엘니뇨와 남방진동(엔소)은 변동 주기가 2-8년으로 넓게 걸쳐있으며 그 진폭과 주기 또한 천천히 변하는데 이런 특징을 각각 엔소 불규칙성과 엔소 변조라 한다. 이 연구는 비선형 대기 변동성을 나타나는 Lorenz-63 모형과 간단한 충전 진동자 모형을 결합함으로써 비선형 저차 기후모델을 개발하였다. 이 모델은 동태평양의 해수면 온도 변동의 중심 주기, 넓은 주기성, 강도의 수십 년 변동 등과 같은 관측에서 보이는 엔소 특징을 잘 재현하였다. 이것은 대기 카오스 강제력이 엔소의 불규칙성과 변조를 이끌 수 있음을 보여준다. 덧붙여 모델은 서태평양 온난역의 대류활동이 강해지면 라니냐 발생 가능성이 높아지는 것을 제시하였다. 이 모델은 간단하면서도 적도 태평양의 대기-해양 비선형 상호작용을 잘 모사하고 있기에 향후 장기 기후변화 연구에 활동될 것으로 기대된다.

북대서양 자오면 순환(AMOC)은 그린란드 부근에서 고밀도 해수의 침강으로 유도되는데, 이것은 열과 물질을 수송시키기 때문에 기후 시스템의 중요한 요소이다. 이 연구는 전 지구 기후모델 중 하나인 HadGEM2-AO 모델에서 모의된 AMOC의 특징과 장기변동 메커니즘을 분석하였다. AMOC 지수를 이용한 지연 상관 분석을 통해 AMOC의 수십 년 변화는 해양 자체유지 변동으로 간주할 수 있었다. 즉 AMOC의 장기 변화는 남북 수온 경도와 해양 순환의 위상차로 인해 발생하는 불안정성에 의한 것으로 분석되었다. AMOC가 강해지면서 열의 북향 수송에 의해 남북 수온 경도가 작아지고, 따라서 해수의 순환과 열 수송이 줄어드는데, 이와 함께 고위도에서는 냉각이 유도되어 결과적으로 다시 AMOC가 강해지게 된다. 이 메커니즘은 저위도로부터 이류되는 열의 양에 따라 고위도 지역의 밀도 변화가 결정되기 때문에 AMOC의 변동을 염분 유도가 아닌 열적 유도 과정으로 이해할 수 있다.

대기 중 이산화탄소 등의 농도가 지속적으로 증가하고 있음에도 최근 10여 년 동안(2002-현재) 전지구 지표 온도는 거의 답보상태에 머물러 있다. 이처럼 온실기체 강제력에도 불구하고, 지구 온난화 경향이 사라진 듯 보이는 현상을 지구 온난화 멈춤(hiatus)이라 한다. 이 연구는 HadGEM2-AO가 모의한 RCP8.5 시나리오 실험(95년간) 자료를 분석하여, 온난화 멈춤 시기의 특징을 분석하였다. 온난화 멈춤 기간을 나타내는 시계열은 동서 평균한 연직 해수 온도 분포를 EOF 분석하여 구한 두 번째 PC (PC2)로 정의하였다. PC2를 이용하여 온난화 멈춤과 엔소와의 관련성, 기후시스템의 변화 등을 분석하였다. 라니냐 지수(NINO3지수에 -1을 곱하여 정의)가 PC2를 약 11개월 앞서는 것으로 보아 라니냐 발생이 온난화 멈춤을 유도할 수 있음을 발견하였다. 또한 기후시스템의 냉각은 해수 표층의 열이 해양 내부로 침강으로 나타남을 보였다. 이는 해양의 열흡수에 의해 전지구 온도 상승률이 약화되었음을 의미한다. 온난화 멈춤 시기에 북태평양과 북반구 극지는 양의 온도 편차가 나타났으며, 열대 해양에서는 무역풍이 강화되었다.

