본 연구에서는 지구과학 교육 연구 논문들을 대상으로 질적 메타 분석을 통해 집단적 PCK (cPCK) 중 ‘특정 과 학 주제(온실 효과, 지구 온난화, 기후변화)에 대한 학생 이해 지식’을 도출하고자 하였다. 이를 위해 온실 효과, 지구 온난화, 기후변화에 대한 학생 대체 개념(오개념)과 관련된 지구과학 교육 연구 논문 22편을 선정하여 각각의 정의, 원 인(매커니즘), 그리고 영향에 대하여 분석하였다. 분석 결과를 종합하기 위해 언어 네트워크 분석, 정신모형틀을 적용하 였다. 연구 결과는 다음과 같다; (1) 온실 효과에 대한 학생들의 개념 이해를 메타 분석한 결과, 온실 효과와 지구 온난 화를 같은 의미로 사용하는 것으로 분석되었으며, 온실 기체의 종류를 제한적으로 알고 있고, 온실 기체의 역할을 이해 하지 못하는 것으로 나타났다. 또한 온실 효과의 발생을 환경오염이나 오존층의 변화와 관련지어 생각하고, 지표-대기의 열수지 평형과 온실 효과를 관련짓지 못하는 것으로 분석되었다. (2) 지구 온난화에 대한 학생들의 개념 이해를 메타 분석한 결과, 지구 온난화를 해수면 상승과 같은 의미로 사용하는 것으로 분석되었으며, 지구 온난화의 발생을 환경오 염, 오존층의 변화, 빙하의 융해와 관련지어 생각하고, 지표-대기의 열수지 평형이 깨져 지구 온난화가 나타나는 것으로 이해하고 있었다. 또한 지구 온난화가 환경에 미치는 영향을 잘못 알고 있는 것으로 분석되었다. (3) 기후변화에 대한 학생들의 개념 이해를 메타 분석한 결과, 기후변화를 지구 온난화, 기상 변화, 기상 이변과 같은 의미로 사용하는 것으 로 분석되었으며, 기후변화의 발생을 대기오염, 오존층의 파괴와 관련지어 생각하는 것으로 분석되었다. 또한 기후변화 가 우리 생활과 환경에 미치는 영향을 잘못 알고 있는 것으로 분석되었다. 이에 대한 분석 결과를 언어 네트워크 분석 을 통해 종합한 결과, 집단적 PCK로서 3가지 정신모형(범주적 오해, 기제적 오해, 위계적 오해)을 표현할 수 있었다. 이 와 같은 연구 결과를 바탕으로 지구과학 교사 PCK 개발을 위한 함의를 논의하였다.

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.

The increase in temperature due to climate warming is predicted to affect crop yields in the future. Until now, various types of OTC (open top chamber) that simulate the future climate condition have been developed and used to study the effect of temperature increase due to global warming on maize growth. However, in most OTCs, high equipment and maintenance costs were required to artificially increase the temperature. This study was carried to develop a cost-effective and simple OTC suitable for climate warming experiments for forage maize. Three octagonal OTCs with a height of 3.5 m × a diameter of 4.08 m and a partially covered top were constructed. The lower part of OTC covered film was opened at a height of 26 cm (OTC-26), 12 cm (OTC-12) from the ground surface, or not opened (0 cm, OTC-0). Mean air temperatures during the daytime on a sunny day in OTC-0, OTC-12 and OTC-26 increased to 3.23℃, 1.33℃, and 0.89℃, respectively, compared to the ambient control plot. For a pilot test, forage maize, ‘Gwangpyeongok’ was grown at OTCs and ambient control plots. As a result, in the late maize vegetative growth phase (July 30), the plant height was increased more than 45% higher than the ambient control plot in all OTC plots, and the stem diameter also increased in all OTC plots. These results indicate that it is possible to set the temperature inside the OTC by adjusting the opening height of the lower end of the OTC, and it can be applied to study the response of forage maize to elevated temperature. An OTC, with its advantages of energy free, low maintenance cost, and simple temperature setting, will be helpful in studying maize growth responsiveness to climate warming in the future.

Global warming, or climate change, could be the main reason why small islands in many areas of the Earth, including those in Indonesian territory, are sinking. Many small Indonesian islands are between 1 and 3 metres under the surface of the sea because of raised sea levels caused by climate change. If this situation continues, it would affect many of the outermost islands of Indonesia, so that we should anticipate the danger that the outermost islands would be submerged. The basepoints and archipelagic baselines would then be replaced, among other serious consequences for Indonesia. The Paris Climate Agreement, signed by almost 200 states in 2015, is the main instrument for mitigating global warming through reducing the emission of greenhouse gases. Indonesia ratified the Paris Climate Agreement, because it has a great interest in mitigating the phenomenon that is causing the sea level to rise, which is having a serious impact on its islands.

