본 연구는 중학생들이 온실 효과와 지구 온난화를 이해하고, 이를 지구 복사 평형 관점에서 설명할 수 있는지 심층적으로 살펴보고자 하였다. 이를 위해 ‘대기권과 날씨’ 대단원 수업을 완료한 중학교 3학년 118명의 학생을 대상으로, 복사 평형, 온실 효과, 지구 온난화에 대한 선택형 및 서답형으로 구성된 학생 이해 온라인 평가를 2021년 7월 13 일부터 7월 24일까지 실시하였다. 최종적으로 97명의 학생 응답을 수집하여 분석한 결과, 과반수(61.9%)가 넘는 학생들이 복사 평형의 의미를 옳게 기술하였으나 제시된 자료와 무관하게 사전 지식이나 구체적 사례를 들어 설명하는 경우가 많았다. 대부분의 학생들(92.8%)은 대기가 있는 지구에서 온실 효과가 나타나는 것을 알고 있었지만, 온실 효과를 복사 평형이 깨진 상태로 생각하는 경향이 높았으며(32.0%), 달과 지구 모두 복사 평형이 일어난다고 응답한 학생 (47.4%)은 절반에 미치지 못했다. 온실 효과의 원인으로 대기의 재복사를 찾아낸 학생은 다수(69.1%)였으나, 지구로 입사한 태양 복사량보다 방출한 지표 복사량이 더 크다고 응답한 학생은 소수(39.2%)에 불과하였다. 또한 절반 정도의 학생들(49.5%)이 온실 기체의 증가와 대기 흡수, 이로 인한 지표로의 재복사의 관계를 잘 이해하고 있었다. 그러나 온실 기체가 증가할 때, 지표 방출에 대해서는 증가(14.4%), 일정(9.3%), 감소(7.2%), 무응답(18.6%)으로 의견이 매우 다양하게 나타났다. 복사 평형, 온실 효과, 지구 온난화는 지구계의 균형과 상호작용이라는 빅 아이디어로 연결된 커다란 하나의 의미망이므로 학생들이 지구 온난화로 인한 기후 변화를 이해하고 적용하고 해석하는 개념 체계가 될 수 있다. 따라서 현재 인류에 닥친 기후 변화 위기와 관련해 학생들이 정확한 이해에 근거하여 과학적으로 사고하고 과학적 개념을 정립할 수 있도록, 정교한 프로그램 개발과 수업 경험을 제공하고 그 효과를 점검하는 후속 연구가 진행되어야 할 것이다.

An enthalpy exchange element (EEE) is frequently made of papers, and a concern exists on growth of fungus or bacteria. This concern may be eliminated if polymer membrane is used instead of paper. Furthermore, most existing enthalpy exchangers have cross-flow configuration, which yields lower performance than counter-flow one. In this study, a counter-flow enthalpy exchange element was made using PVDF and cellulose composite. Heat and moisture transfer tests were conducted changing the frontal air flow rate from 150 m 3 /h to 350 m 3 /h at both the heating and the cooling condition. Results showed that the temperature efficiencies were approximately the same independent of the weather condition. Humidity efficiencies at the heating condition, however, were higher than those at the cooling condition. Furthermore, the heat transfer coefficients approached the theoretical value as the flow rate increased. In addition, the vapor transmission rates at the heating condition were higher than those at the cooling condition, probably due to the higher humidity efficiency at the heating condition. Future research will be focused on moisture diffusion characteristics of the composite membrane, which requires further measurements of water holdup, equilibrium adsorption curve, etc.

