 글
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본 연구에서는 2019년에서 2021년까지, 매년 2월에서 5월 동안 대전광역시 6개 지점(기준지역 1곳 포함)의 기온 데이터를 바탕으로 COVID-19로 인한 인간 활동의 감소가 대전 지역의 도시열섬강도에 미친 영향에 대하여 분석하였다. 관측 지점에 따라 차이는 있으나 도시열섬강도는 COVID-19 전인 2019년에 비해 2020년과 2021년에 약 20% 이상 감소되었다. 인간 활동 감소는 야간의 도시열섬을 증가시키고 주간의 도시열섬을 감소시켰다. 그 결과 도시열섬강도의 일변동 폭은 지점에 관계없이 2019년에 비해 2020년 및 2021년 모두 약 20% 이상 증가하였다. 도시열섬강도 감소는 풍속과 같은 자연적 요인 및 사회적 거리두기 단계와는 큰 관련성이 없는 것으로 보인다. 반면에 COVID-19 이후 시행된 사회적 거리두기 및 확연히 감소된 대기오염물질과 관계가 있는 것으로 나타났으며, 특히 NO2와 가장 유의미한 상관관계를 보였다.
The effect of decreased human activity on the urban heat island intensity (UHII) was analyzed using the observed temperature data of six sites (including one reference area) in Daejeon Metropolitan City from February to May of 2019 to 2021. Depending on the observation site, UHII decreased by approximately 20% in 2020 and 2021 compared to 2019 before COVID-19. The decrease in human activity increased UHII at night and decreased it during the daytime. Consequently, UHII diurnal amplitude increased by approximately 20% in 2020 and 2021 compared to 2019, irrespective of location. The decrease in UHII did not appear to be significantly correlated with natural factors such as wind speed and social distancing steps. In contrast, UHII was correlated with social distancing and significantly reduced air pollutants after COVID-19, with the most significant correlation observed for NO2.

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간행물정보

  • : 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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1G-band (183 GHz) 수증기 라디오미터의 가강수량 특성과 품질 관리

저자 : 김민성 ( Min-seong Kim ) , 구태영 ( Tae-young Koo ) , 김지형 ( Ji-hyoung Kim ) , 정승필 ( Sueng-pil Jung ) , 김부요 ( Bu-yo Kim ) , 권병혁 ( Byung Hyuk Kwon ) , 이광재 ( Kwangjae Lee ) , 강명훈 ( Myeonghun Kang ) , 양지휘 ( Jiwhi Yang ) , 이철규 ( Chulkyu Lee )

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 43권 2호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 239-252 (14 pages)

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국내에서 처음으로 도입한 기상 항공기에 탑재한 G-band 수증기 라디오미터(GVR) 관측으로 산출된 가강수량의 품질 관리 방법을 제안하였다. GVR 빔의 연직 최단 경로 자료만 사용하기 위해 기상 항공기의 자세 정보(pitch와 roll 각도)를 활용하였고, GVR 가강수량이 20 mm 이상의 자료를 제거하는 방법을 품질 관리에 적용하였다. GVR 가강수량이 20 mm 이상으로 증가할 때, 웜로드(Warm load) 평균 전력과 스카이로드(Sky load) 평균 전력의 차이가 0에 가까이 수렴하는 특성을 확인하였고, 이는 COMS (Communication, Ocean and Meteorological Satellite)의 운형, 운정고도, 운량자료와 구름통합관측기기(CCP), 강수입자 측정기(PIP)로 측정된 강수 및 구름 입자 크기로 확인한 하층운과 중층운에 의한 높은 밝기온도 때문으로 판단된다. 구름 많은 날의 품질 관리 적용 전후의 GVR 가강수량을 LDAPS (Local Data Assimilation and Prediction System) 가강수량과 정량적으로 비교하였는데 RMSD (Root Mean Square Difference)는 2.9 mm에서 1.8 mm로 감소하였고, KLAPS (Korea Local Analysis and Prediction System)와의 RMSD는 5.4 mm에서 4.3 mm로 감소하여 향상된 정확도를 보였다. 또한 품질 관리를 적용한 GVR 가강수량과 드롭존데 가강수량 관측 자료을 활용하여 COMS 가강수량과도 정량적으로 비교평가함으로써 본 연구에서 제안한 GVR 가강수량의 품질 관리 방법의 유효성을 확인하였다.

