일반기술
지구과학 > 기타 대기과학
경북북부앞바다는 해상 광역예보구역인 동해남부해상의 북부에 위치한 해역인 동시에 동해중부해상과의 경계이다. 동해중부해상에는 동해시 동쪽 70km 해상에 동해 Buoy가 있고, 남해동부해상에는 거제시 동쪽 16km 해상에 거제도 Buoy가 위치해 있어 이들 해역의 해상상태를 정량적으로 관측하고 있으나 동해남부해상에는 Buoy나 파고계가 설치되어 있지 않아 정량적인 관측이 이루어지지 않고 있다. 또한 이 해역에 풍속과 파고 등에 관한 관측자료의 절대적인 부족으로 인하여 이 방면에 대한 심도있는 연구는 어려운 것이 사실이다. 경북북부앞바다와 연안의 월별 풍향별 최대풍속과 파랑의 발생빈도를 조사하여 풍향과 풍속에 따른 해상파고의 상관관계를 조사하였다. 또한 경북북부 연안의 월별 안개 발생빈도를 표층수온, 기압계 유형별로 분석하여 국지해상에 대한 기상의 특성을 파악하여 악기상 발생시 신속히 대처할 수 있는 국지해상예보의 기초 자료로 활용되어 기상재해 예방 및 최소화로 국민의 삶의 질 향상에 기여하고자 한다.경북북부 앞바다는 해안선에서 12해리(22km)에 해당하며, 조석간만의 차는 20cm 내외로 타 해역보다 적은 편이고, 해저에는 대륙붕이 남북으로 발달되어 있다. 특히 울진군 후포항에서 동쪽으로 24.5km 지점에 위치한 거대한 암초 왕돌초는 동서 21km, 남북 54km 정도의 해저 평탄지로 수심이 낮은 곳은 5m정도이고, 수심이 100m이하인 해역이 약 15㎢ 면적에 해당하며, 동한난류와 북한한류가 교차 하는 해역으로 수산자원이 풍부하여 동해안 지역의 황금어장이라 할 수 있다. 이러한 지형적인 특성으로, 북서풍이나 북동풍 계열의 바람이 불게 되면 왕돌초 부근에서는 3m 이상의 파고가 빈번히 관측되며, 해난사고의 발생가능성 또한 높아진다고 할 수 있다. 경북북부앞바다의 기상특성을 분석하기 위하여 2000~2004년까지 5년의 풍향·풍속·파고·안개현상에 대하여 분석하였고, 2004년 1월~12월 까지 1년 동안의 왕돌초 등표자료와 연안지역의 자료를 비교 분석하였다. 경북북부앞바다 중 연안바다의 바람 특성을 보면, 전반적으로 남서~북동계열에서 바람이 강하게 나타났고, 발생빈도도 높게 나타나고 있으나, 동~남풍계열의 바람은 발생 빈도가 낮고 바람의 세기도 약하게 나타나고 있다. 겨울철(11~2월)에는 최대 풍속이 서~북북동풍계열이 주로 나타났고, 바람도 다소 강하게 나타나고 있다. 여름철(6~8월)은 북~북동계열의 바람이 주풍을 이루었고 바람도 강하게 불고 있다. 후포지역은 7월에 남서풍이 주풍을 이루고 바람도 강하게 나타났다. 봄과 가을은 지역적으로 통일된 풍계가 나타나지는 않았다. 경북북부앞바다 중 연안바다의 파고 특성은 연중 대부분이 서~북동계열의 바람에서는 울진, 후포, 죽변의 전 지역에서 높은 파고가 나타났고, 그 중에서도 북~북동계열의 바람이 불 때는 매우 높은 고파가 발생하였다. 4~7월에는 남서계열의 바람에서 높은 파고가 나타나고 있으나, 동~남풍계열의 바람은 발생빈도가 매우 낮고, 파고도 낮게 나타났다. 경북북부앞바다 바람의 특징은 11~2월은 북서~남서풍이 주풍을 이루고, 남서풍에서 풍속도 높게 나타났다. 5~7월은 남남동풍이 주풍을 이루고, 강풍 발생빈도는 대체로 낮게 나타났다. 8~10월은 북서계열의 바람이 주풍을 이루고, 풍속도 매우 높게 나타나고 있으나, 남동계열의 바람에서는 비교적 낮게 나타났다.