도심지 빌딩에 의한 그림자가 대기경계층에 미치는 영향을 파악하기위하여 위성자료 분석과 수치실험을 실시하였다. 연구에 사용된 위성은 한국다목적위성(KOMSAT-2)의 가시자료이며, 수치모형은 다중반사도 계산을 위한 반사도 계산모형과 지표면 열수지를 계산하기 위한 오레건주립대학교 경계층 모형의 2가지이다. 위성자료 분석에서 고층빌딩이 밀집한 지역은 그렇지 못한 지역에 비하여 반사도가 최대 17% 낮게 산정되었다. 이는 건물의 그림자가 원인으로 작용한다. 그리고 반사도의 일변화는 태양고도에 따라 다르며, 정오에 가장 작은 값을 나타낸다. 건물 밀도가 높은 경우 지표면 온도가 43.5˚C까지 상승하는데 비하여 건물 밀도가 낮은 지역의 경우 지표면 온도는 37.4˚C까지 상승한다. 그러나 높은 빌딩에 따른 기계적 난류에 의하여 반사도에 의한 온도상승이 직접적으로 대기온도상승과 연결되지는 않는다.

We investigated heat stability of epoxy resin products and epoxy resin according to the influence hardener. The heat flow which shows the degree of thermal decomposition of the epoxy resin product and epoxy resin measured by using the differential scanning calorimeter (DSC). As a result, we found that in the case of heat stability for epoxy resin as hardener was added, the ratio of one to one (epoxy resin : hardener) was the most suitable in air condition and nitrogen atmosphere.

구름이 유입하는 경우 해양대기경계층의 발달을 분석하기 위하여, 울릉도에서 관측한 레윈존데 자료와 AWS 자료, 위성사진, 동해에 설치된 부이 자료를 이용하였다. 이 자료를 이용하여 열의 이류와 표층 열속, 구름 유입에 따른 복사에너지를 추정하였다. 혼합층 내의 열 변화 및 혼합층의 발달을 표층 열속과 구름에 의한 장파복사속으로 설명하였다. 열속의 변화를 알아보기 위해 벌크법을 이용하였다. 울릉도, 동해상의 부이, 포항에서 관측한 자료를 이용한 열수지 방정식으로 대기경계층의 열보존 관계를 분석하였다. 구름의 유입으로 인해 일몰 후 지면의 복사냉각이 방해되고, 구름에서 장파복사가 방출된다. 그로 인해 야간에 오히려 기온이 증가하였다. 또 남서쪽으로부터 따뜻한 공기가 이류되어, 하층 대기의 온도를 증가시켰다. 이러한 이유로 혼합층이 파괴되지 않고, 잔류층을 형성하며 남아있었다.

Due to its low density, good mechanical properties and chemical inertness, glassy carbon(GC) has been studied for appications in several fields. A raw thermosetting resin of furanic resin was polymerized with a curing agent of p-toluenesulfonic acid monohydrate. The maximum yield of GC was obtained at the curing agent content of 1.0 wt% in furanic resin. In order to make thick GC, the affect of graphite filler addition to the furanic resin was investigated. The density and electrical resitivity of GC after graphitization were 1.45 g/cm3 and 47 ×10-4 Ω · cm respectively and the amorphous structure of GC was confirmed by XRD profiles with very broad peaks comparable to those of graphite at 206˚ and 45˚.

2-관능성 DGEBA-4-관능성 TGDDM 블렌드를 DDM으로 경화시킨 경호물의 굴곡 특성과 열 안정성을 혼합비에 대하여 조사하였다. 굴곡 탄성율과 유리 전이 온도는 TGDDM이 증가 될수록 증대되었고, 20-40 중량%의 TGDDM조성에서 불연속적으로 변화하는데, 이것은 이 저성 부근에서 ductile/brittle의 구조적 상변화가 일어나고 있기 때문인 것으로 추정된다. TGDDM성분이 증가될수록 최대 열분해 온도는 고온쪽으로 shift되는 경향을 보이지만, 분해에 대한 활성화 에너지는 오히려 감소했다.

