본 연구는 대류경계층(CBL) 구조 분석을 위해 Haar 이산 웨이블릿 변환(DWT)과 온위()-수증기 혼합비(r) 공 분산 관계를 활용하는 방법을 제시하였다. Haar DWT로 계산된 근사 계수는 연직 및 r 프로파일이 가지는 평균적인 경향성을 나타내며, 여러 규모에서의 상세 계수들 각 규모에서의 세부적인 변동성을 나타낸다. 두 변수의 상세 계수들 을 곱함으로써 각 규모에 대한 연직 -r 공분산 프로파일을 구하였다. 본 연구는 지표층 및 혼합층 상단 고도를 추정하 기 위해 가장 작은 규모, 즉 segment 길이가 약 1.5m 규모의 변동성이 제거된 공분산 프로파일을 활용하였다. CBL 내 -r 공분산 구조는 지표층에서 양의 값, 혼합층에서 0, 그리고 유입대에서 음의 값을 가진다. 이러한 구조를 바탕으 로 연구 기간 내 선정된 32개의 맑은 날 사례에 대해서 지표층 및 혼합층 상단 고도를 추정하였다. 추정된 고도는 연 직 및 r 프로파일과 비교함으로써 CBL 구조 정량화를 위한 Haar DWT와 -r 공분산 방법을 제안하였다.
According to previous studies, the El Niño Southern Oscillation (ENSO) does not appear to regulate TC activity over Korea. By dividing the TC season into two sub-seasons, i.e. summer and autumn, we found the opposite response of TC activity over Korea to ENSO phases between the sub-seasons. In summer, about 1.2 more TCs affect Korea during El Niño than during La Niña, while about 1.2 fewer TCs do so in autumn. The opposite responses to ENSO could reduce the statistical significance of the relationship between ENSO and TC activity over Korea when the entire TC season (July to October) is considered. In summer, the southerly anomaly over the southern sea of the Korean peninsula due to the eastward retreating subtropical high allows a greater number of TCs to approach Korea during El Niño compared to La Niña. On the other hand, in autumn, the northwesterly anomaly due to the westward extension of the subtropical high leads to a smaller number of TC approaches.
산악 지역이 대부분인 한국에서는 많은 깎기비탈면이 사회기반시설 건설사업의 일환으로 조성된다. 경주지역에 서는 초기 깎기비탈면 설계 시 깎기비탈면의 안정성을 평가하기 위해 암종 및 지질구조 파악을 위한 시추 및 지표지질 조사를 실시하였다. 또한, RMR (Rock Mass Rating), SMR (Slope Mass Rating), 입체투영법, 한계평형분석 등을 이용 하여 사면안정성을 정량적으로 평가하였다. 본 연구에서는 경주지역의 토사층과 풍화암으로 구성된 깎기비탈면은 총길이 110m, 높이는 10-19 m, 경사도는 51/175-155 (경사/경사방향)로 구성되어 있으며, 시추결과에 따라 3개 구역(A, B, C)으로 구분하였다. 구역 A에서 사면에 대한 수많은 불연속성과 준평행 절리가 관찰되어 평면 파괴의 위험이 있는 것 으로 분석되었으며, 이로 인해 불안정하고 풍화가 심한 깎기비탈면에 대한 보강 작업을 하였다. 한계 평형 분석에 따르 면, 세 구역 모두의 깎기비탈면은 건기와 지진 조건에서 모두 불안정한 것으로 분석되었다. 이 분석을 바탕으로 국토교 통부가 정한 사면 안전 계수 기준과 시공성, 경제적 타당성과 같은 현장 특정 조건을 고려하여 깎기비탈면에 대한 마 이크로파일 보강재를 적용하였다. 이 연구는 복합 비탈면의 안정성평가와 적합한 보강 공법 선택에 실무적 방법론을 제 공하며, 유사 지역의 비탈면 설계 및 관리에 기여할 수 있다.
경상분지 동남부인 부산 기장군에 분포하는 이천리층은 퇴적시기와 층서 대비가 이루어지지 않은 백악기 퇴적 층으로 최근 방산충 화석을 포함하는 쳐트역이 보고되어 기원지에 대한 관심이 높은 지역이다. 이번 연구에서는 이천리 층의 퇴적시기와 기원지를 규명하고, 후기 백악기 경상분지의 고지리에 대한 정보를 얻기 위해 이천리층 사암 내 쇄설 성 저어콘을 이용해 U -Pb 연대를 분석하였다. 이천리층은 선캄브리아시대에서 중생대 백악기에 이르는 넓은 연령 분포 를 보이며, 백악기, 페름기, 고원생대 연령이 우세하다. 약 95 Ma의 최소 가중평균연령을 통해 이천리층의 최대 퇴적시 기는 후기 백악기 초 세노마눔절(Cenomanian)로 제한된다. 외래기원의 방산충 함유 쳐트역과 함께 한반도 내 인접 지역에서는 분포하지 않는 중기 페름기 저어콘의 높은 함량은 이천리층의 퇴적 동안 남서 일본 지역으로부터 퇴적물이 유입되었음을 시사한다. 연대 분포를 비교한 결과, 이천리층의 주된 퇴적물 공급지는 영남육괴와 미노-탐바 쥐라기 복 합체(Mino-Tamba Jurassic accretionary complex)로 해석되며 퇴적물 공급 과정에서 페름기 연령을 가지는 암체 (Maizuru Belt)와의 혼합이 중기 페름기 저어콘의 높은 산출량에 기여한 것으로 판단된다. 다차원척도법 (multidimensional scaling)을 이용한 통계적 유사도 분석 결과도 이와 같은 해석을 뒷받침한다.