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- 기상청기상연구소
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- 2006-08-10
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지구과학 > 대기관측 및 분석
○ 재해성 기상현상의 집중관측 집중관측을 통한 남서지방 시․공간 고분해능 집중관측자료 생산 해남 집중 관측소의 상시 운영○ 예측 가능성과 집중관측 자료의 민감도 분석 강수의 예측가능성 연구 ◦ 정지기상위성(GOES) 자료를 이용한 cloud streak의 Hovmöller diagram 분석: 우리나라에 영향을 미치는 cloud streak의 시간과 공간규모는 약 6시간과 350km임. 이것이 강수계에 대한 예측가능성의 규모가 됨. 집중관측 자료에 대한 분석 ◦ 예측의 민감도 분석 ◦ 국지분석시스템(KLAPS)과 중규모 모델(WRF)을 이용하여 집중관측 자료에 대한 분석 ․ 예측의 민감도 실험 수행: 집중관측자료의 민감도는 대기의 안정도에 따라 다르게 반응하며 안정할수록 그 민감도가 예측에서 감소되는 경향을 보임. 풍상측을 포함한 장마 전선을 따라 민감도가 크게 나타났으며 검증 결과 집중관측이 포함된 경우 오차가 감소하였음.○ 재해성 기상현상의 메커니즘 규명 강수형태의 특성 분석 ◦ 재분석장을 이용한 장마 기간의 특성 분석: 3년 (2003-2005)간의 장마 분석에서 해마다 우리나라 부근의 대기 안정도는 변화가 있으나 대체로 습윤 중립 상태를 보임. 즉 장마기에는 불안정보다 수렴성에 의한 강수가 지배적임. ◦ 윈드프로파일러자료를 이용한 강수형태 분류 및 분석: 2005년 장마기간에는 층운형에 의한 강수가 대류형의 강수 비율과 비슷하게 발생. 그리고 습윤 중립이었던 2003년에는 층운형 강수형태가 많았고 약한 불안정이었던 2004년에는 대류형 강수형태가 많았음. 장수 악기상 사례에 대한 분석 ◦ 국지분석시스템을 이용하여 집중관측과 군산 미공군 레이더 자료의 민감도 분석 ◦ 장수 악기상 사례의 특성 분석 해남 상시 관측자료의 분석 ◦ 장마기간의 기상 특성 분석: 하층 제트의 발생과 남풍계의 바람이 있는 경우 강수발생. 강수시 대기 안정도는 대체로 습윤 중립이며 대류권 전층에서 습윤하고 따뜻한 공기의 이류가 있음.○ 집중관측 DB의 개선 인터넷 기반의 DB 체계 개선○ 최첨단 관측장비의 도입을 통한 정밀한 관측 수행 ○ 최첨단 기상관측 장비의 운영에 따른 선행 기술 확보○ 한반도에서 발생하는 재해성 기상현상에 대한 이해의 증진 및 및 예측능력 향상 도모. ○ 한반도에서 발생하는 집중관측 자료를 활용한 수치모델 초기값의 개선○ 국제 집중관측프로그램의 참여 및 주도적 역할 수행을 통한 국가위상의 제고○ 국내 집중관측 연구 기반 조성 및 활성화에 기여○ 관측자료의 인터넷 기반 DB 체계를 구축에 따른 공동연구 증진
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- 국립기상연구소
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- 2008-08-12
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일반기술
지구과학 > 대기물리
본 기술은 연구용 레이더 분석기술의 현업 레이더 시험적용 및 응용분야 활용을 위한 기상자료 생산기술이다. 이러한 기술을 개발하기 위해 WPMM을 이용한 정량적 레이더강우강도 산출시스템 구축하여 정량적 강수량산출기법의 개선연구를 수행하고, 디지털 예보 격자점과 일치하도록 WPMM 격자점의 표준화를 실시하여 공간 분해능 1 km, 격자점 901x1051의 레이더 관측영역에 대하여 정량적 레이더 강우강도 산출하였다. 또한 기상종합정보시스템과 연계하여 실시간으로 초단시간 강수예보자료를 제공(http://mis.kma.go.kr→레이더→VSRF)하여 원활한 현업지원을 가능하게 하였다.정량적 레이더강우강도 산출시스템을 구축하여 실시간 제공(http://wpmm.metri.re.kr)하고 기상종합정보시스템과 연계하여(http://mis.kma.go.kr→레이더→WPMM) 실시간 지원을 원활히 하고 있다. 이 시스템은 2005년 방재기간 중(6월 10일 ~ 10월 31일) 성공적으로 실시간으로 현업을 지원하여 예보정확도에 기여하였다. 또한 초단시간 강수예보시스템을 구축하여 실시간(http://vsrf.metri.re.kr)으로 현업지원을 성공적으로 수행하여 예보정확도에 기여하였으며 기상종합정보시스템과 연계하여 실시간으로 초단시간 강수예보자료를 제공(http://mis.kma.go.kr→레이더→VSRF)하여 원활한 현업지원을 가능하게 하였다. 실황예보기술기반 구축 및 현업화를 수행하기 위하여 미국 NOAA/GSD (Global System Division)와 공동으로 SCAN (System for Convection Analysis and Nowcasting) 모델의 알고리즘을 분석하였고 FAS 시스템에서 실시간으로 운영될 수 있는 체계를 구축하였다. 또한 모델의 초기장인 레이더-AWS 합성장에 기존의 PMM 레이더 강우강도를 WPMM 강우강도로 전환하여 사용함으로써 레이더 강우강도 공백지역을 커버하였고, 초단시간강수예보의 정확도를 향상시켜 성공적 현업지원의 기반을 조성하였다. 1시간 누적강우강도 자료를 사용함으로써 모델의 성능개선에 크게 기여하였고, 디지털예보 격자점과 일치하도록 표준화체계를 구축하여 향후 디지털예보지원을 원활히 할 것으로 기대된다.