동계(冬季) 황해(黃海)에서 1961년(年)부터 1974년(年)까지 (1966년제외(年除外) 13년간(年間)의 열수지(熱收支)를 산출(算出)하고 이 기간(期間)동안 하계동지나해(夏季東支那海)에서의 황해(黃海) 냉수(冷水) 세력(勢力)과의 관계(關係)를 분석(分析)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. (1) 황해상(黃海上)의 일사량(日射量)은 동계중(冬季中) 12(月)이 가장 낮아 약 160~190ly/day이고, 1월(月)과 2월(月)로 갈수록 점차 증가(增加)하여 2월(月)에는 250~260ly/day로서 12월(月)에 비(比)하여 79~90ly/day가 컸다. 동계(冬季) 일사량(日射量)의 년별변화량(年別變化量)은 약 50 ly/day 이하(以下)인 것으로 나타났다. (2) 해면(海面)에서의 장파복사량(長波輻射量)이 유효일사량 보다 12월(月)에는 30~70ly/day, 1월(月)에는 27~46ly/day 정도 크게 나타났으나, 2월(月)에는 반대(反對)로 20~30ly/day 정도 작게 나타났다. (3) 일사량(日射量)에서 해면반사량(海面反射量)과 해면복사량(海面輻射量)을 뺀 값은 100 ly/day 이하(以下)이고, 12월(月)과 1월(月)에는 (-), 2월(月)에는 (+)로 나타나며, 3개월간(個月間)의 평균(平均)은 약 -20 ly/day정도이다. (4) 현열방출량(顯熱放出量)과 증발열량(蒸發熱量)을 합한 값은 1963년(年) 1월(月)이 최고(最高)였고 (882 ly/day), 1961년(年) 2월(月)이 최저(最低)였다.(471 ly/day). (5) 동계(冬季) 황해(黃海)에서 잃어버린 총열량(總熱量)은 1962년(年)이 평균(平均) 588 ly/day로서 최저(最低)이며, 1968년(年)에 716 ly/로서 최고(最高)였다. (6) 1971년(年) 8월(月)에 황해(黃海)와 동지나해(東支那海)의 표층수(表層水)는 여러 종류로 분류(分類)되나, 30m 이심(以深)에서는 수온(水溫)이 6.4˚~13.2℃, 염분(鹽分)이 33.17%˚ 이상(以上)으로서 다같이 저온(低溫)의 성질(性質)을 띠고 있다. (7) 평균(平均) 수온분포도(水溫分布圖)에서 단위면적당(單位面積當) 적산수온(積算水溫)을 냉수지수(冷水指數) 50m층(層)의 지수(指數)를 수평지수(水平指數), 32˚N의 20m 이심층(以深層)의 지수(指數)를 수직지수(垂直指數)라 하면, 1962년(年)의 경우 수평지수(水平指數)가 1.86, 수직지수(垂直指數)가 3.18로서 냉수지수(冷水指數)가 5.04였고, 1968년(年)의 경우에는 냉수지수(冷水指數)가 -3.21였다. (8) 냉수지수(冷水指數)에서 11월하순(月下旬)의 황해(黃海)의 수온(水溫)의 표준편차(標準偏差)를 뺀 값 C-T'w와 동계열수지(冬季熱收支)와의 관계(關係)는 C-Tw'=32.06-0.049QT이고, 그상 상관계수(相關係數)는 0.94이다. 또 수평지수(水平指數)에서 초기조건(初期條件)을 뺀값 Ch-T'w/2, 수직지수(垂直指數)에서 초기조건(初期條件)을 뺀 값 Cv-T'w/2와 열수지(熱收支)와의 관계(關係)는 Ch-T'w/2=12.20-0.019QT Cv-T'w/2=18.07-0.027QT이고, 그 상관계수(相關係數)는 각각(各各) 0.90 및 0.97이다. 이 결과(結果)로서 동계(冬季) 황해(黃海)에서의 열수지(熱收支)와의 하계(夏季) 동지나해(東支那海)의 황해(黃海) 냉수세력(冷水勢力)과의 상관계수(相關係數)가 높음이 밝혀졌으므로, 동계열수지(冬季熱收支)를 계산(計算)하고, 11월(月) 하순(下旬)의 황해수온(黃海水溫)만 알면 하계(夏季) 황해(黃海)의 냉수세력(冷水勢力)을 예측(豫測)할 수 있어 어장(漁場) 선정에 많은 도움이 되리라고 생각된다.

