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한국지구과학회지 KCI 등재 The Journal of The Korean Earth Science Society

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권호

제47권 제3호 (2026년 6월) 9

1.
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2024년 3월 20일 영동지역에서는 단시간에 많은 강설이 발생했으며 동해 지점에서는 12.7 cm의 강설이 관측되 었다. 본 연구 사례의 기작을 분석하기 위해 ASOS 관측자료, 지상 및 상층 일기도, ERA5 (ECMWF Reanalysis v5) 재분석 자료, 레윈존데, 천리안 2A (GK-2A) 위성 자료를 이용하였다. 300 hPa 상층 일기도에서는 우리나라 서해 및 중 부지역으로 제트기류가 위치하며, 500 hPa 일기도에서는 위치소용돌이도 이상과 관련된 절리 저기압이 우리나라 북서쪽 에 발달하였다. 특히 열역학적 및 운동학적 특성 분석에서 상층에 절리 저기압이 위치하면서 30oC의 한랭핵이 위치하 고, 상층의 차고 건조한 성층권의 공기가 중·하층으로 유입되면서 대류권계면 접힘에 의해 양(+)의 위치소용돌이도의 연직 발달로 이어져 하층 수렴이 확대되면서 저기압성 순환이 강화되었다. 결과적으로 동해상에서 중규모 저기압의 발 달을 유도하여, 짧은 시간 내 영동지역에 강설이 나타나게 한 것으로 해석된다.
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2.
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선박 운항 및 해상 활동의 증가로 인해 해상사고 위험성이 지속적으로 높아지고 있으며, 광범위한 해역을 효율 적으로 감시할 수 있는 원격탐사 기반 선박탐지 기술의 중요성이 커지고 있다. 본 연구에서는 광학 위성영상 기반 비 지도 학습 기법을 활용한 선박탐지 및 크기 추정 방법을 제시하였다. 이를 위해 Sentinel‐2 Level‐2A 반사도 영상을 사 용하였으며, 부산항 인근 해역을 대상으로 분석을 수행하였다. 먼저 주성분분석(Principal Component Analysis, PCA)을 적용하여 분광 정보를 압축하고 노이즈를 저감한 후, K‐means 클러스터링을 통해 선박과 해수를 분리하였다. 이후 선 박자동식별시스템(Automatic Identification System, AIS) 자료를 활용하여 탐지 결과의 정확도를 평가하고, 타원 피팅 기법을 적용하여 선박 길이를 추정하였다. 분석 결과, PCA 기반 전처리는 선박과 해수 간 반사도 차이를 효과적으로 강화하였으며, K‐means 클러스터링은 약 80% 수준의 탐지 정확도를 나타내었다. 또한 AIS 자료와의 비교에서 평균 약 78 m 수준의 위치 차이를 보여 탐지 결과의 공간적 신뢰성을 확인하였다. 타원 피팅 기반 길이 추정에서는 대형 선박 을 대상으로 실제 등록 길이와 비교한 결과, 약 38m의 평균제곱근오차(Root Mean Square Error, RMSE)가 산정되었 다. 본 연구는 추가 학습자료 없이도 광학 위성영상 기반 비지도 접근을 통해 선박탐지와 크기 추정이 가능함을 제시 하였으며, 향후 해양 감시 및 선박 모니터링 분야에 활용 가능성을 제공한다.
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3.
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Soil degradation caused by physical, chemical, and biological processes weakens soil stability and contributes to soil contamination, underscoring the critical importance of sustainable soil management. This study examines the legislative intent, distinctive regulatory approaches, and implementation challenges associated with Korea’s Soil Environment Conservation Act (SECA) and China’s Law on the Prevention and Control of Soil Contamination (LPCSC). Korea and China differ in their geology, geography, and territorial scale, resulting in clear differences in soil formation, utilization, and management. Both laws embody a shared fundamental commitment to safeguard soil quality to protect public health and ecological integrity while reflecting the unique geological, geographical, territorial, and social contexts of each country. Both laws emphasize proactive prevention, the polluter-pays principle, and systematic monitoring and information sharing as essential pillars of effective soil governance. The two laws also reveal notable distinctions. The SECA, which was enacted earlier, reflects Korea’s adaptive response to industrialization; however, the LPCSC, a more recent and comprehensive statute, addresses China’s broader and more accumulated legacy of contamination. Accordingly, this study provides valuable insights into the evolution of soil environmental laws, implementation challenges, and potential pathways for developing more effective soil policies.
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4.