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- 기상청기상연구소
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- 2006-08-18
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지구과학 > 대기물리
단시간에 발달하는 강우 시스템에 대한 분석과 예측을 위하여서는 고분해능을 가진 정량적인 강우강도 자료가 요구되고 있다. 고분해능의 지상 강우강도 자료를 추정하기 위한 방법으로는 강수와 구름 입자를 관측하는 기상레이더의 반사도 자료로부터 강우강도로 환산하는 방법이 널리 이용된다. 강우량계에서 측정되는 강우량 자료는 관측자료 이므로 자료의 정확성은 있지만 공간 분해능에 한계가 있고, 기상 레이더는 상공의 강우 입자에 의한 반사도로부터 강우강도를 추정하기 때문에 그 정확도는 떨어지지만 넓은 영역에 대해 고분해능 자료를 제공 할 수 있다. 이러한 강우량 산출에 대한 측정 장비의 한계를 극복하고 고분해능 강우강도를 추정하기 위한 방법으로 WPMM (Rosenfeld et al., 1993)이 최근에 많이 연구되고 있다. WPMM은 우량계에서 관측된 강우강도와 우량계에 근접한 영역의 레이더 반사도를 각각 대응시켜 확률밀도함수로 재산정하여 반사도인자(Z)와 강우강도(R)와의 관계식인 Z-R 관계식을 추정하는 방법이다(Rosenfeld et al., 1993). 레이더 반사도 자료와 우량계 강우 자료를 이용한 고해상도 정량적 강우강도를 산출하기 위한 WPMM은 실시간으로 강수시스템의 특성에 따라 Z-R 관계식을 산출하여 고해상도의 강우강도를 추정한다(석미경 등, 2005). 실시간으로 산출되는 고해상도의 정량적 강우량 자료는 예측모델의 상세화와 수문모델의 정량적인 강수자료의 활용에 기여한다.기상연구소에서는 디지털 예보지원 및 현업화의 일환으로 실시간 고해상도 레이더 분석 강우강도를 실시간으로 산출하고 검증하는 시스템을 구축하였다. 그리고 현업지원 가능성을 살펴보기 위하여 2005년 6월부터 10월까지 시험운영 기간을 두어 운영하였다. 시험운영을 거치면서 보다 정확하고 안정된 강우강도 산출 알고리즘이 개발 되었고 지속적인 개선 연구가 수행될 수 있는 기반을 마련하였다. 그리고 WPMM에 의한 정량적 레이더 강우강도 산출 알고리즘은 2006년부터 현업화에 적용될 예정이다. 산출된 강우량 자료의 품질을 평가하기 위하여 2005년 6월부터 8월까지 우량계의 관측 강우강도에 대한 WPMM에 의해 추정된 강우강도(이하 WPMM 강우강도)와 Z=200R1.6 관계식에 의해 추정된 강우강도(Marshall and Palmer, 1948; 이하 M-P 강우강도)를 비교하였다. 비교 방법은 통계적 방법의 여러 검증스코어를 가지는 정성적 검증과 정량적인 검증을 수행하였고 이러한 연구결과 바탕으로 자료의 정확도 향상 정도에 대하여 조사하였다.
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- 2006-08-18
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지구과학 > 대기물리
최근 전 세계적으로 매년 집중호우와 태풍 등의 악기상으로 막대한 인명 및 재산피해가 발생하고 있다. 이러한 기상현상들은 짧은 시간에 걸쳐 국지적으로 큰 영향을 미칠 가능성이 많아 이들에 대한 예측능력을 향상시키기 위해 상세한 지형특성과 다양한 관측자료 동화기술을 잘 반영할 수 있는 수치예보시스템이 요구된다. 6~12시간의 종관관측에 의존하는 수치예보시스템으로는 3시간 이내의 예측에서는 수치모델의 고유 특성인 스핀업 등 내재된 예측 불확실성이 내제되어 단시간 집중호우를 예측하는데 한계가 있다.이에 단시간 강수 예보를 목적으로 기상레이더의 에코를 외삽하는 개념이 Ligda (1953)에 의해 처음으로 시도되었고, 그 이후 Noel과 Fleisher (1960), Hilst와 Russo (1960)는 서로 다른 시간에 관측된 2개의 레이더 영상에 대한 상관분석을 실시하여 가장 큰 상호상관값을 갖는 위치를 에코 패턴 평균 운동의 최적 추정치로서 사용한 후 크기나 강도에 변화가 없는 벡터로 에코장을 외삽 추정했다. 이와 같은 선구적인 연구와 노력에 힘입어서 Rinehart (1981)는 전체 강수패턴을 위해 단순한 평균 벡터를 사용하는 대신에 반사도장 안에서 차등운동(differential motions)을 얻기 위하여 상호상관관계(cross-correlation)를 이용였고, 독립적인 강우셀의 추적은 National Severe Storms Laboratory (NSSL)의 과학자들에 의하여 1970년대 초기에 시작되었다. 그들은 레이더 반사도 자료와 외삽에 의해 추적된 강수셀의 중심으로부터 대류형 강수셀의 특징을 규명하는 기술을 개발하였다.국내에서는 수치예보모델의 단시간 예측의 한계성을 보완하고, 단시간에 발생하는 집중호우에 대한 신속한 예측을 위하여 위성 및 레이더 자료를 이용한 단시간 강수예보시스템 개발 연구(기상연구소, 2000), 초단시간 강수특성분석 및 예보모델 개발(기상연구소, 2003) 등의 관련 연구들을 수행해 오고 있다. 이러한 노력의 결과로 단시간 강수예보모델의 정확도는 크게 향상되었고 지속적인 연구가 진행되고 있다.단시간에 발생하는 집중호우에 대한 신속한 대응을 하기 위하여 기상청에서는 1988년부터 전국에 자동기상관측망을 설치하기 시작하여, 현재 580여대의 자동기상관측소(AWS, Automatic Weather Station)를 설치 운영하고 있다. 그리고 관악산, 백령도, 영종도, 군산, 동해, 부산, 진도, 제주도의 8개의 레이더 사이트를 운영함으로써 레이더에 의한 전국 감시망을 체계를 구축하였다. 이러한 전국 감시망 체계는 악기상에 대한 정보를 얻을 수 있다. 즉, 8개의 합성 레이더 에코로부터 강수량을 추정하고, 이를 자동기상관측소를 포함한 지상관측소의 강수측정치와 비교 수정하여 보다 정확한 실시간 강수분석시스템을 구축할 수 있다. 매시간 분석된 강수량 정보를 토대로 수 시간 전부터 강수지역의 이동 및 강수과정의 발달·소멸과정을 추적할 수 있고, 이를 근거로 강수지역의 이동 및 강수강도의 증감을 예측할 수 있다(기상연구소, 1993). 초단시간 예보모델인 VSRF (Very Short-Range Forecast of precipitation)를 통해 6시간의 예측강수장을 생산하고 있고 2005년 방재기간에 대해 시험운영 중에 있으며 악기상 감시를 위한 실시간 분석 강수량 및 초단시간 예측강수량 자료를 활용할 수 있도록 현업 지원 중이다. 또한 분석강수 초기장에 따른 초단시간강수예보모델의 민감도 검사를 2005년 여름철에 대해 실시하였다.