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2COVID-19가 대전지역의 도시열섬강도에 미치는 영향

저자 : 강민수 ( Minsoo Kang ) , 김량현 ( Ryanghyun Kim ) , 여인호 ( Inho Yeo ) , 윤준석 ( Junseok Yoon ) , 이근준 ( Keunjune Lee ) , 서명석 ( Myoungsuk Seo )

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 43권 2호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 253-264 (12 pages)

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본 연구에서는 2019년에서 2021년까지, 매년 2월에서 5월 동안 대전광역시 6개 지점(기준지역 1곳 포함)의 기온 데이터를 바탕으로 COVID-19로 인한 인간 활동의 감소가 대전 지역의 도시열섬강도에 미친 영향에 대하여 분석하였다. 관측 지점에 따라 차이는 있으나 도시열섬강도는 COVID-19 전인 2019년에 비해 2020년과 2021년에 약 20% 이상 감소되었다. 인간 활동 감소는 야간의 도시열섬을 증가시키고 주간의 도시열섬을 감소시켰다. 그 결과 도시열섬강도의 일변동 폭은 지점에 관계없이 2019년에 비해 2020년 및 2021년 모두 약 20% 이상 증가하였다. 도시열섬강도 감소는 풍속과 같은 자연적 요인 및 사회적 거리두기 단계와는 큰 관련성이 없는 것으로 보인다. 반면에 COVID-19 이후 시행된 사회적 거리두기 및 확연히 감소된 대기오염물질과 관계가 있는 것으로 나타났으며, 특히 NO2와 가장 유의미한 상관관계를 보였다.

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3동아시아의 생체연소 배출물에 대한 한국의 미세먼지 기여도 및 복사 에너지 수지 분석

저자 : 이지희 ( Ji-hee Lee ) , 조재희 ( Jae-hee Cho ) , 김학성 ( Hak-sung Kim )

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 43권 2호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 265-282 (18 pages)

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본 연구에서는 중국 북동지역에서 발생하는 산불에 의한 생체연소 배출물이 장거리 수송으로 한국의 미세먼지 질량농도에 미치는 영향을 WRF-Chem 모델을 활용하여 분석하였다. 2020년 4월 4-7일에 한국은 중국 북동지역의 생체연소 배출물과 더불어 중국 동부지역의 인위적 배출과 중국 북부와 몽골에서 발생한 황사의 영향을 함께 받고 있었다. 인위적 배출과 황사가 혼재된 대기오염 상황에서 zero-out 방법을 활용하여 생체연소 배출물을 분류하고 미세먼지 장거리 수송 기여도를 분석하였다. 또한, 광역적인 생체연소 배출물의 분포에 따라 한반도 주변의 육지와 해양에 대한 복사에너지 수지를 분석하였다. 2020년 4월 5-6일에는 한국의 하루평균 미세먼지 질량농도에 대한 생체연소 배출물의 장거리 수송 기여도가 60%로 산출되었다. 더불어 한반도 주변에 광역적으로 분포하는 생체연소 배출물의 영향으로 육지와 해양의 순 복사 플럭스는 음의 값을 나타내었다. 그러나 2020년 4월 7-8일에는 중국 동부지역에서 발생한 인위적 오염물질이 생체연소 배출물에 더해지면서 한국의 미세먼지 질량농도는 4월 5-6일보다 증가하였으나 생체연소 배출물의 기여도는 45% 이하로 감소하였다. 또한, 생체연소 배출물의 영향이 줄어들면서 순 복사 플럭스는 양의 값을 나타내었다.