기후-전구대기화학모델을 이용하여 엘니뇨가 대류권 오존에 미치는 영향을 분석하였다. 40년간(1971-2010) 대류권 오존을 EOF 분석한 결과에서 열대 중앙-동태평양에서 오존의 감소가 관측과 유사하게 잘 모의되었다. 그러나 인도양-인도네시아 부근의 오존 증가는 관측에 비해 약하게 모의되었다. 엘니뇨에 의한 오존변동 과정을 이해하기 위하여 2006년 엘니뇨의 경우를 좀 더 자세히 분석하였다. 엘니뇨의 발생 시 중앙-동태평양의 오존 감소는 활발해진 상승운동과 그에 따른 수증기량 증가로 오존의 체류시간이 짧아졌음에 기인하였다. 해수면 온도 강제력으로 유도된 하강기류 편차와 수증기 감소로 인도양 대류권 상층 오존이 증가하였다.

태풍 발생과 이동에 미치는 전향력의 영향을 살펴보는데 활용할 수 있는 실험 방법을 개발하였다. 실험 장치는 회전원판, 수조, 그리고 태풍과 유사한 모양의 소용돌이를 생성시키기 위한 발생기 등으로 구성되었다. 회전하는 원판에 놓인 수조에서 생성된 소용돌이는 그 형태가 수 분 동안 유지되었다. 반면에 회전이 없을 때는 소용돌이가 생성되기 어려웠고, 생성되더라도 곧 흩어졌다. 회전 유체의 역학적 특성은 전향력이 작용하는 대기와 유사하므로, 앞의 두 실험을 통해 태풍이 발생되기 위해서는 반드시 전향력이 필요함을 알 수 있었다. 또한 경사진 바닥을 갖는 수조 속의 소용돌이는 일정한 방향으로 이동하였다. 지형적 베타 효과를 고려하여, 우리는 바람 효과뿐만 아니라 전향력의 남북방향의 변화가 태풍의 이동에 중요한 영향을 줄 수 있음을 알았다. 이 연구에서 개발한 실험 방법은 학생들이 전향력과 태풍의 관계를 이해하는데 유용하게 사용될 것으로 기대한다.

우리는 전향력 발생원리를 설명하기 위한 새로운 방법을 개발하고, 이를 5명의 10학년 학생들에게 적용하여 나타난 반응을 분석하였다. 중등과학 교과서에서 전향력 실험을 위해 회전원판이 자주 사용된다. 그런데 회전원판에 대한 명확한 설명이 없기 때문에, 회전원판이 북극을 중심으로 자전하는 지구를 나타낸다고 오해할 가능성이 높다. 이 연구는 회전원판이 임의의 위도에 접하는 평면이라는 사실에 중점을 두었다. 학생들은 회전원판의 이런 특징을 이해하면서 전향력을 쉽게 이해할 수 있었다. 덧붙여 우리는 회전원판과 전향력의 관계를 이해할 수 있게 도와주는 방법을 제시하려 하였다. 이 방법은 학교 교육에서 전향력의 특징을 좀 더 명확히 이해하는 데 도움이 될 것이다.

This study was carried out the normal serial ultrasonographic appearance of the postpartum uterine involution with small pet bitches. Postpartum changes in uterine shape, architecture, echogenicity and diameter were monitored with ultrasonography in small pet bitches (Miniature Schnauzer, Cocker Spaniel and Shih-tzu). In the Miniature Schnauzer bitches, uterine diameter of the placental sites and interplacental sites were decreased from at 1 day to at 7 day, and at 1 day to at 7 day postpartum. In the Cocker Spaniel, the placental sites and interplacental sites were decreased from at 1 day to at 7 day, and at 1 day to at 7 day postpartum. In the Shih-tzu, the placental sites and interplacental sites were decreased from at 1 day to at 7 day, and at 1 day to at 7 day postpartum. And uterine diameter was no statistically significant difference among bitches (p>0.05). At 67 days, the uterine diameter in Miniature Schnauzer bitches were 6~7 mm both placental and interplacental sites, and the uterine horns showed uniform hypoechoic, tubular structures without enlargement. In present study, the involution of the uterus was completed at 67 days after parturition in Miniature Schnauzer, and 65 days in Cocker Spaniel and the Shih-tzu. There were no significant differences of normal postpartum uterine involution between small pet bitches (p>0.05). In conclusion, the postpartum involution of small pet bitches appeared to be completed normally at 65~67 days after parturition and could be identified by gross findings such as vaginal discharges and ultrasonographic findings of uterine shape and echogenicity.