2024년 1월 1일 발생한 규모 7.5의 일본 노토지진은 강력한 지반 운동, 지진 해일과 함께 대기 압력 변동에 의 한 인프라사운드 신호를 동반하였다. 노토지진 인프라사운드 신호는 진앙에서 약 830 km 떨어진 국내 인프라사운드 관측소 뿐만 아니라 약 3,500 km 떨어진 국제관측망에서도 탐지되었다. 지진 발생 당시 성층권과 중간권 고도에 형성된 동-서 반대 방향의 강한 바람은 동북아시아 지역에 위치한 관측소와 반대 방향인 태평양에 위치한 관측소에서 지진 인 프라사운드 신호 관측을 가능하게 하였다. 역-투사 방법으로 음원의 발생지역을 계산한 결과, 고주파수 대역(1-2 Hz)의 인프라사운드 신호는 주로 진앙을 포함한 일본 내륙의 지반 운동으로 발생했으며, 저주파수 인프라사운드(0.3 Hz 이하) 는 지진과 동시에 발생한 일본 서쪽 해안의 지진 해일(해수면 운동)에 의해 발생한 것으로 해석된다. 지표면-대기 상호 작용 관계식과 지진 해일 경보 높이(3 m)로 추정한 지진 해일 기원의 인프라사운드 음원 크기는 약 120 Pa로 육지 지 반 운동에 의한 음원의 크기(약 280 Pa)와 비교될 만한 것으로 확인되었다. 2024년 노토지진은 지구 표면의 지반 운동 과 해수면 운동에 의한 인프라사운드 신호가 다중 관측소에서 동시에 관측된 사례로 평가된다.
2022 개정 과학과 교육과정은 교과 맥락에 따른 지식 정보 처리 역량 및 과학 탐구 능력 함양을 위해 디지털 탐구 도구 활용을 통한 교수·학습 활동을 강조한다. 이에 따라 본 연구에서는 공공 데이터를 활용한 지구과학 탐구 활 동을 개발하였다. 본 탐구 활동은 기상청 날씨누리의 지진 데이터를 노코딩 시각화 도구인 오렌지를 활용하여 시각화하 고 분석하도록 구성되어, 학생들이 지진대와 판의 경계와의 관련성을 과학적으로 이해할 수 있도록 돕는다. 개발한 탐 구 활동을 중학교 학생들에게 적용하였으며, 탐구 활동이 학생들의 지식 정보 처리 역량 함양에 긍정적인 영향을 주었 음을 확인하였다. 또한 탐구 활동이 데이터 활용 범위를 확장시켜 학생들이 새로운 질문을 생성할 수 있도록 하는 데 도움이 되었음을 파악하였다. 본 연구는 공공 데이터와 시각화 도구를 효과적으로 활용할 수 있는 탐구 활동을 제안한 다. 탐구 활동에서 경험하는 다양한 방식의 데이터 처리, 시각화 및 분석 과정은 학생들이 복잡한 자연 현상을 조금 더 쉽게 이해하는 데 도움을 줄 수 있으므로, 이러한 점에서 본 연구의 탐구 활동이 과학 수업에서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
이 연구의 목적은 Giorigi의 현상학적 연구 방법을 토대로 지구과학 예비교사들이 ChatGPT를 활용한 과학 수업 실행 경험을 탐색하는 것이다. ChatGPT를 활용한 지구과학 모의 수업을 경험한 예비교사 4명(남2, 여2)이 이 연구에 참여하였다. 연구 참여자들을 대상으로 두 차례 걸쳐 면담을 진행하였다. 면담은 통시적인 관점에서 개인적 경험에 대 해 생애사적 이해, 실제 경험, 의미에 대한 성찰 세 단계로 구분되었다. 지구과학 예비교사들이 ChatGPT를 활용한 수 업 실행 경험 분석 결과, ‘기술에 대한 불안에서 자신감으로 Gen AI 활용에 대한 인식 변화’와 ‘Gen AI의 과학 교수 학습적 한계와 도전적 접근’으로 구분하였다. 세부적으로 ‘교수학습 과정에서 수업 설계의 주제 선정 및 탐구 활동의 구체화’, ‘ChatGPT 수업 실행의 도구적 활용 및 과학적 탐구 활동 촉진’, ‘Gen AI의 정보 제공과 그 한계’, ‘교사의 교 수학습 개입의 필요성, 유의점 그리고 향후 과제’로 구체화하였다. 이 연구는 지구과학 예비교사들이 ChatGPT를 활용한 수업을 통해 Gen AI 도구의 교육적 활용과 교사 역량 개발에 대한 기초적인 자료를 제공하는 것으로써 향후 Gen AI 기반 지구과학 학습의 이론적 토대를 마련하는 데 도움이 될 것이라 기대한다.
