저층 침적 위험·유해물질(Hazardous and Noxious Substances)은 해저에 침적되는 위험·유해물질로 직접 및 광학 탐지 기법의 적용 이 어렵기 때문에 수중에서 효과적인 음향 탐지 기법 적용이 요구된다. 본 연구에서는 저층 침적 위험·유해물질인 클로로폼(Chloroform)을 이용한 후방산란신호 측정 실험을 통해 저층 침적 위험·유해물질 음향 탐지 가능성을 확인하였다. 제작된 아크릴 수조 내에 지점토를 이 용하여 웅덩이를 만든 후 Pan&Tilt를 이용하여 수평입사각을 90°에서 50°까지 0.5° 간격으로 변화시켜가며 클로로폼 유무에 따른 후방산란 신호 측정이 수행되었다. 송수신기를 단상태로 주파수 200 kHz, 신호길이 25 인 정현파 신호를 이용하여 송수신하였으며, 클로로폼 유 무에 따른 후방산란신호를 측정하였다. 클로로폼이 침적된 경우 수평입사각 약 80°이하에서 물과 클로로폼 경계면에서의 후방산란신호 수신준위가 작아지는 것이 확인되었다. 물과 클로로폼 경계면에서의 후방산란신호 측정된 결과를 통해 저층 침적 위험·유해물질 음향 탐 지 가능성을 확인하였다.

Rockfish was a commercially important fish specie in marine ranching areas in Korea. To estimate density and biomass of rockfish using acoustic method, target strength (TS) information is required on the species. This study measured TS dependence on tilt angle and size on 14 live rockfish individuals at 38, 70, and, 120 kHz by ex-situ measurement (tethered method) and acoustic scattering model (Krichhoff ray mode, KRM). The swimbladdered angle ranged from 18 to 30˚ (mean ± s.d. = 26 ± 4˚ ). The mean TS for all individuals was highest -35.9 dB of tilt angle -17˚ at 38 kHz, -35.4 dB of tilt angle -25˚ at 70 kHz, and -34.9 dB of tilt angle -22˚ at 120 kHz. The ex-situ TS-total length (TL, cm) relationships were TS38kHz = 20log10(TL) - 67.1, TS70kHz = 20log10(TL) - 68.6, and TS120kHz = 20log10(TL) - 69.9, respectively. The model TS-total length (TL, cm) relationships were TS38kHz = 20log10(TL) - 66.4, TS70kHz = 20log10(TL) - 67.0, TS120kHz = 20log10(TL) - 67.0. The two measurements between the ex-situ TS and KRM model for TS-tilt angle and fish size were found to be significantly correlated.

ADCPs have been widely used to estimate the dynamic characteristics and biomass of sound scattering layers (SSLs), and swimming speed of fish schools for analyzing SSLs spatial distribution and/or various behavior patterns. This result showed that the verification of the mean volume backscattering strength (MVBS or averaged SV, dB) acquired by the ADCP would be necessary for a quantitative analysis on the spatial distribution and the biomass estimation of the SSLs or fish school when ADCP is used for estimating their biomass. In addition, the calibrated sphere method was used to verify values of each MVBS obtained from 4 beams of ADCP (153.6 kHz) on the base of 3 frequencies (38, 120, 200 kHz) of Scientific echo sounder's split beam system. Then, the measured SV values were compared and analyzed in its Target Strength (TS, dB) values estimated by a theoretical acoustic scattering model.

어군량의 추정에 필요한 활어체의 후방산란단면적을 실험수조 내에서 40KHz와 170KHz의 음파로써 담수어인 메기.잉어.틸라피아, 해수어인 볼낚.농어.숭어.용치놀래기 등에 대해 측면(side aspect)에서 각각 75~216회 측정한 결과는 다음과 같다. 1. 전장(total length)이 10.7~24.0cm인 어체들의 후방산란단면적은 5.62×10 상(-5) m 상(2) ~7.23×10 상(-4) m 상(2)였으며, 그 표적강도는 -42.50dB~-31.38dB이었다. 2. 어체의 크기와 표적강도의 일반적인 관계는 어종과 주파수에 따라 다르나, 대체로 큰 어체일수록 잘 반사하는 경향을 나타내었다. 3. 활어에 대한 유효산란길이의 확률분포와 Rayleigh 분포화의 적합도를 유의수준 5%에서 x 상(2) 검정한 결과, 파장에 대한 어체의 길이의 비(acoustic length ratio)가 4.5 및 4.7처럼 적을 때에는 Rayleigh 분포를 이루지 않는다는 것을 알 수 있었다.

In this study, surface particulate matter (PM2.5) concentrations were calculated based on empirical equations using measurements of ceilometer backscatter intensities and meteorological variables taken over 19 months. To quantify the importance of meteorological conditions on the calculations of surface PM2.5 concentrations, eight different meteorological conditions were considered. For each meteorological condition, the optimal upper limit height for an integration of ceilometer backscatter intensity and coefficients for the empirical equations were determined using cross-validation processes with and without considering meteorological variables. The results showed that the optimal upper limit heights and coefficients depended heavily on the meteorological conditions, which, in turn, exhibited extensive impacts on the estimated surface PM2.5 concentrations. A comparison with the measurements of surface PM2.5 concentrations showed that the calculated surface PM2.5 concentrations exhibited better results (i.e., higher correlation coefficient and lower root mean square error) when considering meteorological variables for all eight meteorological conditions. Furthermore, applying optimal upper limit heights for different weather conditions revealed better results compared with a constant upper limit height (e.g., 150 m) that was used in previous studies. The impacts of vertical distributions of ceilometer backscatter intensities on the calculations of surface PM2.5 concentrations were also examined.

의료용 선형가속기의 헤드 구성요소인 표적물질과 일차 콜리메이터는 선속특징을 결정짓는데 가장 큰 영향을 미치며 이로 인해 발생하는 후방산란은 구조물 차폐와 장비 관리 관점에서 고려하여야 할 요소이다. 이에 본 연구에서는 몬테카를로 시뮬레이션 중 하나인 Geant4를 통해 선형가속기를 모델링하고 헤드 구성요소의 변화에 따른 후방산란 양상을 살펴보았다. 산란되어 발생한 전자의 경우, 표적물질이 위치한 일차 콜리메이터의 내부 반경에 대부분의 분포를 보였으며 이와 반대로 산란된 광자의 경우, 바깥쪽 영역에서 상대적으로 높은 에너지의 산란이 많음을 알 수 있었다. 산란된 양전자는 약 0.03%로 미미한 발생을 보였다. 일차 콜리메이터의 내부 반경이 달라짐에 따라 세 산란입자(전자, 광자, 양전자) 모두 반경 내부 쪽에서의 변화가 컸으며, 전체 반경의 변화에 따른 후방산란은 60 mm 이상에서부터 어느 정도의 영향을 보인다는 것을 알 수 있었다. 표적물질 두께의 변화에는 큰 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 이를 통하여 가속시킨 초기 전자에 대한 후방 쪽으로의 산란도 무시할 수 없음을 알 수 있었으며 주변 구성요소의 기하학적인 형태나 크기에 의해서도 후방산란의 양상이 달라질 수 있음을 알 수 있었다. 따라서 산란된 입자들의 에너지 분포를 통해 장비 관리의 관점에서도 고려하여야 할 결과라고 사료된다.