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- 2006-08-18
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지구과학 > 대기물리
SCAN (System for Convective Analysis and Nowcasting)은 대기의 연직운동을 발견하고 분석하며 감시할 수 있는 기능을 가지고 있으며 단시간 확률예보와 AWIPS (Advanced Weather Information Processing System)상에서 악기상에 대한 경고를 자동적으로 생산할 수 있는 응용프로그램이다. 이러한 SCAN은 1) 악기상 경고 예측 시간을 앞당길 수 있고, 2) 악기상을 놓칠 확률이 줄어들며, 3) 예보관에게 상황 파악을 쉽게 할 수 있게 하고 4) 악기상 발생시 예보관의 심적인 피로도를 줄여주는 장점을 지니고 있다. SCAN은 미국 전역에 설치되어 있는 NEXRAD (NEXt Generation RADar) 레이더에서 생산된 가공 자료를 입력자료로 사용하고 있으며 AWIPS와 더불어 미국 기상대급의 현업기관에서 사용되고 있는 유용한 도구이다. 예보관은 항상 명심할 것이 SCAN이 할 수 있는 것과 할 수 없는 것을 명심하여야 할 것이다. 아래의 영문원본은 GSD (Global Systems Division)에서 SCAN 개발자가 보여주는 SCAN의 할 수 있는바와 그렇지 아니한 것을 표현한 것이다.What is the SCANThe System for Convection Analysis and Nowcasting (SCAN) monitors various data (primarily radar) and notifies the forecaster of potentially severe weather via user-defined color-coded displays. SCAN also provides 'situational awareness'.What is SCAN notSCAN does not make decisions for the forecaster. SCAN will not tell the forecaster when to issue a public notice and when not to. The intent is for SCAN to make it easier for the forecaster to make decisions by focusing the forecaster's attention and packaging a large quantity of data in an efficient way that would take much more time for humans to do.SCAN은 NOWCASTING을 위한 도구일 뿐이지 예보를 결정지을 수 없으며 예보관의 결정을 도와주는 도구일 뿐이고 수많은 자료를 효과적으로 예보관에게 보여주는 시스템이다. 본 사업에서는 GSD로부터 FAS OB3가 인스톨 되어 있는 시스템에 Cz (Composite Reflectivity), VIL (Vertical Integrate Liquid water content), Scit (Storm Cell Identification Tracking) product를 표출하기 위한 사전작업과 인스톨 방법 그리고 고도별 반사도 및 속도자료 표출 프로그램의 개선 사항에 대한 내용에 대해서 습득하였다. 이렇게 개선된 알고리즘을 SCAN에 포팅하였다.
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- 기상청기상연구소
- 등록일
- 2006-08-18
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일반기술
지구과학 > 대기물리
광덕산 S-밴드 기상레이더의 계절별 적정 고도각 산출에 대하여 4월부터 레이더 관측 고도각을 기존 10개의 고도각에서 15개의 고도각으로 조정하여 5개의 각도를 추가하여 관측을 하였다. 봄철에는 4월부터 5월까지는 레이더 관측 고도각을 비교적 균등하게 분포하게 하였고, 반면 여름철 6월부터 8월까지는 하층 대기에 분포와 더불어 레이더 관측 고도각도 하층부분에 조밀하게 하여 관측을 실시하였다. 분석방법은 4월에서 8월까지 월별 관측 고도각에 따른 밝은 띠(Bright Band)의 고도에 따른 고도각과 반사도(reflectivity)와 상관관계를 조사하여 적정 고도각을 분석하였고, 강우 형태에 따른 분류에서는 대류형과 층운형으로 구분하여 레이다 반사도(reflectivity) 값을 Z-R 관계식을 이용하여 강수량 값으로 변환하여 각각의 고도각에 따른 강수량과 AWS 강수량 값과 비교하여 상관관계를 도출하여 적정 고도각을 산출하였다.월별 밝은 띠(Bright Band)의 고도 분포는 4월 3.7 km, 5월 4.2 km, 6월 5.4 km, 7월 5.9 km, 8월 5.6 km 로 7월에 가장 높게 나타났고, 관측 고도각은 1.0 °~4.4 °에서 주로 관측 되었다. 여름철 레이더 반사도와 강수량과의 상관관계에서는 봄보다 여름철이 그 중 7월이 상관관계가 좋게 나타났다. 이를 요약하면, 봄철 4월부터 5월까지와 층운형의 경우 레이더 고도각을 0,0.5,1.0,1.5,2.19,3.09,4.39,6.3,9.0,12.69,18도가 적정하며, 여름철 6월부터 8월까지와 대류형의 경우는 0,0.5,1.0,1.59,2.3,3.09,4.0,5.09,6.3,7.08,9.19,11.0,13.0,15.3, 18도가 적정한 것으로 분석 되었다. 따라서 광덕산 레이더 관측을 고도각을 월별과 강우형태별로 가변적으로 적용한다면 레이더 성능 및 관측 능력을 향상 시킬 수 있을 것으로 사료된다.