최근 과학 교육 분야에서는 체화된 인지 혹은 인지의 체화성 또는 신체성에 대한 관심이 높아지고 있다. 그런데 여러 과학 분야 중에서도 지구과학은 체화된 인지가 중요한 역할을 하는 분야임에도 불구하고, 그동안 지구과학 교육에 서 이에 대한 연구는 상대적으로 미흡한 편이다. 이 점을 고려하여 본 연구에서는 지질 현장에서 이루어지는 탐구를 중심으로 지구과학적 실행의 체화성에 대해 이론적으로 고찰하였다. 이를 위해 체화된 인지와 지구과학적 실행에 관한 문헌들을 고찰하고, 그 내용을 ‘지각하기, 상상하기, 표상하기’라는 현장 기반의 지질학 탐구의 세 단계에 따라 제시하 였다. 지질학 탐구 현장에서 지각하기는 몸의 여러 가지 지각 활동을 토대로 탐구 대상에 대한 정보를 창출하는 과정 이다. 상상하기 과정에서는 신체적 경험이 상상의 내용을 제공하며 신체적 제약이 몸의 한계를 뛰어넘는 상상을 유발한 다는 점에서 체화성이 중요한 역할을 한다. 표상하기는 몸을 사용하여 지질학적 탐구 대상의 특징이나 과정을 재현하는 과정으로서, 지질학 탐구의 체화성을 잘 나타내고 있다. 지구과학적 실행의 체화성에 관한 이러한 고찰이 지구과학 교 육에 시사하는 점을 논의하였다.
본 연구는 I B 천문학에 반영된 과학의 본성(Nature of Science, NOS) 요소를 분석하고 요소 간 상호 연결을 살 펴봄으로써 우리나라 지구과학교육에서 NOS 교육에 대한 시사점을 탐색하고자 하였다. NOS의 다양한 측면을 포괄하 는 관점인 재개념화한 가족유사성 접근법 NOS(RFN)를 분석틀로 활용했으며, 요소 간 상호 연결을 시각화하기 위해 인식 연결망 분석(ENA)을 사용했다. 연구 결과, 인지-인식론적 체계에 해당하는 RFN요소의 출현 빈도에 비해 사회-제 도적 체계에 해당하는 RFN요소의 출현 빈도는 상대적으로 낮게 나타났다. 인지-인식론적 체계의 RFN요소 중에서는 ‘과학적 실천’과 ‘과학 지식’이 높은 출현 빈도를 보였다. 사회-제도적 체계의 RFN요소 중에서는 ‘사회적 가치’와 ‘사회 조직과 상호작용’이 높은 출현 빈도를 보였다. 또한, 토픽과 항목에 따라 RFN 요소의 출현 빈도가 다소 다르게 나타났 다. 연구 결과를 바탕으로 천문학 영역의 주제-특이적 요소를 반영한 NOS 교육에 대한 시사점을 도출하고 후속연구를 제안하였다.
본 연구는 지난 10여년간 고려대학교 및 한국과학기술연구원(KIST)에서 AMS를 이용하여 측정된 우주선유발 동위원소 10 Be의 준비 및 측정 과정을 다룬 보고서이다. 총 2 4세트의 표준물질과 107개의 Blank시료가 분석되었으며, 2017년 이후 표준물질의 측정 재현성이 크게 향상되어 국제적인 주요 실험실의 결과와 비교할 만한 수준의 성과를 보였다. 그러나 Blank 값은 사용된 9 Be 캐리어의 종류 및 석영 추출 과정과 AMS 측정 세팅 등 실험 조건에 따라 영향 을 받는 것으로 나타났으며, 이는 잠재적인 오염원을 체계적으로 추적하고 관리할 필요성을 시사한다. 본 연구는 10 Be Background 값을 줄이는 것이 우주선유발 동위원소 연구의 범위를 넓히는 데 중요한 역할을 함을 강조한다. 낮은 Background 값은 상대적으로 최근에 형성된 지형이나 오랜 시간 매몰되어 방사성 핵종이 상당량 감소한, 저준위 10 Be 지형의 연대측정을 가능하게 한다. 향후 연구에서는 실험 과정을 개선하고 가중평균 계산법 등의 새로운 통계적 방법을 도입하여 측정 오차를 최소화하는 데 중점을 둘 예정이다. 본 연구는 다양한 시간적 및 공간적 규모에서 지구표면과학 연구를 발전시키기 위한 우주선유발 동위원소 분석의 기반을 제공한다.