본 연구에서는 환경부 지정 멸종위기 2급 식물로 알려져 있는 한국의 고유종인 선제비꽃을 대상으로 기후변화 조건 에서 수분, 유기물, 광을 처리하였을 때 각 환경에서 두 종의 생육 반응에 대한 변화를 알아보고자 하였다. 이를 위하여 온실을 CO2를 공급한 처리구와 공급하지 않은 대조구로 나누었다. 그리고 두 구역 내에 각각 수분을 100%, 90%, 70%, 50%, 30%로 처리한 수분 구배, 유기물을 20%, 15%, 10%, 5%, 0%로 처리한 유기물 구배, 그리고 광을 100%, 70%, 30% 로 처리한 광 구배를 설정하고 각 환경에서 2014 년 9월부터 2015년 8월까지 재배하였다. 그 결과, 선제비꽃 의 잎 수는 수분 구배의 경우, CO2 를 처리하였을 때 100% 와 30%에서 가장 많았다. 사망율은 수분 90%, 질소 10%와 질소 20%일 때 가장 높았다. 지상부 길이는 처리구에서 더 길었으며, 잎수는 대조구에서 더 많았다. 수분은 잎수보다 는 지상부 길이에 더 많은 영향을 주었다. 선제비꽃은 지구 온난화가 되면 지금보다 낮은 광에서 더 잘 자랄것이다. 이 결과 앞으로 지구온난화로 인해 CO2 농도와 온도가 더 올 라가면, 각 환경요인에 따른 반응이 크게 달라질 것이다. 선제비꽃의 지상부 길이는 길어지지만 잎수는 줄어들어 광 합성에 부정적 영향을 끼칠 것으로 판단된다. 또한 환경조 건에 큰 영향을 받는 멸종위기종인 선제비꽃은 변화하는 기후조건에 대비해 대한 많은 연구가 필요하다.

지구온난화 조건에 따른 단양쑥부쟁이(Aster altaicus var. uchiyamae)의 생태적 반응을 알아보기 위해 2012년 5월부터 2012년 11월까지 실험하였다. 유리온실 안을 두 구획으로 나눠 대조구(온도 약 2℃상승, CO₂농도 약 340ppm) 와 온난화 처리구(온도 약 3.5℃상승, CO₂농도 약 470ppm)로 나누었다. 그리고 각각 유기물(0%, 1%, 5%, 10%)과 수분(100ml, 300ml, 500ml, 700ml)을 4구배씩 처 리하여 양묘하였다. 그 후 2년생 단양쑥부쟁이를 수확하여 지상부 길이, 줄기 두께, 줄기 무게, 잎 수, 잎 무게, 지하부 길이, 지하부 무게, 종자 수와 종자 무게를 측정하였다. 유기 물에 대한 생태적 지위폭은 대조구에서 0.943, 온난화 처리 구에서 0.924였다. 수분에 대한 생태적 지위폭은 대조구에 서 0.954, 온난화처리구에서 0.929였다. 유기물과 수분에 대한 생태적 지위폭 모두 대조구가 온난화 처리구보다 더 넓게 나타났다. 이러한 결과는 지구온난화가 되면 단양쑥부 쟁이는 생태적 지위가 감소함을 의미한다. 2년생으로 알려 져 있는 단양쑥부쟁이가 대조구와 처리구에서 2년째 생식 생장을 하지 않고, 이듬해인 3년째 계속해서 영양생장을 하 고 있는 개체들이 관찰되었다. 3년생 단양쑥부쟁이 비율은 온난화처리구(58.5%)에서 대조구(38.0%)보다 높았다. 3년 생 단양쑥부쟁이의 비율은 대조구에서 유기물이 많을수록 높게 나타났다. 그러나 온난화처리구에서는 대조구의 결과 와는 다르게 유기물 함량이 많을 때 그 비율은 가장 낮았다. 수분 구배 처리에서는 유기물 구배 처리의 결과와는 다르게 수분이 가장 많은 조건에서 비율이 가장 높거나(69%,온난 화처리구), 가장 낮았다(30.8%,대조구).

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.

