The purpose of this study is to examine the trends of extreme temperature events in East Asia over the past 40 years (1979-2018) and their potential relationships with recent changes in the Northern Hemisphere cryosphere. Analyses of Sen’s slope and Mann-Kendall tests are performed for time series data of extreme temperature events extracted from NCEP-DOE reanalysis II Gaussian grid daily 2-m air temperature data. As the result, it is found that extreme high temperature events exceeding the 99th percentile show more noticeable increasing trends than the magnitude of the decreasing extreme low temperature events below the 1st percentile particularly in Mongolia, Korean Peninsula and southern China due to unexpected cold events since the late 2000s. Correlation analyses based on Kendall’s tau indicate that the reduction of spring-early summer Eurasian snow cover (data from Rutgers University Global Snow Lab.) may lead to the increasing tendency of extreme high temperature events in East Asia through snow albedo feedbacks, while paradoxically the reducing autumn-early winter Arctic sea ice (data from NSIDC) due to global warming seems to cause more frequent extreme low temperature events in recent years through the amplification of Rossby waves. Thus, it is needed to continue monitoring the feedbacks between changing Arctic cryosphere and East Asian climate systems in the warmer 21st century.

This study examines the socio-environmental impacts of mobility on Inuit people and its consequences in the High Arctic region of Canada. Mobility is the part of Inuit culture, the Inuit people moved for hunting on familiar distances and sites that is the part of their life through generations. These patterns of mobility represent an admirable appreciation and familiar knowledge of the environment in the aboriginal people. The system of mobility as social change is related to the environmental stress, food shortage, fur-trade, construction of military bases, state policies, forced resettlement and non-renewable resources development projects in the Arctic region. Since 1950s, the Inuit of Canadian Arctic region have experience forcefully the mobilities in form of relocation, new-settlements, medical moves and residential schools as well as environmental mobility. The effects of relocation from their original lands have sustained through generations. There is another sad story of the DEW-line (Distance Early Warning) construction. The construction was started without any consent or notification to the local communities. Inuit people were displaced into other places with non-respectable way from their indigenous land. The residential school system was another a misfortune form of mobility which removed Aboriginal children from their parents and forcefully teach them ‘white manners’. This unfair treatment to the Inuit becomes big debate in the country from the several decades ago. Experience of mobility either it was due to relocation, displacement, individual or residential schools and mobility due to climate change are common story of Inuit people in the Arctic region of Canada. A number of families are still dealing with this intergenerational distresses.

북극해 관련 정부정책의 경우 해양수산부에서 제시된 “북극활동 진흥 기본계획”이 있으나, 구체적인 정책 집행의 순위 및 가중치 등 이 제시되어 있지 않아 정책집행의 시기조절 및 경중을 고려하기에 어려움이 있다. 이러한 측면에서 본 연구에서는 정부에서 제시한 북극정 책의 우선순위를 평가하는 것을 연구의 목적으로 하였다. 또한 북극정책의 원활한 수행을 위한 “지원방안” 및 “대외협력 방안”에 대해서도 우 선순위를 제시하였다. 연구의 방법론은 전문가 의견을 종합적으로 평가할 수 있는 CFPR(Consistent Fuzzy Preference Relations) 방법을 활 용하였다. 분석결과 해양수산부의 가장 중요한 북극정책은 ‘북극항로 개척 등 해운물류 협력’(0.087)이며, ‘전문인력 양성’(0.086), ‘제도적 기반 및 청사진 마련’(0.085) 순으로 나타났다. 본 연구의 결과는 북극해 관련 정책입안자 혹은 당국의 정책수립에 시사점을 제공할 수 있다.