The heat budget is investigated in the Gumi Reservoir of the Nakdong river. In warm climate season, solar radiation effects play a important role in the change of water temperature. The features of the surface heat balance are almost derived by the latent heat flux and the solar radiation flux. On the other hand, in cold climate season, change of heat stored in the water is mainly dominated by latent and sensible heat transfer between water and air, since flux of solar radiation and loss of outgoing long wave radiation balance approximately. For the annual averages, net flux of radiation, evaporation(latent heat) loss are dominant in the Gumi reservoir. The evaporation losses are dominant from spring to early winter. This means that the Gumi reservoir rolls like a lake of thermal medium or deep depth.

Surface heat balance of the Gangjeong-Goryung Reservoir is analyzed for 12-17 August 2013. Each flux elements at the water surface is derived from the special field observations with application of an aerodynamical bulk method for the turbulent heat fluxes and empirical formulae for the radiation heat fluxes. The rate of heat storage in the reservoir is estimated by using estimated by surface heating rate and the vertical water temperature data. The flux divergence of heat transport is estimated as a residual. The features of the surface heat balance are almost decided by the latent heat flux and the solar radiation flux. On average for 12-17 August 2014 in the Gangjeong- Goryung Reservoir, if one defines the insolation at the water surface as 100 %, 94 % is absorbed in the reservoir; thereafter the reservoir loses about 30~50% by sensible heat, latent heat and net long-wave radiation. The residue of 50~80 % raises the water temperature in the reservoir or transported away by the river flow during the daytime.

열경화성수지는 저분자의 중합체를 가열하면 중합도가 증가하여 큰 힘을 가해도 변형하지 않는 성질을 이용한 것으로, 분자 내에 3개 이상의 반응기를 가진 비교적 저분자량의 물질로 이루어져 있다. 일반적으로 내열성, 내용제성, 내약품성, 전기절연성 등이 좋으며, 충전제를 넣어 강인한 성형물을 만들 수도 있다. 열경화성수지는 축중합형과 첨가중합형으로 나뉘는데 축중합형에서는 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지 등이 있으며, 첨가중합형에는 에폭시수지, 폴리에스터수지 등이 있다. 열경화성수지 중 열분해가 용이한 폴리우레탄수지(PU)와 에폭시수지(EP)에 대한 사전연구를 진행한 결과 두 수지 모두 수분함량이 거의 없어 전처리 없이 바로 열분해가 가능할 것으로 판단되었다. 또한 폴리우레탄수지는 휘발분이 90% 이상을 나타내고 있어 회분이 거의 없는 반면, 에폭시수지는 휘발분과 회분이 각각 약 45% 정도로 구성되어 있는 것을 확인하였다. 원소분석 결과는 일반적인 플라스틱과 다르게 질소(N)와 산소(O)가 존재하고 특히 산소의 함량이 높은 것을 확인할 수 있었으며, 황(S) 성분은 전혀 측정되지 않았다. 또한 폴리우레탄수지의 평균 발열량은 7098.57kcal/kg, 에폭시수지의 평균 발열량은 3612.20kcal/kg 정도로 일반적인 열가소성수지의 발열량보다는 낮은 것을 확인하였다. 마지막으로 Batch 형태의 열분해 반응기를 통해 400, 500, 600℃의 반응온도에서 승온율 5℃/min, 반응시간 60분으로 열분해반응을 통해 얻어지는 반응생성물의 수율을 조사하였다. 폴리우레탄수지의 경우 액체생성물의 수율에는 거의 변화가 없는 반면, 반응온도가 증가할수록 고체생성물의 수율은 감소하는 동시에 기체생성물의 수율은 증가되는 것을 확인하였으며, 에폭시수지의 경우 고체생성물의 수율은 약 65%를 나타내고 액체와 기체생성물의 수율에는 큰 변화가 없는 것으로 확인되었다. 따라서 본 연구에서는 사전연구결과를 토대로 폐에폭시수지를 대상으로 장치를 Scale-up하여 현장에 설치한 후 운전조건을 확립하고, 발생 및 수요기업 간 네트워트 구축을 통해 폐열경화수지를 열분해하여 고기능성 탄소원을 회수하는 설비를 사업화할 수 있는 기틀을 마련하고자 하였다.