이 연구에서는 1979년부터 2004년까지 25년 동안에 극 진동의 강도가 한반도 겨울 한파에 미치는 영향을 대기순환과 열원을 분석하여 조사하였다. 북극 진동이 강할 때 한파의 발생 횟수는 약할 때 보다 약 14.3% 더 발생하는 것으로 나타났다. 월 발생 횟수에서도 양의 AO에서 1.05회/월, 음의 AO에서 1.33회/월로 나타나서 북극 진동이 강할 때가 약할 때 보다 약 26.6% 더 많았다. 이것은 북극 진동이 강한 특정 달에 한파가 자주 발생한다는 것을 의미한다. 또한 북극 진동이 강할 때가 약할 때보다 0.6˚C 더 낮은 기온을 보였다. 북극 진동의 강약에 따른 열원의 차이를 고찰한 결과, 북극 진동이 강해졌을 때 한반도 주변의 기온은 이류항에 의한 냉각이 강화되어 더 낮아지지만, 열원항에 의한 상쇄 효과에 의해 기온 하강을 억제하는 것으로 나타났다. 그 결과 대기 순환의 유의한 차이에도 불구하고 음의 AO와양의 AO 사이에 기온 차이는 평균적으로 0.6˚C로 작게 나타난다.

이 연구에서는 1979년부터 1999년까지 21년 동안에 한반도 겨울철 한파와 관련된 대기 순환 및 열원(Q1)의 분포 특성을 조사하였다. 한파 발생 빈도는 1년간 약 1개로 나타났으며, 1989년을 중심으로 전반기에 전체의 60%가 발생하였다. 한파 발생 동안 하층의 대기 순환 패턴은 평년에 비해 서고동저형의 기압 패턴이 더 뚜렷하며, 상층에서도 한반도에 기압골의 영향이 더 강하게 나타난다. 한파가 발생하는 동안에 한반도 부근의 기온 하강 패턴은 바이칼호 부근의 기온 패턴과 반대로 나타나며, 기온의 연직 구조에서도 400 hPa을 기준으로 하층과 상층의 기온 편차는 반대로 나타난다. 열원에 대한 분석은 한파 발생 시 한랭 이류에 의한 냉각은 하강 운동에 의한 단열 승온에 의해 균형을 이룬다는 것을 보여주는데, 이것은 한랭 핵의 이동이 열흡수원의 이동 경로와 연관되어 있음을 나타낸다. 따라서 한파의 유지 기작을 이해하고 한파를 예측하기 위해서는 열원 그리고 열흡수원의 이동 기작이 밝혀져야 할 것이다.

이 연구는 최근 30년 동안 21개 지상관측소 일강수량 자료를 사용하여 한반도의 강수일수 및 강수강도의 지역성 및 계절성을 조사하였다. 일강수량 80 mm를 기준으로 다우와 소우로 나누어 그 특성을 조사하였으며, 강수일수 및 강도의 일차 선형경향도 함께 연구하였다. 호남 지방에서 소우에 의한 강수일수는 모든 계절에서 다른 지역에 비해 많으며, 특히 가을과 겨울철의 기여도가 상대적으로 컸다. 그러나 다우에 의한 강수일수는 대구를 중심으로 한 영남 지역에서 매우 적은 것으로 나타났다. 남해안 지방에서 강수량은 많고 강수일수가 적어 강수강도가 모든 계절에서 가장 크게 나타났으며, 연강수량에 대한 기여도는 다우와 소우 모두 다른 지역에 비해 크게 나타났다. 최근 30년간 대부분 지역에서 연강수량은 증가하는 선형경향을 보였는데, 대부분 다우에 의한 영향으로 나타났다. 한반도의 연 강수일수는 전반적으로 감소하는 선형경향을 보이지만, 다우에 의한 연 강수일수는 증가하는 선형경향을 보였다. 특히 충청과 경기지방에서 강수강도의 선형경향이 유의한 지역이 다수 발견되었는데, 이는 이 지역이 집중호우에 대한 위험도가 적지 않은 지역임을 말해주는 것이다.