The aim of this research is to analyze the level of food insecurity of Inuit in the area of Nunavut territory in Canada. As a result, we were able to find out the following facts. First, nearly half of them felt hungry due to lack of food as of 2018. Second, the food situation was getting worse year by year. In the four years from 2014 to 2018, the growth rate of food insecurity households reached 22.0%. Third, proportion of children under 18 who lived in food insecure households reached 78.7%. Starving children had low self-esteem, suffered from depression and had a very high suicide rate. Fourth, most of Inuit’s food tables were filled with store-bought foods, rather than country foods. Fifth, the food sovereignty of Inuit community was seriously threatened with local capacity of self-sufficiency being low, market-dependent being high, and political exclusion from the policy decision being severe. Two things needed to be kept in mind in order to solve this Inuit’s food insecurity efficiently. First, in addition to environmental factors such as climate change, food issues are interconnected and affected by socioeconomic, cultural and policy factors. Second, policy intervention in the food issues should be centered on the Inuit party in accordance with human rights and food sovereignty perspectives.

점토광물은 진흙화산(MV)을 구성하는 중요 광물로서, 진흙화산의 특성 및 형성 메커니즘을 밝히는 데에 중요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대되지만, 이에 대한 연구는 거의 수행된 바가 없다. 본 연구에서는 북극 보퍼트해 420 MV와 주변 해역 퇴적물들의 점토광물학적 차이를 규명하여, 진흙화산의 특성 및 형성과 점토광물과의 관계를 규명하고자 하였다. 420 MV와 맥켄지곡에서 8개의 박스 코어에 대해 점토광물과 입도 분석을 실시하였다. 맥켄지곡의 4가지 주요 점토광물의 상대적인 함량비는 맥켄지강과의 거리에 상관없이 일라이트, 녹니석, 카올리나이트, 스멕타이트 순으로 거의 일정하지만, 입도는 맥켄지강으로부터 멀어질수록 점점 세립화하는 경향을 나타낸다. 맥켄지곡의 퇴적물들은 주로 스멕타이트/일라이트의 비가 낮고 카올리나이트/녹니석의 비가 높은 맥켄지강의 특징을 가진다. 420 MV의 퇴적물은 점토광물의 함량이 일라이트, 카올리나이트, 녹니석, 스멕타이트 순으로 감소하며, 깊이에 따른 입도가 거의 일정하다. 스멕타이트와 조립질 퇴적물의 함량은 비교 코어보다 약 2배 높다. 녹니석보다 카올리나이트의 함량이 높은 강은 보퍼트해 내에서는 연구된 결과가 없으며, 맥켄지강과 스멕타이트/일라이트, 카올리나이트/녹니석의 비가 같은 비교 코어와 구분된다. 비교 코어보다 많은 조립질 퇴적물과 깊이에 따라 일정한 입도는 MV에 의한 분출로 인한 것으로 유추된다. 비교 코어의 퇴적물은 맥켄지강 기원, 420 MV의 퇴적물은 MV의 분출에 의한 것으로 해석된다.

본 연구에서는 북극진동이 우리나라에 미치는 영향을 파악하고자 북극진동지수(AOI)와 북태평양에서 발생한 태풍의 개수 및 우리나라에 영향을 준 태풍의 개수, 또한 장마기간 중 총강수량 및 장마기간 중 강수일수와의 교차상관분석을 시도하였다. AOI 자료는 월단위 형태로 존재하나 교차 상관 분석에는 1월을 중심으로 한 평균 자료와 봄, 여름, 가을, 겨울의 계절자료를 이용하였다. 장마 특성 및 태풍 특성 자료는 모두 연 단위자료이 다. 본 연구에서는 AOI 및 태풍, 장마 자료의 가용성을 고려하여 1961년에서 2016년 사이의 자료를 이용하였다. 본 연구에서의 결과를 종합해 보 면, 북극진동은 우리나라의 장마 특성에 약한 수준이나 유의하게 영향을 미치고 있음을 확인할 수 있었다. 그러나 그 정도는 전체기간에 대해 일정 하지 않으며 시기에 따라 크게 다른 것으로 나타난다. 예를 들어, 최근 10년간 북극진동이 장마에 미친 영향은 교차상관계수로 0.8 이상이다. 그러나 그 전 30년간은 통계학적으로 유의한 영향은 없었다. 이와는 반대로 북극진동이 우리나라에 영향을 준 태풍의 개수에 미치는 영향은 전체적으로는 유의하지 않은 것으로 나타난다. 공교롭게도 부분적으로 보면 이 역시 기간에 따라 유의한 영향과 유의하지 않은 영향이 반복적으로 교차하는 모습을 보인다. 즉, 기간에 따라 북극진동의 영향은 비정상적으로 크게 변동하는 모습을 보인다. 또한, 북극진동이 우리나라의 장마와 태풍에 미치는 영향이 과거 1960년대에서 2000년대까지 서로 교차되는 특성을 보여 왔다는 점에 주목할 필요가 있다. 그러나 공교롭게도 2010년대에 들어서면서 장마에의 영향과 태풍에의 영향이 둘 다 증가하는 형태로 바뀐 것으로 보인다.