서안경계류의 발생 역학을 이해하기 위하여 간단한 실험 장치와 방법을 개발하였다. 위도에 따른 코리올리 파라미터의 변화(즉 베타효과)를 구현하기 위하여 바닥이 경사진 반 시계 방향으로 회전하는 수조를 이용하였다. 중위도 해양에 작용하는 바람 응력은 수조 상부에서 시계 방향으로 회전하는 원판으로 대신하였다. 수조 바닥의 형태와 수조의 회전 유무의 조합으로 구성된 4가지 실험을 수행하였다. 그 결과, 베타효과가 포함된 실험에서 서안경계류와 유사한 흐름과 스베드럽 영역을 볼 수 있었다. 반면에, 베타효과 없이 일정한 코리올리 힘만 있을 때는 수조 속의 물은 관성류의 특징을 나타냈다. 우리는 또한 회전 유체가 굳어진 것처럼 변한다는 테일러-프라우드만 효과를 확인 하였다. 이 연구에서 개발된 장치와 방법은 베타효과에 의한 서안경계류를 이해하는 데 도움을 줄 것으로 기대한다.

Ultrasonographic examination was performed to observe the ultrasonographic image of Korean native cows' normal uterus in condition of in vitro and in vivo. The experiment was done 28 slaughtered cows' uterus using immersed in water in vitro, and 41 healthy breeding cows taken rectal ultrasonography in vivo. Ultrasonographic examination of uterine was taken on the reference of cross section of intercornual ligaments' cranial. Each uterus on the experiments was compared by estrous cycle and ultrasonographic frequency. The uterine structure using ultrasonography was 5 layers of uterine horn in vivo as well as in vitro. Uterine horn was observed to be distinguished from inside to outside as endometrium to inner echogenic layer, circular muscle layer to slightly echogenic elliptical layer, stratum vasculare to central echogenic layer, longitudinal muscle layer to slightly echogenic arched layer, and perimetrium to outer echogenic layer, respectively. According to the observation of uterus related to estrous cycle and ultrasonographic examination, uterine endometrium in vitro was constantly founded irrespective of estrous cycle and ultrasonographic frequency. On the low frequency, endometrium and circular muscle layer in estrus were prone to distinguished than in diestrus. On the high frequency, endometrium and circular muscle layer were always distinguished regardless of estrous cycle. In vivo, uterine endometrium and circular muscle layer were observed regardless of estrus and ultrasonographic frequency. On the low frequency, stratum vasculare and longitudinal muscle layer were not likely to be distinguished in diestrus, but estrus. On the high frequency, stratum vasculare and longitudinal muscle layer were observed regardless of estrous cycle. Also, every uterine structure was easily distinguished on high frequency than low frequency owing to precision of distinction in layers. The difference of results followed by the experiments conditions between in vitro and in vivo was that uterine endometrium and circular muscle layer in diestrus in vitro were difficult to be distinguished and uterine lumen was observed during whole estrous cycle. In vivo, It was founded that the distinction of stratum vasculare and logitudinal muscle layer in diestrus was complicated and uterine lumen was observed during only estrus. In view of the result so far achieved, normal uterine structure divided in 5 layers on ultrasonography was accorded with microscopic organization, uterine structure was likely to be observed during estrus than diestrus, high frequency checkup than low frequency, and uterine endometrium, circular muscle, stratum vasculare was easily observed regardless of estrous cycle and ultrasonographic frequency.

Serial ultrasonography was conducted on Miniature Schnauzer bitches, on purpose to observe the ultrasonographic appearance of normal ovaries and ovarian structures during the estrous cycle. The size of ovaries was increased from on Day-12 (Day-0=ovulation day) to on Day-8 and there was no significantly different between both ovaries. The ovaries were recognized by its proximity to the caudal renal pole and appeared moderately echogenic oval shape with a smooth contour. The size of follicles was increased from on Day-12 to on Day-0 and there was no significantly different between both ovaries. The number of follicles was increased from on Day-12 to on Day-0 and there was no significantly different between both ovaries. The follicles were small anechoic fluid-filled structures in early of proestrus, more increased, and indistinguished from each follicles in late of proestrus. The size of corpora lutea was increased from on Day-0 to on Day-8 and there was no significantly different between both ovaries. The number of corpora lutea was increased from on Day-0 to on Day-38 and there was no significantly different between both ovaries. The corpora lutea were small anechoic cavity and thin hyperechoic wall in early of diestrus, became more hyperechoic, and increased homogenous structures. The results of this study would be useful for differential diagnosis between normal and abnormal structures of ovaries.