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4WRF-Chem 모델을 활용한 동아시아의 인위적 배출량 변동에 따른 한국 미세 먼지 장거리 수송 기여도 분석

저자 : 이혜진 ( Hyae-jin Lee ) , 조재희 ( Jae-hee Cho )

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 43권 2호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 283-302 (20 pages)

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2020년 1월 23일 이후 중국에서 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19)으로 인한 봉쇄 조치가 전국으로 확대되고 있었다. 그러나, 한국에서는 2020년 2월 1-2일에 PM10 질량농도 일평균 최대 88-98 μg m-3의 고농도 연무가 발생하였다. 이 기간에 동아시아 지역은 850 hPa 기온 아노말리가 양(+), 동서류 아노말리는 음(-)으로 온난하고 정체적인 기단의 영향을 받고 있었다. 동아시아 지역의 인위적 배출량 감소에 따른 한국의 PM10 장거리 수송의 영향을 분석하기 위하여 WRF-Chem을 활용하였다. WRF-Chem에 인위적 배출량을 변화 없이 적용한 BASE와 인위적 배출량을 50%로 감소시켜 적용한 CTL의 PM10을 한국의 지상 측정값과 민감도 분석을 수행하였다. CTL에서 PM10의 IOA는 0.71로 BASE의 0.67보다 높게 나타났다. 이것은 중국의 COVID-19 봉쇄 조치로 인해 인위적 배출량이 감소한 것으로 분석된다. 또한, 한국 이외의 지역 배출량을 0으로 설정한 BASE_ZEOK와 CTL_ZEOK를 모의하여 BASE와 CTL에서의 장거리 수송 기여도의 변동을 분석하였다. CTL은 BASE와 비교하여 배출량이 50%로 감소하였지만 PM10 장거리 수송기여도는 10-20% 감소한 것으로 나타났다. 동아시아 지역의 배출량 감소에 따라 풍하측 한국의 PM10 장거리 수송 기여도 변동이 선형적으로 반응하지 않는 것은 종관 기상 변동이 영향을 주는 것으로 보인다. 2월 1-2일 한국의 고농도 PM10 연무 사례에 대한 CTL에서 PM10 에어로졸 성분의 장거리 수송 기여도는 기타 무기물이 80-90%로 가장 높았고, 질산염은 30-60%, 황산염은 0-20%, 암모늄은 30-60%를 나타내고 있었다. 중국의 봉쇄 조치로 인하여 교통 및 물류 수송이 감소하면서 2차 에어로졸이 감소한 것으로 보인다.

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5부산 하수처리장에서 공정별 용존 희토류 원소의 농도 및 인위적 기원 가돌리늄의 배출량 평가

저자 : 임이진 ( Ijin Lim ) , 류종식 ( Jong-sik Ryu ) , 이준엽 ( Joonyeob Lee ) , 이준호 ( Jun-ho Lee ) , 조형미 ( Hyung-mi Cho ) , 김태진 ( Taejin Kim )

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 43권 2호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 303-311 (9 pages)

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자기공명영상(MRI) 장비의 조영제로 흔히 사용되는 가돌리늄(Gd)은 매우 안정된 상태로 하수처리과정에서 거의 제거되지 않고 수환경으로 유입된다고 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 세 가지의 공법으로 하수처리를 하는 부산수영 하수처리장에서 채취한 하수 시료의 공정별 용존 희토류 원소의 제거율 및 수환경으로 배출되는 인위적 기원 Gd(Gdanth)의 배출량을 평가하고자 하였다. 용존 희토류 원소는 공정별 처리 단계에 따라 무거운 희토류 원소(Tb-Lu)에 비해 가벼운 희토류 원소(La-Eu)에서 농도가 감소하는 경향을 보였다. 또한 일부 시료에서 나타난 음의(negative) Sm anomaly (<1)는 생물학적 제거 과정에서 Sm이 입자나 인산염과 흡착되어 함께 제거되었을 가능성을 시사한다. 모든 시료에서 양의(positive) Gd anomaly (149±50, n=9)를 보였으며, 공정별로 측정된 Gd의 총 농도 중 Gdanth은 약 97% 이상을 차지하는 것으로 나타났다. 이는 하수처리과정에서 Gdanth 이 거의 제거되지 않고 수영강 하류로 배출된다는 것을 의미한다. 일별 처리용량을 고려하여 각 공정에서 배출되는 Gdanth의 배출량은 259 mmol/day로 추정할 수 있다. 본 연구의 결과는 하수처리장을 통해 수영만 연안으로 Gdanth이 지속적으로 배출될 것으로 예상되며, 향후 Gd의 중장기적인 관측이 필요함을 시사한다.