지구온난화와 더불어 진행되어 온 북극 해빙의 급격한 감소는 최근 들어 새로운 항로(무역로)와 북극해 연안의 광대한 탄화수소 자원(석유 및 천연가스)에 대한 전망뿐만 아니라 환경과 기후에 대한 지구적 관심을 야기 시켰다. 이러한 현상은 21세기 이래 북극이 자원과 항로에 대한 경쟁과 갈등, 환경과 기후에 대한 토론과 논의의 장이 될 것이라는 우려와 염려로 이어졌다. 그렇기는 하나 자원과 항로에 대한 국제적 우려는 엄밀히 말하면 “해양의 헌법”이라 할 수 있는 유엔 해양법협약(UNCLOS)을 통해 불식시킬 수 있는 것으로 입증되었다. 또한 급격하게 변화하는 북극해의 거버넌스를 위한 법적 틀을 마련해 주었다. 본 논문에서는 ‘협약’과 북극해 관할권 간의 관계를 보다 명확히 밝히기 위해 북극해 지역을 다음과 같이 5개로 구분하여 검토할 것이다. ①북극해 대서양 통로, ②유라시아 북극해, ③북극해 태평양 통로, ④북미 북극해, ⑤중앙 북극해. 해양법협약이 다루는 네 가지 쟁점은 특히 북극과 관련이 있다. ①얼음으로 덮인 지역(협약 제234조 ice-covered areas), ②국제 해협(협약 제3부 international straits), ③EEZ의 해양 과학 연구 및 환경 보호(협약 제13부 marine scientific research and environmental protection in the EEZ), ④지역협력(협약 제9부 regional cooperation). 북극해 해양지역의 관할권과 관련된 쟁점들을 정리하면 다음과 같다. ①북극해의 해양 경계와 기선(Baselines), ②군도(섬제도, Islands)에 대한 레짐(협약 제121조), ③대륙붕(continental shelf)(협약 제76조)과 대륙붕의 탄화수소 자원(Hydrocarbon resources), ④북극해 통과 해상루트의 항해, ⑤국가의 관할권 너머에 있는 북극해. 북극에는 캐나다와 그 이웃국가들 간의 관리된 2건의 해양경계 분쟁 외에 단 4건의 중요한 관할권 문제만 있다. 첫째는 러시아와 덴마크의 EEZ를 넘어선 대륙붕에 대한 중복된 주장이다. 이 건에는 캐나다가 곧 합류하게 될 것이다. 두 번째는 북방항로의 해협(러시아)과 북서항로의 채널(캐나다)을 통과하는 통항 권리를 둘러싼 “내수(internal waters)”와 “국제해협”의 분쟁이다. 세 번째 분쟁은 스발바르 군도의 EEZ와 대륙붕의 지위 문제다. 네 번째 쟁점은 EEZ를 넘어선 해저에 대한 잠재적인 청구국으로서 아직은 해양법협약의 비당사국인 미국의 지위 문제다. 따라서 몇몇 쟁점에도 불구하고, 북극해의 현재와 미래 평화 유지는 해양의 포괄적인 법적 질서를 제공하는 해양법 협약에 의해 제공될 수 있다.