Serial ultrasonographic examinations were performed to establish a prediction table of parturition date in pregnant Maltese, Yorkshire Terrier, Shih-tzu and Miniature Schnauzer bitches. The inner chorionic cavity diameter and fetal head diameter in 45 pregnant bitches were converted retrospectively based on the day of parturition. The data of inner chorionic cavity diameter obtained from Day-44 to Day-25 and fetal head diameter obtained from Day-25 to Day-1 were used to compile a equations of prediction of parturition date. The 70 pregnant bitches with unknown mating time were examined to assess an accuracy of the equations established in this study. And these results were applied to the prediction of parturition date and compared to actual parturition date. The accuracy for parturition date within 0, 1, and 2 days interval using the equations of prediction of parturition date were 64.3%, 22.8% and 12.8%, respectively. The overall accuracy of prediction table of parturition day based on the ICCD and HD was 100% accurate within 2 days. Therefore, the prediction table seems to be a useful tool of the prediction of parturition day in practice.

Serial ultrasonographic examinations were daily performed from 15 days after ovulation until parturition to determine the growth curve of gestational structures in pregnant Maltese, Yorkshire terrier, Shih-tzu, and Miniature Schnauzer bitches, respectively. Gestational age was timed from the day of ovulation (day 0), which was estimated to occur when plasma progesterone concentration was first increased above 4.0 ng/ml. The inner chorionic cavity diameter were significantly and linearly relative to gestational age especially days 20 to 40, and the fetal head diameter were significantly and linearly relative to gestational age especial1y day 40 to parturition. These results indicate that inner chorionic cavity diameter were the most accurate for estimating gestational age before day 38 of gestation and the fetal head diameter were after day 38 of gestation.

본 연구에서는 인도양 해수면 온도의 변동성과 1970년 중 후반 이후 동아시아 여름 몬순의 변화의 상관성을 분석하였다. 전반기의 인도양 해수면 온도는 동아시아 여름강수편차(EASRA), 북서태평양 몬순지수(WNPMI)와 상관관계가 거의 없었지만 후반부에서는 인도양 전 부분에 걸쳐 상관관계가 크게 증가하였다. 인도양 해수면 온도와 동아시아 몬순과의 상관성 관계는 봄철과 여름철 각각 지역적으로 차이를 보였다. 봄철의 경우에는 적도 인도양을 중심으로 높은 상관성을 보인 반면 여름철의 경우에는 벵갈만 근처의 인도양에서 높은 상관성을 보였다. 인도양 해수면 온도의 수십년 주기의 변동성은 ENSO의 변동성보다 동아시아 여름 강수편차에 상관성이 높게 나타나고 있으며 따라서 ENSO보다도 인도양 해수면 온도의 변동성이 동아시아 여름몬순에 더 큰 영향을 줄 수 있다. 이러한 인도양 해수면 온도의 수십년주기의 변동성 차이(후반기 해수면 온도와 전반기 해수면 온도의 차이)를 모델의 강제력으로 주고 AGCM실험을 수행하여 그 결과를 비교하였다. 모델 실험 결과 실제 전 후반기 강수량의 차이 패턴인 동아시아 북부의 강수 감소, 한반도와 일본 남부의 강수 증가, 중국 남부의 강수 증가의 패턴이 보였다. 특히 8월의 북서태평양고기압의 확장으로 인한 강수의 증가는 실제 기후변화 차이를 나타낸다. 인도양 해수면 증가로 인한 모델상에서의 대기 순환은 벵갈만-인도양과 북서태평양의 상승기류 중심을 더욱 강화시키는 역할을 해주며 북서태평양에는 고기압성 기류를 강화시키고 동아시아 지역에서는 저기압성 기류를 강화시키는 역할을 한다. 또한 상승기류 중심을 북쪽으로 이동시킨다. 따라서 인도양 해수면 온도의 증가 효과는 동아시아 지역과 북서태평양 지역의 반대위상의 변화를 강화시키는 역할을 하고 있다. 인도양지역별 해수면 온도의 민감성 실험에서는 적도인도양의 강제력의 경우에 북서태평양 상승기류을 강화하여 동아시아 여름몬순에 영향을 주었다.