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6태양 복사와 가시광선 복사 및 지구 복사와 적외선 복사의 관계에 대한 고등학생들의 인식

저자 : 이종진 ( Jong-jin Lee ) , 서은경 ( Eun-kyoung Seo ) , 안유민 ( Yumin Ahn )

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 43권 2호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 312-323 (12 pages)

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이 연구는 '태양 복사'가 '가시광선 복사'로, '지구 복사'가 '적외선 복사'로 상호 대체될 수 있는 개념인가에 대한 문제 인식에서 출발하였다. 이를 위해 각 개념을 어떻게 인식하고 있는지를 드러낼 수 있는 질문지를 통하여 지구과학 I을 이수한 고등학생들의 인식을 조사하고, 이들의 인식에 영향을 미칠 수 있는 교과서의 서술 및 삽화를 분석하였다. 이 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 조사에 참여한 학생들은 모두 태양 복사를 가시광선 영역에서만 방출되는 복사로 인식하고 있으며, 지구 열수지에서 대류·전도·숨은열을 복사에 의한 에너지 전달로 인식하고 있는 학생들도 약 35%로 나타났다. 둘째, 2015 개정 교육과정의 지구과학 I 6종 교과서를 분석한 결과, 2종에서는 '단파 복사'와 '장파 복사'라는 용어를 도입하지만 이들에 대한 설명이 없었으며, 다른 2종에서는 태양 복사를 각각 '주로 가시광선 형태의 복사' 또는 '파장이 짧은 가시광선 복사'로 서술하였다. 그 밖의 2종 교과서에 있는 태양 복사와 지구 복사에 관하여, 파장 영역에 대한 설명이 없거나 '단파장/장파장'이라는 모호한 용어가 사용되었다. 아울러 2종의 교과서에서 열수지 삽화에 일부 오류가 발견되었다. 따라서 교과서들이 단파 복사와 장파 복사에 관한 정확한 용어 정의 없이 태양복사와 지구 복사를 설명함에 따라 학습자들은 태양 복사와 지구 복사를 각각 가시광선 복사와 적외선 복사라는 개념으로 인식할 개연성이 있다. 이를 종합해 보면, 교과서에 기술된 불분명한 진술이나 오류가 학생들의 오개념을 유발하거나 재생산할 수 있음을 함의한다. 이 연구에서 논의된 바가 지구의 열수지와 복사 평형에 대한 교수·학습 과정의 유용한 참고 자료로 활용되고, 추후 교과서 집필에서도 합리적인 서술 방안을 제안하는 데 기여할 수 있으리라 기대한다.

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7지구과학II 교과서의 한반도 중생대 지질 내용 분석: 교과서 내·교과서 간·과학 지식과의 일치 여부를 중심으로

저자 : 정찬미 ( Chanmi Jung ) , 유은정 ( Eun-jeong Yu ) , 박경진 ( Kyeong-jin Park )

발행기관 : 한국지구과학회 간행물 : 한국지구과학회지 43권 2호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 324-347 (24 pages)

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한반도 지질 정보는 공공적 활용을 위한 기초 지식의 토대를 제공하며 역사 과학으로서 지질학의 본성을 배울 수 있는 계기를 마련하므로 과학교육 측면에서 중요성이 크다. 특히 한반도에서 지구조 활동이 활발했던 중생대는 한반도 지사를 이해하기 위해 매우 중요한 시기이다. 본 연구의 목적은 2015 개정 교육과정에 기반한 지구과학II 교과서의 '한반도의 지질' 단원에서 중생대의 지질과 관련된 내용의 신뢰성과 일관성을 분석하는 것이다. 분석 대상은 지구과학II 교과서 4종이고, 분석 범위는 중생대의 퇴적층, 지각 변동 및 화강암류이다. 분석 항목은 분석 범위와 관련된 용어, 시기, 암석 분포 지역이며, 분석 항목별로 교과서 내·교과서 간 일치 여부 및 과학 지식과 교과서 내용의 일치 여부를 분석하였다. 분석 결과, 중생대 지질 관련 용어, 시기, 암석 분포 지역 측면에서 각각 다양한 불일치 사례가 확인되었으며, 불일치 사례를 중심으로 개선 방안을 논하였다. 한반도 지질 교육의 목표를 달성하기 위해 과학계와 교육계의 협업을 통해 최신 과학 지식과 정합한 교육 자료가 개발될 필요성을 강조하였다.

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