해수면 온도에 대한 구름복사 강제력의 지역 의존도가 조사되었다. 이 조사는 경년 변동과 계절 시간규모에 대해서 각각 조사되었다. 적도 동태평양에서 경년 변동의 경우 해수면 온도가 1˚C 증가할 때 순 구름복사 강제력은 약 3Wm-2가 증가하였으며, 계절변동이 포함된 경우 약 3.5Wm-2가 증가하는 것으로 나타났다. 반면 열대 해양전체에서 경년 변동의 경우 해수면 온도가 1˚C 증가할 때 순 구름복사 강제력은 1.5Wm-2 감소하였으나, 계절변동이 포함된 경우 약 2.9Wm-2로 증가하였다. 따라서 해수면 온도에 대한 구름복사 강제력의 의존도는 적도 동태평양에서 열대 해양으로 넓어질수록 경년 변동에 의해 영향에서 계절변동에 의한 영향이 더 지배적으로 작용한다. 계절 변동이 포함된 경우 해역에 관계없이 해수면온도가 1˚C 증가할 때, 순 구름복사 강제력은 약 2∼3Wm-2 증가하였다. 이러한 결과는 해수면 온도의 경년 변동이 뚜렷한 적도 동태평양에서는 경년 변동에 의한 구름복사 강제력이 대기를 가열하는 반면, 열대 해양 전체에서는 계절변동에 의한 구름복사 강제력이 대기를 가열한다는 것을 의미한다.

A modular manipulator in serial-chain structure usually consists of a series of modularized revolute joint and link modules. The geometric shapes of these modules affect the number of possible configurations of modular manipulator after assembly. Therefore, it is important to design the geometry of the joint and link modules that allow various configurations of the manipulators with minimal set of modules. In this paper, a new 1-DoF(degree of freedom) joint module and simple link modules are designed based on a methodology of joint configurations using a series of Rotational(type-R) and Twist(type-T) joints. Two of the joint modules can be directly connected so that two types of 2-DoFs joints could be assembled without a link module between them. The proposed geometries of joint and link modules expand the possible configurations of assembled modular manipulators compared to existing ones. Modular manipulator system of this research can be a cornerstone of user-centered markets with various solution but low-cost, compared to conventional manipulators of fixed-configurations determined by the provider.

A variable release torque-based compliance spring-clutch (VCSC) is presented. VCSC is a safe joint to reduce the impact of collisions between humans and robots. It is composed of four functional plates, balls, springs to make some functions in compliant movement, release mechanism, gravity compensation during its work. Also, it can estimate torque applied to a joint by using distance sensor and parameters of cam profile. The measured variable torque of prototype is 4.3~7.6 Nm and release torque is 4.3 Nm. In our future studies, a calibration for torque estimation will be conducted.

이 연구에서는 약 12km 해상도의 관측값을 이용하여 1km 해상도의 격자자료를 추정할 수 있는 MK(Modified Korean)-PRISM(Parameter-elevation Regressions an Independent Slopes Model)을 개발하였다. 이 방법은 추정하고자 하는 격자점과 영향반경 안에 있는 여러 관측지점사이에 고도, 사면방향, 해양도 해양효과를 해안선과의 거리, 해발고도를 고려하여 지수화 한 수치, 거리의 유사성을 기초하여 가중치를 부여하는 방식으로 모든 격자점의 값을 독립적으로 결정하는 방법이다. 이 연구에서는 이 방법을 이용하여 2000년부터 2010년까지의 일별 기온(일최고, 일평균, 일최저)과 강수량 격자 자료를 생산하였으며, 앞으로 이 자료는 기후변화의 영향, 적응, 취약성 평가에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구에서는 35년 동안(1973~2007년) 한반도 9개 지역에 대한 집중호우의 빈도수 및 재해 피해액과 강수량의 관계를 분석하였다. 또한 각각의 지점에서 1년 중 가장 큰 강수량을 선택하여, 검벨 분포와 와이블 분포를 사용하여 극값의 분포를 살펴보았고, 극값의 재현주기를 분석하였다. 집중호우의 발생 빈도수 증가는 강원지역에서 1.75/35yr로 9개 지역 중 가장 크다. 관측된 최대 강수량은 인천지역에서 발생한 586.0mm/12hr으로 이 값의 재현주기는 서울ㆍ인천ㆍ경기 지역에서 256.3년에 1번 발생할 수 있는 강수량이다. 기상청의 호우주의보 기준값(80mm/12hr)은 대부분의 지역에서 1년에 1번 발생할 수 있는 강수량이고, 경보기준값 (120mm/12hr)은 지역에 따라 1.4~2.8년에 한번 발생할 수 있는 강수량이다.