2006/2007년 한반도에 이상적인 온난 겨울을 가져온 원인을 규명하기 위해 동아시아 지역 대기 순환의 특징을 조사하였다. 2006/2007년 겨울철 동안 대기 상태는 시베리아 고기압 및 알류산 저기압의 약화, 한반도 부근으로 하층 남동류의 강화, 일본 남쪽으로 상층 제트의 약화로 특징지워질 수 있다. 이러한 패턴은 시베리아 지역(60-140E)으로 블로킹 흐름이 없을 때 나타나는 대기 상태와 상당히 밀접한 관련성이 있다. 아울러 엘니뇨 및 북극 진동 역시 이런 패턴을 만들어 내는 것으로 보인다. 따라서, 블로킹과 무관한 대기 상태, 엘니뇨 및 양의 북극 진동이 원인이 되어 1958/1959-2006/2007 기간 중 2006/2007 겨울철에 한반도에서 가장 기온이 높았던 것으로 판단된다.

새롭게 개발한 대기-해양 접합모형(CGCM)에서 모사한 열대 태평양 해수면 온도(SST)의 경년 변동성의 특징을 조사하였다. 모형은 SST의 경년변동과 평균분포, 계절변동, 강수량, 그리고 해양 내부 구조를 관측과 유사하게 모사하였다. 모델은 서태평양 경계 부근에서 관측에 비해 큰 SST 경년변동을 보였는데 이 원인으로 적도 태평양의 SST 동서 변화율을 제시하였다. 즉 관측에 비해 강한 SST 경도는 zonal advection feedback을 강화시켜 SST 아노말리의 서진(westward propagation)과 서태평양의 경년 변동성 증가를 가져왔다. 간단한 two-strip 모델을 이용한 민감도 실험 결과는 이를 뒷받침하였다. 동서 평균한 수온약층의 깊이와 NINO3 SST 인덱스의 분석 결과는 모델의 경년 변동이 충전-방전 진동자에 의한 것임을 나타냈다. 그리고 지연 회귀분석 결과를 이용하여 엘니뇨가 발달하기 전에 barrier layer thickness(BLT) 증가에 의한 열 축적 과정이 서태평양에서 먼저 일어난다는 것을 제시하였다.

북서태평양의 바람 변동이 1970년대 이후에 나타난 ENSO의 십년 주기 변화에 미치는 영향을 조사하였다. SODA 자료를 이용한 SVD 분석을 통하여 ENSO 절정기에 북서태평양에서 나타나는 양의 바람 응력 컬이 적도 지역에서의 열함유량을 방출/재충전(discharge/recharge)시켜 ENSO의 위상을 변화시킨다는 것을 보였다. ENSO와 연관된 북서태평양의 바람 응력 컬은 1970년대 이전에 강하게 나타났다. 이러한 강한 바람 응력 강제력은 적도의 열함유량을 빠르게 방출시켰고, 결과로서 1960-1970년대 기간 동안에 ENSO의 주기가 짧고 강도가 악하게 나타났다 반면에 1970년대 후반 이후에는 북서태평양 바람 응력의 컬이 약해지면서 ENSO의 주기가 길어지고 강도가 강해졌다. 간단한 대기-해양 접합 모델 실험으로 관측 자료 분석 결과와 유사하게 북서태평양 지역에서 바람 응력 컬이 더 많이 해양에 작용할 때 ENSO의 진폭과 주기가 감소하는 것을 보였다. 이 결과들은 1970년대 후반 이후에 나타난 ENSO특징의 변화가 북서태평양 지역에서의 바람 응력의 변화와 관련이 있다는 것을 제시한다.