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본 연구는 경상남도 고성군 동해면 구절폭포(폭포암) 일대에 노출된 백악기 화강섬록암-진동층 이암 접촉부를 대상으로 야외 관찰과 암석기재학적 분석을 통해 관입 양상과 폭포 형성과정을 해석하였다. 연구지역의 화강섬록암질 관입체는 진동층 이암의 층리 또는 엽층리면을 따라 수평 내지 아수평으로 연장하며, 국부적으로 렌즈상 또는 분기상으 로 산출된다. 접촉부에는 수 mm-0.5 cm 두께의 얇은 급랭주연부, 비교적 명확하나 국부적으로 요철을 보이는 경계, 그 리고 좁은 열적 변질대가 발달한다. 화강섬록암 내부에는 판상·렌즈상·블레이드 형태의 이암편이 포함되어 있다. 이 이 암편 내부에는 엽층리가 보존되고, 화강섬록암과 이암 사이에 파쇄 또는 혼합 조직이 나타나지 않는 점으로 볼 때 관 입 당시 진동층 이암이 완전한 미고결 퇴적물이 아니라 매몰, 압밀 및 부분 고화가 진행중인 상태였음을 시사한다. 따 라서 이 접촉부는 화강섬록암질 마그마가 진동층 이암의 구조적 약대를 따라 비교적 낮은 에너지 조건에서 주입되어 형성된 관입 접촉부로 해석된다. 이후 단층과 절리 발달, 융기와 삭박, 암석별 풍화·침식 저항성 차이에 따른 차별침식 이 누적되면서 현재의 구절폭포 단애와 협곡 지형이 형성되었다. 구절폭포는 백악기 관입작용, 접촉부 냉각·변형, 차별 침식 지형 발달을 한 장소에서 관찰할 수 있는 지질학적·교육적 가치가 높은 지질명소이다.
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5.
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제주도는 지표의 대부분이 제4기 현무암질 용암류와 화산쇄설암으로 이루어져 있지만, 연안을 따라서는 흑색의 화산쇄설성 해빈부터 백색 내지 연황색을 띠는 생물쇄설성 탄산염 해빈, 그리고 전 세계적으로 희귀한 홍조단괴 해빈에 이르기까지 퇴적물의 기원과 조성이 매우 다양한 해빈이 분포한다. 본 연구는 제주도 11개 대표 해빈(삼양·함덕·김 녕·신양·우도·표선·쇠소깍·중문·한장동·협재·이호)을 대상으로 야외 조사를 통해 색상, 구성성분, 입도, 입자 형태를 기재하였으며, 실내에서 실체현미경 관찰, 자성 반응 시험, 묽은 염산 반응 시험을 수행하였다. 분석 결과, 제주도의 해 빈 퇴적물은 기원지, 광물학적 조성 및 운반기작에 따라 화산쇄설성 현무암질 해빈, 해양 생물 기원의 생물쇄설성 탄산 염 해빈, 혼합 해빈, 그리고 홍조단괴 해빈의 네 가지 유형으로 분류되었다. 겉보기에 유사한 흑색 해빈이라 하더라도 모암의 특성(현무암 용암류 대 수월봉 수성화산쇄설암)과 퇴적물의 운반 기작(제자리 파식 작용 대 효돈천을 통한 원거 리 유입)에 따라 자성 반응과 입도 분포에서 뚜렷한 차이를 보였다. 이는 제주도 연안 해빈의 분포가 단순한 모암의 파 식 및 풍화산물에 국한되지 않고, 파랑 에너지, 연안류, 하천 수계를 통한 쇄설물 유입, 탁월풍에 의한 풍성 작용, 그리 고 기존 퇴적층의 재동 작용 등 복합적인 지질·해양학적 기작에 의해 지배되고 있음을 시사한다. 지질유산적 가치를 평가하기 위하여 Brilha (2016)의 지질유산 가치 평가 체계를 해빈의 특성에 맞게 재구성하여 과학적 가치(40점)와 활 용 가치(60점)의 두 영역으로 구성된 100점 만점의 평가체계를 적용하여 6개 대표 해빈(한장동·김녕·협재·신양리·중 문·우도 홍조단괴)을 정량적으로 평가하였다. 평가 결과 김녕 해빈(88.0점), 우도 홍조단괴 해빈(85.0점), 협재 해빈(83.0 점)이 잠재적 지질명소로서 활용 가능성이 높게 나타났다. 이 결과는 제주 해빈이 휴양 공간을 넘어 화산지형 중심의 기존 지질명소 체계를 보완하는 잠재적 지질명소로서, 교육·해설·지질관광 기능의 확장에 기여할 수 있음을 시사한다.
5,500원
6.