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- 기상청기상연구소
- 등록일
- 2006-08-18
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일반기술
지구과학 > 기타 해양과학
본 발명은 결빙방지 활성을 가지는 포로사이라 속(Porosira genus) 극지 미세조류에 관한 것으로서, 구체적으로는 결빙방지 물질을 생산하여 결빙방지 활성을 가지는 포로사이라 속 미세조류 및 그 배양액을 결빙방지용 첨가제로 이용하는 포로사이라 속 미세조류의 이용방법에 관한 것이다.초저온 냉동 후 해동 시 발생하는 재결정화 현상 방지를 통한 초저온 냉동보존 효율 증대
- 보유기관
- 한국해양수산기술진흥원
- 등록일
- 2007-11-05
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일반기술
지구과학 > 생물해양학
본 발명은 결빙방지 활성을 가지는 포로사이라 속(Porosira genus) 극지 미세조류에 관한 것으로서, 구체적으로는 결빙방지 물질을 생산하여 결빙방지 활성을 가지는 포로사이라 속 미세조류 및 그 배양액을 결빙방지용 첨가제로 이용하는 포로사이라 속 미세조류의 이용방법에 관한 것이다.<기대효과 및 사업화전망>○ 혈액 냉동보존 : 혈액을 안전하게 냉동보존함으로서 혈액수급 문제를 해결할 수 있음○ 제대혈세포 냉동보존 : 신생아의 제대혈세포의 안전하고 효율적인 냉동보존을 통해 추후 줄기세포로 활용성 증대○ 줄기세포 냉동보존 : 초저온 냉동보존 되었던 줄기세포의 회수율을 높여 더 많은 환자의 맞춤형 치료가능○ 난자/정자 냉동보존 : 안전하고 대중화된 난자은행 및 정자은행 구축을 통해 불임율 감소○ 인체조직 냉동보존 : 세포나 조직, 기관, 개체를 저온에서 장기간 보관해 가능한 한 원형 유지를 위한 초저온 냉동보존 효율을 높이기 위한 냉동보존제로 활용○ 냉동인간부활 : 인간의 생명을 연장하기 위한 냉동보존기술에 활용하여 냉동인간의 부활을 가능하게 함 ・ 미국 애리조나 주에 위치한 ‘알코르 생명연장 재단’은 1972년부터 인체 냉동보존 서비스를 시작함.・ 인체의 혈액을 특수 부동액으로 대체한 후 영하 196도에서 급속 냉동시킨 후, 먼 훗날 인류가 불치병을 정복했을 때 냉동인간을 녹여 생명을 연장시키겠다는 것으로 이 때 가장 중요한 기술은 해동 기술임.・ 영하 196도에서 서서히 온도를 높이는 해동과정에 형성되는 얼음의 ‘재결정화’ 현상으로 인해 세포내부에 남아 있는 수분이 날카로운 ‘얼음결정’을 만들면서 세포를 파괴함.・ ‘재결정화’를 예방하는 극지생물 유래 결빙방지물질을 이용한 동결보존 응용연구에 활용 : 고부가가치 물질 생산이 가능한 극지생물 유래 결빙방지물질을 이용, 국내외 다른 냉동보존시스템과의 차별화를 통해 초저온 냉동보존시장의 선점과 산업화를 가능케 할 수 있어 국가 경제에 직접 기여할 수 있음..
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- 한국해양수산기술진흥원
- 등록일
- 2007-11-05
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일반기술
지구과학 > 생물해양학
본 발명은 결빙방지 활성을 가지는 포로사이라 속(Porosira genus) 극지 미세조류에 관한 것으로서, 구체적으로는 결빙방지 물질을 생산하여 결빙방지 활성을 가지는 포로사이라 속 미세조류 및 그 배양액을 결빙방지용 첨가제로 이용하는 포로사이라 속 미세조류의 이용방법에 관한 것이다.<기대효과 및 사업화전망>○ 혈액 냉동보존 : 혈액을 안전하게 냉동보존함으로서 혈액수급 문제를 해결할 수 있음○ 제대혈세포 냉동보존 : 신생아의 제대혈세포의 안전하고 효율적인 냉동보존을 통해 추후 줄기세포로 활용성 증대○ 줄기세포 냉동보존 : 초저온 냉동보존 되었던 줄기세포의 회수율을 높여 더 많은 환자의 맞춤형 치료가능○ 난자/정자 냉동보존 : 안전하고 대중화된 난자은행 및 정자은행 구축을 통해 불임율 감소○ 인체조직 냉동보존 : 세포나 조직, 기관, 개체를 저온에서 장기간 보관해 가능한 한 원형 유지를 위한 초저온 냉동보존 효율을 높이기 위한 냉동보존제로 활용○ 냉동인간부활 : 인간의 생명을 연장하기 위한 냉동보존기술에 활용하여 냉동인간의 부활을 가능하게 함 ・ 미국 애리조나 주에 위치한 ‘알코르 생명연장 재단’은 1972년부터 인체 냉동보존 서비스를 시작함. ・ 인체의 혈액을 특수 부동액으로 대체한 후 영하 196도에서 급속 냉동시킨 후, 먼 훗날 인류가 불치병을 정복했을 때 냉동인간을 녹여 생명을 연장시키겠다는 것으로 이 때 가장 중요한 기술은 해동 기술임. ・ 영하 196도에서 서서히 온도를 높이는 해동과정에 형성되는 얼음의 ‘재결정화’ 현상으로 인해 세포내부에 남아 있는 수분이 날카로운 ‘얼음결정’을 만들면서 세포를 파괴함. ・ ‘재결정화’를 예방하는 극지생물 유래 결빙방지물질을 이용한 동결보존 응용연구에 활용 : 고부가가치 물질 생산이 가능한 극지생물 유래 결빙방지물질을 이용, 국내외 다른 냉동보존시스템과의 차별화를 통해 초저온 냉동보존시장의 선점과 산업화를 가능케 할 수 있어 국가 경제에 직접 기여할 수 있음.