Since Linneaus (1758) named 4,162 species of living organism, 1.75 milion species have been described and named. It is less than 20% of the commonly accepted estimates of 10 million species on the planet earth. An average of 7,000 species per year was described during last 250 years, and, at this rate of species description, it will take another 1400 years to complete documentation of them. Who will do it? The real facing problem is the number of trained and practising taxonomists is declining worldwide at a time when demands for taxonomic science are increasing. A recent estimate suggests that the number of professional taxonomists worldwide is only 4,000-6,000 (Haas and Hauser, 2006). How about the situation is in Korea? In addition, the change of weather and the global warming accelerates more frequent invasion of harmful subtropical species, and taxonomist’s activity is needed more than ever. In shortly speaking, we are facing with a taxonomic “crisis” with erosion of taxonomy during last decades. The major reason is maybe that systematics has made little impact on the science with a narrow intellectual perspective, and most taxonomists have become accustomed to working on their speciality taxon without concern for relating their work to other broader environmental and societal issues in the facing with the global warming; e.g., invasive species, quarantine, use of bioresources, and ecosystem services. There is no question that taxonomy is the fundamental disciplines of biology, however, first of all, taxonomists should realize that how their research is related to other related sciences and how they make collaborative works. Especially, the basic taxonomic knowledge and skills generated by taxonomists is more needed to cope with the change of weather, due to the global warming which make critical change of the ecological structure in nature. In the presentation, the strategy for innovation of the living organism on our planet, with a crisis of taxonomy, will be discussed, and emphasized how taxonomists serve and contribute to other related topics. In addition, author will introduce his acitivity for innovation works on Lepidoptera, representing more than 500 new species and 23 new genera of moths described worldwide during last 40 years of his taxonomic research. The total number of new species described in Korea by him is 104 species, including 57 species of Gelechiidae, and more than 400 species and 22 new genera in the subtropical region, including Thailand, Vietnam, and New Guinea. Will it be possible to exceed 500 insect species described worldwide by a taxonomist in future?

The golden apple snail, Pomacea canaliculata, is a freshwater snail native to tropical and subtropical South America. The species was introduced into Korea as a human food source in 1983 and was first applied as a weed control agent for the paddy fields in 1992. As the snail is well known as an environmentally friendly biological control agent for weeds, the area of cultivation in which the golden apple snail is used for biological control has been enlarged substantially each year. Currently, the species is observed in open water courses. It is possible that the snail may overwinter in these open water courses and may become a serious pest, as is already the case in many Asian countries. In this study, we determined the status of the overwintering golden apple snail based on a literature survey and investigated the potential distribution area of the snail, as a result from global warming in Korea. The potential distribution area of the overwintering golden apple snail would be enlarged under the influence of global warming; ranging from 45.5% of South Korea’s land area in the 2020s to 88.4% in the 2080s.

이 연구에서는 고등학생들의 시스템 사고 향상을 위해 지구온난화 주제를 중심으로 교육프로그램을 개발하고 이를 학교 현장에 적용하여 학생들의 시스템 사고 향상 정도를 파악하였다. 현직 교사와 전문가들에게 타당성을 검증 받은 지구온난화 교육프로그램을 학생 27명에게 투입하였으며 시스템 사고 수준이 낮은 학생 3명과 수준이 높은 학생 3명, 총 6명의 학생을 연구대상으로 선정하고 활동 전 후로 단어 간 관계분석, 인과지도 그리기, 그림 그리기를 적용하여 시스템 사고 수준 변화정도를 살펴보았다. 그 결과 시스템 사고 수준이 낮은 그룹은 활동 후 지구온난화에 대한 시스템 사고 정도가 향상된 모습을 보였으나 오개념이 유지되는 특성을 보였다. 그리고 시스템 사고 수준이 높은 학생들은 자신들이 가지고 있었던 개념들은 활동 후 더 뚜렷해지고 체계적인 시스템 사고를 하고 있었다. 학생들에게 지구시스템과 연결된 지식이나 지구 환경 개념을 학습하는 데 있어서 필요한 시스템 사고를 함양시키고 과학교육과정에 새로운 활력을 불어넣기 위해서는 이러한 교육프로그램들이 많이 개발되어야 하며 또한 실제 학교 현장에서 많이 활용할 수 있도록 개발된 자료들이 잘 보급될 수 있어야 할 것이다.

Heliothis assulta is the most severe pest of pepper in Korea. The management of this pest is very difficult because the larva live in the pepper fruit and emerge continuously. There are relatively abundant studies about temperature development of H. assulta, but few works are available to describe its future population dynamics which is caused by global warming. If we predict the long-term-population dynamics we can manage the H. assulta more effectively. Therefore we simulated the population size using the computer softwater, DYMEX, developed by CSIRO in Australia. Especially, we predicted population dynamics of H. assulta applying past climate data (1965-1985) and future climate data (2065-2085) which were generated by National Institute of Meteorological Research (NIMR). Comparing to past population dynamics, the epidemic size and frequency would increase in the future. This means that the population management of H. assulta should be conducted more sophisticatedly.