Arctic sea ice as an indicator of climate change plays an important role in controlling global climate system. Thus, accurate observation and prediction of Sea Ice Concentration (SIC) is essential for understanding global climate change. In this study, we aim to improve the prediction accuracy of SIC by using machine learning and Regional Climate Model (RCM) data for a more robust method and a higher spatial resolution. Using the CORDEX RCM and NASA SIC data between January 1981 and December 2015, we developed three statistical models using Multiple Linear Regression (MLR), Support Vector Machine (SVM), and Deep Neural Network (DNN) which can deal with the non-linearity problem, respectively. The DNN model showed the best performance among the three models with the significant correlation between the predictive and observed SIC (r=0.811, p-value < 0.01)and the Root Mean Square Error (RMSE) of 0.258. With deeper considerations of the polar fronts and the characteristics of ocean current and tide, the DNN model can be applied for near future prediction of Arctic sea ice changes.

The spatial size and variation of Arctic sea ice play an important role in Earth’s climate system. These are affected by conditions in the polar atmosphere and Arctic sea temperatures. The Arctic sea ice concentration is calculated from brightness temperature data derived from the Defense Meteorological Satellite program (DMSP) F13 Special Sensor Microwave/Imagers (SSMI) and the DMSP F17 Special Sensor Microwave Imager/Sounder (SSMIS) sensors. Many previous studies point to significant reductions in sea ice and their causes. We investigated the variability of Arctic sea ice using the daily sea ice concentration data from passive microwave observations to identify the sea ice melting regions near the Arctic polar ice cap. We discovered the abnormal melting of the Arctic sea ice near the North Pole during the summer and the winter. This phenomenon is hard to explain only surface air temperature or solar heating as suggested by recent studies. We propose a hypothesis explaining this phenomenon. The heat from the deep sea in Arctic Ocean ridges and/ or the hydrothermal vents might be contributing to the melting of Arctic sea ice. This hypothesis could be verified by the observation of warm water column structure below the melting or thinning arctic sea ice through the project such as Coriolis dataset for reanalysis (CORA).

We investigated Arctic plants to determine if they have a specific mechanism enabling them to adapt to extreme environments because they are subject to such conditions throughout their life cycles. Among the cell defense systems of the Arctic mouse-ear chickweed Cerastium arcticum, we identified a stress-responsive dehydrin gene CaDHN that belongs to the SK5 subclass and contains conserved regions with 1 S-segment at the N-terminus and 5 K-segments from the N-terminus to the C-terminus. To investigate the molecular properties of CaDHN, yeast were transformed with CaDHN. CaDHN-expressing transgenic yeast (TG) cells recovered more rapidly from challenge with exogenous stimuli, including oxidants (hydrogen peroxide, menadione, and tert-butyl hydroperoxide), high salinity, freezing and thawing, and metal (Zn2+), than wild-type (WT) cells. TG cells were sensitive to copper, cobalt, and sodium dodecyl sulfate. In addition, the cell survival of TG cells was higher than that of WT cells when cells at the mid-log and stationary stages were exposed to increased ethanol concentrations. There was a significant difference in cultures that have an ethanol content >16%. During glucose-based batch fermentation at generally used (30℃) and low (18℃) temperatures, TG cells produced a higher alcohol concentration through improved cell survival. Specifically, the final alcohol concentrations were 13.3% and 13.2% in TG cells during fermentation at 30℃ and 18℃, respectively, whereas they were 10.2% and 9.4%, respectively, in WT cells under the same fermentation conditions. An in vitro assay revealed that purified CaDHN acted as a reactive oxygen species (ROS)-scavenger by neutralizing H2O2 and a chaperone by preventing high temperature-mediated catalase inactivation. Taken together, our results show that CaDHN expression in transgenic yeast confers tolerance to various abiotic stresses by improving redox homeostasis and enhances fermentation capacity, especially at low temperatures (18℃).