- 보유기관
- 한국해양수산기술진흥원
- 등록일
- 2007-11-05
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지구과학 > 대기물리
기상 레이더는 고해상도의 반사도 자료를 생산함으로 정량적인 강수량의 추정에 필수적인 장비이다. 또한 고해상도의 정량적 강수 자료를 제공할 뿐만 아니라 바람자료도 도출할 수 있다. 바람 자료는 수치모델의 입력 자료로도 활용될 뿐만 아니라 실황예보(nowcasting)에도 유용한 자료이다. 이러한 바람자료는 레이더 사이트에 대한 시선방향으로의 속도만을 표현하기 때문에 레이더 바람자료를 이용한 악기상 분석을 위해서는 u,v,w 방향으로의 바람성분을 계산해야만 한다. 이러한 계산방법에는 여러 가지가 있다. 그 중에서도 단일 도플러 레이더 자료의 바람정보를 이용한 방법에는 VAD(Velocity azimuth display; Browning and Wexler 1968)와 EVAD(Extended VAD: Srivastava et al., 1986) 방법 그리고 레이더의 부피 자료를 이용하는 VVP (Volume velocity processing; Waldteufel and Corbin, 1979) 방법 등이 있다. 이들 방법은 단일 도플러 레이더 관측 자료를 처리하여 주어진 한 고도면에서 바람장이 일정하다는 가정하에서 바람장을 추정하는 방법이다. 따라서 전선이나 대류성 폭풍 등과 같은 바람의 변화가 심한 악기상에는 적용하기가 어려운 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하고 시선 방향으로의 속도를 이용한 3차원 바람장을 추정하기 위해서는 적어도 두 대 이상의 도플러 레이더 관측 자료가 필요하다. 일반적으로 3차원 바람장은 두 대의 도플러 레이더에 의한 방법(Kropfli and Miller, 1975; Brandes, 1977)과 세 대의 도플러 레이더에 의한 방법(Ray and Sangren, 1983)에 의해 계산될 수 있다. 두 대의 도플러 레이더를 이용한 3차원 바람장의 계산은 시선속도로 연속 방정식을 이용하여 추정하지만, 세 대의 도플러 레이더를 이용하면 연속 방정식의 의존 없이도 3차원 바람장을 직접 계산할 수 있다. 그러나 계산이 복잡하고 시간도 많이 걸리기 때문에 보통 두 대의 도플러 레이더 관측에 의한 3차원 바람장을 산출한다(Scialom and Testud, 1986).두 대의 도플러 레이더를 이용한 3차원 바람장 분석에는 COPLAN 방법과 이중 도플러 레이더 방법이 있다(Atlas, 1990). COPLAN 방법은 두 대의 도플러 레이더를 연결한 축을 포함하고 어떤 한 지점을 향한 각 레이더 빔을 포함한 어떤 평면상에 시선속도 자료가 존재한다고 가정한다. 정해진 지점에 해당하는 각각의 레이더의 반사도 자료를 이용하여 바람장을 계산하게 되는데 계산 방법이 복잡하다(Lhermitte and Miller, 1972). 이에 반해 이중 도플러는 각각의 레이더 자료를 3차원 직각 좌표계의 격자 자료로 변환한 뒤 동일 위치에 대한 두 레이더 자료를 이용하여 분석하는 방법이다(Ray et al., 1980). 이중 도플러 분석 방법은 COPLAN 방법에 비해 분석이 용이하기 때문에 악기상 분석에 주로 사용되며 최근에는 항공기를 이용한 이중 도플러 분석으로 한랭전선의 상세한 연직 구조 분석한 사례도 있다(Geerts et al., 2006).국내 관련 연구는 이중 도플러 레이더 방법에 의한 열대 중규모 구름계의 바람장 분석(김경익 등, 1988)과 열대운의 발달과 소멸구조와 관련된 바람장 특성에 관한 연구(김정희 등, 1998)가 있었다. 우리나라의 레이더 자료를 이용한 연구로는 남서해안의 다중세포 스톰 구조에 관한 연구(남경엽 등, 2005)가 있었다. 본 사업에서는 3차원 레이더 바람장을 산출함에 있어서 두 대의 도플러 레이더를 이용하여 바람장을 산출하는 Dual-Doppler synthesis 방법을 사용하였다. 우리나라에 설치된 기상레이더를 이용하여 각각 두 대의 레이더 짝에 대한 이중 바람장을 구하였고, 각각의 이중 바람장을 합성하여 한반도 전역에 대한 바람자료가 산출되도록 하였다. 또한 3차원 레이더 바람장을 기상 레이더과와 공동으로 현업화하여 실시간으로 웹페이지에 표출되도록 하였다.