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본 연구는 충청권 지하수 내 질산성질소(NO3-N) 농도에 영향을 미치는 수화학적 요인과 토지피복 요인을 평가 하였다. 이를 위해 2017년부터 2024년까지 수집된 4,301개 관정의 지하수 수질 자료와 관정 중심 50-300 m 반경의 토 지피복 변수를 결합하여 분석하였다. 지하수 수질 특성은 주성분분석, 탐색적 요인분석, 계층적 군집분석 및 K-means 군집분석을 통해 평가하였으며, CatBoost 모델과 SHAP 분석을 활용하여 질산성질소 예측 성능과 주요 변수의 기여도 를 해석하였다. 분석 결과, 질산성질소, 경도, 염소이온, 황산이온은 인위적 오염과 관련된 주요 수화학 변수로 확인되 었다. 군집분석에서는 지하수 시료가 저농도, 중간 농도, 고농도 군집으로 구분되었으며, 질산성질소 농도가 증가할수록 주요 이온 농도도 함께 증가하는 경향을 보였다. CatBoost 모델은 200 m 버퍼 반경에서 가장 우수한 검증 성능을 보였 고, 300 m 반경에서도 낮은 예측 오차와 유사한 성능을 나타냈다. SHAP 분석 결과, 염소이온과 경도가 가장 영향력 있는 변수로 나타났으며, 농업지역 면적 비율은 질산성질소 농도와 양의 관련성을 보였다. 이러한 결과는 지하수 질산 성질소 오염이 수화학적 특성과 토지피복 요인의 복합적인 영향에 의해 조절되며, 다중 반경 토지피복 변수와 머신러닝 기법이 지하수 수질 평가에 유용하게 활용될 수 있음을 시사한다.
5,100원
7.
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본 연구는 다양한 인위적 잡음원이 존재하는 도심지 환경에서 상시미동 단일관측점 수평 대 수직 스펙트럼비 (Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio, HVSR) 기법을 활용한 기반암 심도 산출의 적용성과 한계를 검토하였다. 이를 위 해 서부산낙동대교 일대 도심 지역의 27개 지점에서 획득한 상시미동 자료를 시추 주상도와 비교 분석하였다. 연구 지 역의 공명주파수는 0.89-1.33 Hz 범위에 분포하였으며, 시추공과 지진계 간 이격 거리가 10m 이내인 14개 지점의 자료 를 이용하여 공명주파수와 기반암 심도 간 지역 고유의 경험적 상관관계식을 도출하였다. 도출된 관계식을 전체 27개 지점에 적용한 결과, 국지적인 지질 불균질성 또는 불리한 관측환경의 영향을 크게 받은 4개 지점을 제외한 나머지 지 점에서는 절대 오차가 0.6-4.7m 범위에 분포하였고, 평균 절대오차는 약 2.5m로 나타나 비교적 양호한 심도 추정 성능 을 보였다. 한편, 도심지 특유의 복합적 환경 변수는 HVSR 기반 심도 추정의 정밀도에 영향을 미치는 것으로 확인되었 다. 인위적 잡음원으로부터 충분히 떨어진 지점에서는 10일간 비교적 일관된 공명주파수가 관찰되었으나, 고속도로, 교 각 하부 및 수계 인접 지점에서는 차량 통행 등 인위적 진동의 영향으로 공명주파수의 불확실성이 증가하였다. 또한 기 반암의 급격한 기복이나 매립층 발달과 같은 국지적 지반 불균질성은 경험적 상관관계식에 충분히 반영되지 않아 심도 추정 오차를 증가시키는 내적 요인으로 작용하였다. 특히 일부 지점에서는 공명주파수의 시간적 안정성이 확보되었음에 도 불구하고 심도 추정 오차가 크게 나타나, 안정적인 공명주파수만으로 기반암 심도 추정의 정확성을 보장하기 어렵다 는 점을 확인하였다. 따라서 복잡한 도심지에서 HVSR 탐사의 신뢰성을 높이기 위해서는 주요 진동원으로부터 가급적 충분한 이격 거리를 확보하고, 센서를 적정 심도로 매설하며, 악천후의 영향을 최소화한 관측 조건에서 공명주파수의 재 현성을 확인할 필요가 있다. 또한 잡음원의 영향이 크거나 지질 불균질성이 뚜렷한 지역에서는 실측 전단파 속도(Vs) 정 보 등 타 물리탐사 자료와의 교차 해석을 병행함으로써 경험식의 한계를 보완할 수 있다. 이러한 조건이 충족된다면 HVSR 기법은 지진재해 예측과 천부 지반 평가를 위한 유효하고 경제적인 대안 탐사법으로 활용될 수 있을 것이다.