본 연구의 목적은 빙해역을 운항하는 선박의 쇄빙시 깨진 해빙에 의해 선수부 좌현 외판에 작용하는 국부 빙하중을 계측한 신호의 특성을 조사하는 것이다. 한국 최초의 쇄빙연구선인 아라온호를 이용하여 2010년 8월초 북극해에서 실선 시험을 수행하여 선수부에 설치된 변형률 게이지로부터 국부적인 빙하중에 의한 신호를 계측하였다. 국부적인 빙하중에 의한 구조 응답 특성을 반영한 계측 신호는 전형적인 유체 충격압에 대한 하중-시간 이력과 다소 다른 특성을 갖는 것도 있음이 파악되었다. 본 연구에서는 계측 신호에 대한 시간 이력을 분석하고, 무차원화된 특성값들로 나타내었다.

Water temperature in the eastern part of the Yellow Sea (EYS) during winter (JFM) and summer (JJA) from 1964 to 2009 and Siberian High Pressure Index (SHI) and Arctic Oscillation index (AOI) during winter (JFM) from 1950 to 2011 were used to analyze long-term variation in oceanic and atmospheric conditions and relationship between winter and summer bottom water temperature. Winter water temperature at 0, 30 and 50 m had fluctuated highly till the late of 1980s, but after this it was relatively stable. The long-term trends in winter water temperature at both depths were separated with cold regime and warm regime on the basis of the late 1980s. Winter water temperature at 0m and 50m during warm regime increased about 0.9°C and 1.1°C respectively compared to that during cold regime. Fluctuation pattern in winter water temperature matched well with SHI and AOI The SHI had negative correlation with water temperature at 0 m (r=-0.51) and 50 m (r=-0.58). On the other hand, the AO had positive correlation with Winter water temperature at 0 m (r=0.34) and 50 m (r=0.45). Cyclic fluctuation pattern of winter water temperature had a relation with SHI and AO, in particular two to six-year periodicity were dominant from the early of the 1970s to the early of the 1980s. Before the late of 1980s, change pattern in winter water temperature at 0 and 50 m was similar with that in the bottom water temperature during summer, but after this, relationship between two variables was low.

북극지역에 분포하는 Saxifraga 속에 식물종들은 분류가 까다롭고 연구보고가 매우 적다. 북극권인 노르웨이령 Svalbard와 한국에서 수집된 16종의 Saxifraga 속 식물의 RAPD를 통하여 유전적 다형성을 비교하였다. 실험에 활용한 12 종류의 URP primer 중 4종의 primer를 이용하여 총 79개(44.8%)의 다형성을 가진 DNA 밴드를 선발하여 UPGMA 분석으로 유전적 다형성을 비교하였다. 그 결과 북극 Svalbard에서 수집된 9종의 Saxifraga 속 식물들이 한국에서 수집된 종들에 비해 유전적 다형성이 큰 것으로 확인되었다. 유사도 매트릭스를 활용한 분석 결과는 두 지역에 수집된 종들간에 비교적 뚜렷한 구룹을 형성하였으며, 한국 분포종의 RAPD는 북극 Svalbard 지역에 분포하는 종들에 비해 유사도가 높은 것으로 분석되었다. 본 연구를 통하여 우리는 두 지역에 분포하는 종들 간의 형태적 유사성이 유전적 유사성과 일치하고 있음을 확인하였다. 또한 분석 결과를 통하여 두 지역간의 지리적 격리, 집단내 영양 생식, 그리고 두 지역간의 환경조건의 차이가 높은 수준의 유전적 다형성을 형성하는 요인이 될 것으로 추론할 수 있었다.