- 보유기관
- 기상청기상연구소
- 등록일
- 2007-12-24
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일반기술
지구과학 > 대기물리
전 세계적으로 매년 집중호우와 태풍 등의 악기상으로 막대한 인명 및 재산피해가 발생하고 있다. 이러한 기상현상들은 짧은 시간에 걸쳐 국지적으로 큰 영향을 미칠 가능성이 많아 이들에 대한 예측능력을 향상시키기 위해 상세한 지형특성과 다양한 관측자료 동화기술을 잘 반영할 수 있는 수치예보시스템이 요구된다. 6~12시간의 종관관측에 의존하는 수치예보시스템으로는 3시간 이내의 예측에서는 수치모델의 고유 특성인 스핀업 등 내재된 예측 불확실성이 내제되어 단시간 집중호우를 예측하는데 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 초단시간 예보가 시작되었고, 초단시간 예보인 nowcasting은 주로 미국에서 종종 사용하고 있는 용어이다. WMO에서는 초단시간 예보를 0~12시간까지, nowcasting은 초단시간 예보의 부분집합으로서 0~2시간까지의 예보로 정의하고 있다. 각국의 실황예보는 지속적으로 진행되어 왔으며 일본 JMA의 VSRF (Very Short Range Forecast of precipitation; JMA, 2002), 영국의 FRONTIERS (Forecasting Rain Optimized using New Techniques of Interactively Enhanced Radar and Satellite; Browning, 1979), 캐나다의 SHARP (Short term Automated Radar Prediction; Bellon과 Austin, 1978), 미국의 SCAN (System for Convection Analysis and Nowcasting; Mcbride와 Ebert, 2002) 등의 현업모델이 있다.본 연구에서는 VSRF 모델이 강수 발달과 쇠약을 결정짓는 요인으로 지형 효과만을 사용하기 때문에 물리과정에 의한 강수 발달과 쇠약을 일으키는 요인들에 대해서는 예보할 수 없다. 따라서 이러한 문제점은 수치예보모델인 RDAPS (Regional Data Assimilation and Prediction System) 모델과 병합함으로써 해결할 수 있으며 이를 기상연구실 예보연구실과 공동 연구하였고, 이를 실시간으로 검증하는 검증 시스템을 구축하였다.
- 보유기관
- 기상청기상연구소
- 등록일
- 2007-12-24
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지구과학 > 대기물리
기상레이더를 이용한 강수량 추정은 최근 레이더기상학자와 수문학자들의 가장 중요한 주제이다(Atlas et al., 1997). 레이더 자료를 이용하여 더 정확하고 고해상도이며 보다 더 넓은 영역에서 강우강도 자료를 산출하는 것에 끊임없이 연구되어 왔다. 이러한 강우강도 자료는 홍수의 예․경보, 하천 유수, 물 수지와 같은 다양한 연구에 적용될 수 있다(Morin et al., 2003). 반사도(Z)와 강우강도 (R) 사이의 Z-R 관계식()의 Z-R 계수 a와 b는 레이더를 이용한 강수량 추정에 중요한 결정 요소이다. 초기에, Marshall and Palmer (1948; 이하 M-P 관계식)는 a=200, b=1.6의 지수함수를 결정하였다. 이후에 많은 연구는 지역이나 강수 타입에 따라 여러 다양한 지수함수인 Z-R 관계식의 a, b 계수를 제안하였다(Battan, 1973). 이러한 연구 결과 중 대표적 a, b 계수로는 적운형 강수 타입에 적용되는 a=300, b=1.4 (미국 기상레이더(Weather Surveillance Radar-1988 Doppler (WSR-88D)에 적용됨), 열대지방의 강수에 적용되는 a=250, b=1.2(Rosenfeld et al., 1993) 등이 있다. 본 연구에서는 정량적 레이더 강우강도 산출을 위하여 실시간으로 Z-R 계수를 결정하고 강우강도를 추정하는 레이더-AWS 강우강도(Radar-AWS Rainrate; 이하 RAR) 산출시스템을 구축하여 실시간으로 운영하며 검증하였다.RAR 산출시스템은 레이더에서 관측된 반사도 자료와 지상 우량계의 강수량 자료를 이용하여 매 10분마다 실시간으로 한반도 영역에 강우강도를 추정한다. RAR 산출시스템은 강우강도를 추정하기 위하여 WPMM (Window Probability Matching Method; 이하 WPMM) 이론을 이용한다. WPMM은 우량계에서 관측된 강우강도와 우량계에 근접한 영역의 레이더 반사도를 각각 대응시켜 확률밀도함수로 재산정하여 반사도인자(Z)와 강우강도(R)와의 관계식인 Z-R 관계식을 결정하는 방법이다(Rosenfeld et al., 1993). 레이더 반사도 자료와 우량계 강우 자료를 이용한 고해상도 정량적 강우강도를 산출하기 위한 WPMM은 실시간으로 강수시스템의 특성에 따라 Z-R 관계식을 산출하여 고해상도의 강우강도를 추정한다(석미경 외, 2005). 실시간으로 산출되는 고해상도의 정량적 강우량 자료는 예측모델의 상세화와 수문모델의 정량적인 강수자료의 활용에 기여한다. 또한 RAR 산출시스템에서 생산된 한반도 영역의 강우강도 합성장은 우량계가 존재하지 않아 정량적 강수량을 추정하기 힘든 해상영역에 대해서도 강우강도 추정이 가능하다. RAR 산출시스템은 기상청 기상레이더과 인트라넷 홈페이지에 현업화되어 2006년 2월부터 강우강도 합성장을 산출하였으며 6월부터 검증시스템을 구축하여 운영하였다. 본 연구에서는 RAR 산출시스템과 검증시스템을 구축하고 운영하였다. 그리고 2006년 여름의 특징적인 강수사례인 태풍 ‘에위니아’ 사례와 국지적 집중호우를 발생시킨 장마전선의 사례를 분석하고 2006년 여름철(6월 ~ 8월) 강우강도 자료를 이용하여 기상청에서 기존에 사용한 Z-R 관계식(Z=200R1.6)에 의해 추정된 강우강도와 RAR 산출시스템에 의해 추정된 강우강도를 비교하여 RAR 산출시스템의 자료가 얼마나 개선되었는지 비교․검증하였다. 또한 최근 외국의 레이더를 이용한 정량적 강우강도 산출을 위한 연구로 Morin et al. (2005)과 Chemchean et al. (2006)의 검증결과를 RAR 산출시스템의 검증결과와 비교하여 성능을 평가하였다.
