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.

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.

최근 지구온난화로 인해 해수면이 상승하고 해양 생태계가 큰 변화를 보이는 것으로 보고되고 있다. 한반도 주변 해역에서도 수온과 해수면이 상승하고 있다고 보고되고 있다. 뿐만 아니라 가시파래, 불가사리, 해파리 등이 대량 발생하고, 바다 사막화가 증가되는 등 해수면 상승과 해양생태계의 변화로 어민 경제에 심각한 영향을 끼치고 있다. 본 연구에서는 지구 온난화의 원인과 그 메카니즘을 소개하고, 지구 온난화가 해양환경 변화와 해양 생태계에 미치는 영향과 그 대책에 관하여 보고하고자 하였다.

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.

The purpose of this study was to investigate the warming temperature and exposed time on the post-thaw survival rate and viability of bovine blastocyst cryopreserved by GMP vitrification. Groups of three bovine IVP blastocysts were sequentially placed into vitrification solution before being loaded into the GMP straws and immersed into LNwithin 20 to 25 sec. The warming rate was increased 2 times of warming temperature for improvement of post-thaw survival rates. The frozen embryos were warmed either at 35 or 70 for 1 or 2 sec and then diluted in sucrose solution. Post-thaw blastocysts were serially washed in 0.25 and 0.15 M sucrose in holding medium (HM: TCM199 supplemented with 10% FCS) and TCM-199 for each 5 min, respectively, and then cultured in TCM199 for 24 h. The rate of re-expanded blastocyst was significantly different fer 35 and 70 warming temporature (76.4 vs. 89.3%; P<0.05). The rate of re-expanded blastocyst at 70 for 1 sec was significantly higher than that for 2 sec (91.1 vs. 70.9%; P<0.05). The number of nuclei counted were significantly different among control, 35 and 70 (1218.5 vs. 10411.7 vs. 11410.3; P<0.05). These results indicated that the increasing of warming rate can provide high survival rates of bovine IVP blastocysts. Especially, the best viability of post-thaw blastocyst could be thaw at 70 for 1 sec. The warming temperature and exposed time far warming was considered to be limiting factors to the viability of bovine IVP embryos. he purpose of this study was to investigate the warming temperature and expose.

참외 금싸라기은천을 신토좌 대목에 호접하여 저온기 참외 시설재배시 지중가온의 효과를 구명하고자 비닐 하우스내에 온수보일러를 설치하여 지하 35cm 부위에 직경 15mm의 엑셀파이프를 180cm 이랑에 2열 매설한 후 지하 20cm의 최저 지온을 17℃, 21℃ 및 25℃로 설정하고 1월 18일부터 4월 18일까지 일정하게 유지 관리하여 무가온구와 비교 시험한 결과는 다음과 같다. 1 암꽃의 개화는 무가온구에 비해 17℃구는 1일, 21℃구는 6일, 25℃구는 7일 정도 빨랐고 첫 수확 소요일수는 무가온구에 비해 17℃구는 5일, 21℃구는 11일, 25℃구는 12일 단축되었다. 2. 평균과중은 21℃〉25℃〉17℃〉무가온구의 순이었고 과육두께는 25℃〉21℃〉17℃무가온구의 순이었다. 3. 과육부의 무기물 함량은 Mg를 제외한 N, P, K, Ca는 지온이 높을수록 흡수량이 증가하였는데, 특히 인산과 칼슘이 무가온구에 비해 고지온구에서 흡수가 많았다. 인산은 무가온구가 0.42%였으나 17℃구 0.46%, 21℃구는 0.59% 그리고 25℃구는 0.69%였고, 칼슘은 무가온구가 0.41%였으나 17℃구는 0.42%, 21℃구는 0.47% 그리고 25℃구에서는 0.46%였다. 4. 지중온도별 기형과율 및 발효과율은 무가온〉17℃〉25℃〉21℃구의 순이었고 상품과율은 21℃〉25℃〉17℃〉무가온구의 순이었다. 5. 초기 및 중기의 상품과수량은 25℃구가 가장 많았고 그 다음은 21℃, 17℃, 무가온구의 순이었으나 후기에는 17℃구가 가장 많았고 그 다음은 무가온, 21℃, 25℃구의 순이었다. 10a당 상품과총수량은 무가온구의 1,490kg에 비하여 17℃구가 33%, 21℃구가 49%, 25℃구가 37% 증수하였다.

참외 금싸라기은천을 신토좌 대목에 호접하여 저온기 참외 시설재배시 지중가온의 효과를 구명하고자, 비닐 하우스내에 온수보일러를 설치하여 지하 35cm 부위에 15mm 엑셀파이프를 180cm 이랑에 2열 매설한 후, 지하 20cm의 최저 지온을 17℃, 21℃ 및 25℃로 설정하고 1월 18일부터 4월 18일까지 일정하게 유지 관리하여 무가온구와 비교 시험한 결과는 다음과 같다. 1. 지중가온에 의한 정식 후 1개월간의 지중 20cm 부위의 적산온도는 무가온구가 441℃, 17℃구는 558℃, 21℃구는 648℃ 그리고 25℃구는 735℃였다. 2. 지중가온에 따른 터널내 보온효과는 지온이 높을수록 높았는데 2월 5일 무가온구의 터널내 야간 최저 기온은 9.5℃인데 비하여 17℃구에서는 11.0℃, 21℃구에서는 13.5℃ 그리고 25℃구에서는 16.5℃였다. 3. 정식 30일까지의 초기생육은 지온이 높을수록 초장, 경경, 엽수 및 엽면적이 증가하였으며 특히 고지온구에서 엽면적의 증가가 뚜렷하였다. 정식 30일 후 무가온구의 엽면적 279.5 cm2에 비하여 17℃구에서는 153.4%, 21℃구에서는 745.6a 그리고 25℃구에서는 879.4% 정도 증가하였다. 4. 정식 30일 후 지제부를 절단하여 24시간 동안 채취한 목부일비액량은 무가온구의 8.1ml에 비해 17℃구에서는 1.2배, 21℃구에서는 1.3배 그리고 25℃구에서는 4.8배 많았으나 정식 67일 후에는 무가온구의 10.4ml에 비해 각각 1.1배, 3.2배 및 3.3배 많았다.

We studied the warming effect induced by Photovoltaic(PV) power plants in rural areas during summer daytime using a simple analytical urban meteorological model. This analysis was based on observed meteorological elements and the capacity of the PV power plant was 10 MWp. The major axis length of the PV power plant was assumed to be 1km. Data of the necessary meteorological elements were obtained from a special meteorological observation campaign established for a over a PV power plant. We assumed that the wind flowed along the major axis of the PV power plant(1 km). As a result, the air temperature on the downwind side of the PV power plant was estimated to invrease by about 0.47 °C.