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8.
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본 연구는 한국교원대학교 캠퍼스에 설치한 고밀도 지오폰 관측망의 연속 자료를 이용하여 일상적 캠퍼스 환경 의 자연 배경잡음과 인위 신호를 시공간적으로 분석하였다. 약 1.0 km×0.6 km 영역에 약 100 m 간격으로 배치한 60개 지오폰 노드의 수직 성분을 사용하였으며, 광대역 파워스펙트럼밀도(Power Spectral Density, PSD)의 시공간 분포 분석, 시간대별 PSD 공간 매핑, 그리고 적 이동 신호의 다관측소 도플러 곡선 모델링을 결합하여 적용하였다. PSD 분석 결 과 0.1-1Hz 대역은 풍속과 기압 변화에 따른 광역 자연 환경 신호의 상대적 변동을, 30-80 Hz 대역은 강수에 의한 광 대역 동시 상승을, 1-60 Hz 대역은 차량·보행·시설 가동 등 캠퍼스 내부 인위 활동의 비균질 공간 분포를 주로 반영하 였다. 30-60 Hz 대역의 시간대별 평균 지도는 주중 일과 시간대에 캠퍼스 중심부와 주요 도로 주변의 PSD가 증가하고, 야간과 주말에는 관측망 북동부(KN011, KN012 등)에 위치한 기숙사와 일부 도로 주변에만 신호가 잔존함을 보여 준 다. 2022년 7월 20일 자료에서는 동일 시간 영역에 (1) 원거리 항공체에 의한 다중 모드 도플러 신호, (2) 캠퍼스 내부 이동수단에 의한 다중 모드 도플러 신호, (3) 보행자 등 저속 이동에 의한 비도플러 광대역 신호가 함께 관측되었다. 원거리 항공체 신호에 대해 59개 가용 관측소 중 46개에서 신뢰도 높은 도플러 모델 결과를 얻었으며, 정지 주파수는 79.68±0.53 Hz, 속도는 63.2±3.7 m/s, 평면 회귀 방위각은 178.7o로 추정되었다. 고해상도 PSD에서 17.2와 79.5 Hz 및 그 배음이 동시에 확인되어, 해당 신호원은 4개의 주회전날개와 꼬리회전날개를 갖는 헬리콥터 계열 항공체로 해석된다. 본 연구는 일상적 인위 잡음이 우세한 캠퍼스 환경에서도 고밀도 관측망을 이용하면 신호원의 시간 패턴, 공간 분포, 이동 방향, 속도, 회전체 특성을 정량적으로 추정할 수 있음을 보인다.
4,900원
9.
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본 연구는 과학영재학교 학생을 위한 지구과학 데이터 소양(Earth Science Data Literacy, ESDL) 교수학습자료 를 개발하고, 개발 자료가 NGSS 과학실천을 어떻게 구현하는지 분석하였다. 개발은 설계 기반 연구(DBR)로 일곱 가 지 설계 원리를 적용하여 실제 지구과학 데이터, Python 기반 처리와 시각화, 과학 논문 읽기를 통합한 주피터 노트북 12개로 구성하였다. 분석은 학습자 성취가 아니라 자료 자체를 대상으로, 셀 단위 키워드 빈도와 로컬 언어모델 보조 구현 깊이(0-3점)를 함께 검토하고 키워드 탐지의 정밀도와 재현율을 독립 코딩과 대조하여 검증하였다. 개발 자료는 총 642개 셀(코드 셀 248개, 6,327줄)로 천문, 대기, 공간정보, 지질, 해양, 기상 데이터를 포함하였다. 분석 결과 총 553개의 과학실천 단서(자료당 평균 46.1개)가 확인되었고, 데이터 분석 및 해석(SEP4, 138회)과 수학 및 계산적 사고 (SEP5, 99회)의 빈도가 가장 높았으며 모델 개발 및 사용(SEP2, 90회)과 정보 획득, 평가 및 소통(SEP8, 89회)이 뒤를 이었다. 구현 깊이에서는 SEP5(평균 1.8)가 가장 높았던 반면, 증거 기반 논증(SEP7)은 빈도(13회)와 깊이(평균 0 .7) 양 쪽에서 최저였다. 이는 주피터 노트북 기반 지구과학 자료가 ESDL 구성 요소를 자료 수준에서 반영하도록 설계될 수 있으나, 데이터 분석을 증거 기반 논증으로 잇는 명시적 스캐폴딩이 필요함을 시사한다.
4,800원