- 보유기관
- 기상청기상연구소
- 등록일
- 2007-12-24
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일반기술
지구과학 > 대기모델링 및 예보
수치모델의 자료동화과정에서 요구되어지는 FTP 방식의 관측자료 송수신 체계를 관측자료 DB서버와 클라이언트 서버간의 소켓 통신을 이용한 자료 전송 체계로 개선하여 관측자료 송수신 속도 개선 및 처리 용량을 최소화한 자료처리 모듈임. 관측 자료별 독립적 자료전송기능, 소켓통신을 통한 자료전송기능, 관측자료 packing 기능(Segmentation)을 가지고 있음.
- 보유기관
- 국립기상연구소
- 등록일
- 2007-12-26
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일반기술
지구과학 > 대기모델링 및 예보
기상수치모델이 가지고 있는 불확실성을 최소화하기 위하여 다중모델 앙상블 예측을 수행하여, 앙상블 멤버의 최적가중치를 구하는 방법으로 전역최적화 기법(유전알고리즘)을 적용한 프로그램임. 앙상블 멤버를 이용한 강수예측, 유전 알고리즘을 이용한 최적가중치산출, 앙상블 멤버 훈련기능을 가지고 있음.
- 보유기관
- 국립기상연구소
- 등록일
- 2007-12-26
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일반기술
지구과학 > 기타 지구과학
천체 관측 광학장비분야 설계 제작기술
- 보유기관
- 연세대학교
- 등록일
- 2007-12-28
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일반기술
지구과학 > 기타 지구과학
<기술의 개요>본 기술은 지구 모형을 이용한 지구 자기장 학습용 도구에 관한 것이다. 지구 자기장 학습용 도구는, 자북극과 자남극에 해당하는 내부에 자석이 장착된지구 모형과, 양단이 지구 모형의 북극점과 남극점에 각각 고정되어 지구 모형에 대하여 회전될 수 있도록 배치된 자오선대와, 자오선대를 따라 이동 가능하도록 자오선대에 연결되며, 편각과 복각을 측정하는 계측부를 구비하여, 지구 모형의 임의의 위치에 대한 편각과 복각을 측정할 수 있도록 한다.<기술의 특징>본 기술에 따른 지구 모형을 이용한 지구 자기장 학습용 도구는 지구 모형의 임의의 위치에 대한 편각과 복각을 쉽게 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 실제 지구 자기장과 유사한 형태의 자기장을 갖는 지구 모형을 사용함으로써 실험자들에게 지구에 분포된 지구자기장을 시각적으로 쉽게 이해할 수 있도록 한다.
- 보유기관
- 경북대학교
- 등록일
- 2008-01-03
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일반기술
지구과학 > 응용대기과학
기상환경영향평가 연구 분야의 이니셔티브 확보하기 위해 신속한 CFD 분석을 통한 시뮬레이션은 중요한 부분이다. 그러나 그 분석 작업을 진행함에 있어 CFD분석 프로그램의 입력데이터를 생성하는 작업이 필수적으로 요구되지만 대부분 까다롭고 많은 시간을 필요로 한다. 국내에 국토지리정보체계 구축작업으로 많이 구축된 수치지형 데이터들은 온라인상으로도 쉽게 구입도 가능하게 되었지만, 주로 지형의 레벨 정보와 건물 등에 대한 2차원 도형정보들로 구성되어 있기 때문에 분석 작업에서 활용하기 위한 3차원 정보를 쉽게 변환 및 추출할 수 있는 기능에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 본 연구에서는 3차원 설계프로그램인 ArchiCAD 환경에서 수치지도를 기반으로 하여 작성된 3차원 지형 위에 건물을 반지동으로 생성하고, 작업된 모델로부터 CFD 분석 프로그램에서 필요로 하는 입력 정보를 쉽게 추출하여 저장할 수 있는 애드온 프로그램을 개발하였다.
- 보유기관
- 국립기상연구소
- 등록일
- 2008-01-17
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일반기술
지구과학 > 생물해양학
○ 적조생물 및 원생생물 포식자 확보 및 배양기술 - 현장에서 적조생물 및 원생생물 포식자 순수분리 - 천적종주의 최적 관리를 위해 적정 온도와 적정 광도, 적정 농도 기술 개발○ 원생생물 포식자의 성장 및 포식 최적화 연구 - 다양한 적조생물에 대한 원생생물 포식자 개발 - 적조생물 먹이 농도에 따른 원생생물 포식자의 성장률 및 포식율 측정○ 원생생물 포식자 대량배양 자동화 기술 개발 - 적조생물의 성장률 및 원생생물 포식자의 성장률과 포식률을 측정하여 대량배양 자동화 기술 완료○ 원생생물 포식자 최적 운반시스템 개발 - 원생생물 포식자의 장기간 운반시스템개발장점-적조생물 및 원생생물성 포식자 대량 배양에 따르는 노동력과 시간을 절약단점-적조생물 및 원생생물성 포식자 배양시 항상 일정한 온도 유지
- 보유기관
- 한국해양수산기술진흥원
- 등록일
- 2008-03-27
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일반기술
지구과학 > 대기모델링 및 예보
# 프로그램의 특징 : 리눅스 서버상에서 운영 중인 수치모델을 웹 기반의 GUI를 통해 관리 및 자동 처리할 수 있도록 구성된 프로그램임.# 주 요 기 능 : 대화형 모드에서 대상 영역 설정 기능,수치모델 운영상의 과정 선택 등 각종 메뉴의 GUI 작성, 수치모델의 자료흐름에 따른 조건부 실행 기능# 사 용 방 법 : 사용자 인터페이스 응용 프로그램 운영 도구 등을 통하여 인터넷 웹 환경하에서 구동됨.
- 보유기관
- 국립기상연구소
- 등록일
- 2008-08-12
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