Insect occurrence is closed related to crop and environment. Global climate changes as environment factor influencing not only crops but also insects on their behavior, distribution, development, survival and reproduction. Insect life stage are most often calculated using accumulated degree days from base temperature and biofix point. Temperature is also main factor to changes in moisture humidity and CO2 that effect on crop and insect development. Precipitation is another climate change on consideration factor to insect survival. Therefore, the precise impacts of climate change on insects is somewhat uncertain because it may change favor some insects while others may inhibit their development. On predicting the impact of climate change on insect is very complex exercise and need closed cooperation with experts on modeling. Some generalized predictions can be made, based on current pest distributions and severity of insect outbreaks in individual regions. At the present in Thailand, some alien insect species often present by global trades as by climate change.

This study had two main objectives. We first investigated which weather phenomena people were most concerned about in the context of climate change or global warming. Then, we conducted content analysis to find which words were more commonly used with climate change or global warming. For this, we collected web data from Twitter, Naver, and Daum from April to October 2019 in the Republic of Korea. The results suggested that people were more concerned about air quality, followed by typhoons and heat waves. Because this study only considered one warm period in the year of 2019, winter-related weather phenomena such as cold wave and snowfall were not well captured. From Twitter, we were able to find wider range of terminologies and thoughts/opinions than Naver and Daum. Also, more life-relevant weather events such as typhoons and heat waves in Twitter were commonly mentioned compared to Naver and Daum. On the other hand, the comments from Naver and Daum showed relatively narrower and limited terms and thoughts/ opinions. Especially, most of the comments were influenced by headlines of articles. We found many comments about air quality and energy/economic policy. We hope this paper could provide background information about how to promote the climate change education and public awareness and how to efficiently interact with general audiences.

This study was carried out to confirm the effects of climate change to growth, yield and quality of rice by the global warming. By the study of Korea Meteorology Administration, the temperature of Korea increased 0.95℃ during last 34 years and the width of temperature increase be on an increasing trend gradually. As temperature increases, rice is faced with critical change such as growth duration shortening, heading acceleration, yield decrease and quality deterioration. So, we studied the rice growth and yield change by the temperature increase. To confirm the effects of temperature increase, rice cultivars such as early maturing Unkwangbyeo, medium maturing Hwayoungbyeo and late maturing Nampyeongbyeo were transplanted on 1, 15, 30 of June inner transparent vinyl house which was treated by different temperature. The increased mean temperature were 1.4℃～3.5℃, respectively, compared to outer field. The growth duration from transplanting to heading were shortened by the temperature increase. In June 1 transplanting, especially the growth duration of early maturing Unkwangbyeo was shortened greatly by temperature increase. As temperature increases, rice yield decreased in most cases. In 1.4℃ temperature increase, rice yield of June 15 transplanting were higher than those of other transplanting, but in 2.1℃ or more temperature increase, the rice yield of June 30 transplanting were similar or more than those of other transplanting.

이 논문에서 우리는 대기 대순환 모형을 사용하여 지구 온난화에 따를 육지 대기로의 물 수송 변화를 평가했다. 해양으로부터 육지로의 물 수송 변화량은 지구온난화에 따라 거의 연중 증가한다. 유라시아대륙의 물 수송량은 연중 170∼350106 Mt/day 수준의 증가를 보인다. 아프리카로의 수송은 11월을 제외한 모든 달에 감소를 보이고 특히 8월과 9월에 -350106 Mt/day의 최대 감소를 나타낸다. 유라시아와 아프리카를 제외한 다른 대륙들에의 수송

1900년대 이후 지구의 대기 중에서 뚜렷하게 나타나고 있는 현상은 산업화에 따른 온실가스의 증가인데, 이와 같은 온실가스의 증가는 지구온난화 현상을 야기해서 지구의 기후를 변화시키고 있는 것으로 알려지고 있다. 그러나, 지구온난화 현상이 지구환경에 미치는 영향에 대한 정확한 분석은 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 지구온난화에 따른 한반도 수문환경의 변화를 분석 및 예측하고자 하였다. 이를 위해 국지규모 수문-대기 모형을 통해 모의된 지

장래 의 증가에 따른 지구 기온의 상승은 그 정도의 차이는 있으나 불가피한 것으로 예측되고 있으며, 강수량의 경우는 대기대순환모형(General Circulation Model, GeM)의 종류에 따라 감소에서 증가까지 다양한 결과를 보이고 있다. 특히, 강수량의 변화는 평균적인 개념의 연평균, 계절평균이나 월 평균도 중요하지만 국가적인 재해와 관련된 홍수나 가뭄의 발생도 중요한 관심사항이 된다. 홍수나 가뭄의 발생변화를 적절히 예측하기 위해서는 기술적