아리랑위성 2호의 삼축자력계로부터 관측된 지구자기장 모델 연구

김형래,황종선,이선호,Kim, Hyung-Rae,Hwang, Jong-Sun,Kim, Jeong-Woo,Lee, Seon-Ho 대한자원환경지질학회 2012 자원환경지질 Vol.45 No.4

The main field component of the Earth's magnetic field was modeled from the tri-axial magnetometer onboard KOrean MultiPurpose SATellite-II (KOMPSAT-II) for the purpose of satellite attitude control. The model computed by the KOMPSAT-II magnetometer measurement data is compared with the International Geomagnetic Reference Field (IGRF) model of a degree of up to 13 in spherical harmonic coefficients. The previous study with KOMPSAT-I (Kim et al. 2004) indicated a good correlation of power spectrum of spherical harmonic coefficients with respect to the degree up to 5. This study, however, showed an agreement of the degree up to 8-9 of the coefficient power spectrum and a discrepancy between degrees 10 and 13. We have concluded that relevant data selection process, removal of the external field from the data in the high latitude region, an accuracy of the magnetometer all play an important role in finding a coherence with the IGRF model. This study will be extended to the secular variation model of geomagnetism if longer-period data become available. 다목적위성인 아리랑 2호 (KOMPSAT-II)에 장착된 위성의 자세제어를 위한 삼축자력계(Triaxial Magnetometer, TAM)에서 측정된 지구자기장의 삼성분 자료로부터 지구 외핵에서부터 오는 주지구자기장 (main geomagnetic field)의 모델을 계산하였다. 일반적으로 지자기 표준모델이라고도 일컫는 IGRF(International Geomagnetic Reference Model)과의 비교를 통해 제작된 모델과의 상관성을 연구하였다. 선행연구에서는 KOMPSAT-I의 3일 자료만을 통해 제작한 것과 달리 2007년 11월과 12월 자료를 항공우주연구원의 협조를 받아 모델에 활용하였다. 선행 연구에서는 구면조화 함수의 차수가 5까지의 유사성을 보인 반면 이번에 얻은 모델은 차수 8-9까지 유사성을 보이며 그 이후 차수 13까지 계산에서는 국제표준모델과 많은 차이를 나타내었다. KOMPSAT-II 자료를 통한 지구자기장 모델을 제작하는 데 있어서 적절한 자료선별과정과 이와 관련된 극지방자료의 포함여부와 외부자기장성분의 적절한 제거 및 위성에 탑재한 측정자력계의 정확도가 국제지자기표준모델과의 유사성 여부에 중요한 요소로 작용하였다. 수년간의 자료입수가 가능할 경우 지구자기장의 영년변화연구에도 지상의 지자기관측소자료와 함께 KOMPSAT-II 자료의 활용이 기대된다.

FFT를 이용한 자력 포텐셜필드 자료의 수직방향의 연속에 대한 새로운 접근방법

김형래,황종선,서만철,김정우,Kim, Hyung-Rae,Hwang, Jong-Sun,Suh, Man-Cheol,Kim, Jeong-Woo 대한자원환경지질학회 2010 자원환경지질 Vol.43 No.3

일반적으로 일정한 고도에서 계산된 지구자기 (또는 중력) 이상값을 다른 고도에서의 이상값으로 변환하기 위해서 푸리에 변환 (Fourier transform)을 이용하여 연속(continuation)을 실행한다. 하지만 두 연속면 사의의 수직 거리가 크거나, 특히 하향(downward)연속일 경우에 이러한 방법을 이용하면 수학적으로 불안전하여 현실적인 값을 갖기 어렵거나 실제적인 이상값과는 상이한 값을 갖는 경우가 대부분이다. 이를 보완하기 위해 두 개의 서로 다른 고도에서 얻은 독립적인 이상값을 이용하여 두 고도사이에서의 값을 비교적 정확히 예측할 수 있는 상호연속 (dual continuation) 모델을 제시하고자 한다. 이를 통해 지구물리, 지질학적 해석이 가능해지고, 지상자료만을 이용한 해석에서 올 수 있는 오류를, 다른 고도에서의 독립적으로 획득한 포텐셜필드 위성자료를 함께 사용함으로써 줄일 수 있다. In general, a crustal geomagnetic (or gravity) anomaly compiled at one altitude can be estimated at a different altitude by continuation using the Fourier transform (FT). However, in case of continuation with a great distance between the two elevations, or, in particular, in case of downward continuation, the estimated anomalies by the FT are likely to be mathematically unstable so that the estimated values are not realistic. To solve this problem, two independently measured magnetic field anomalies at different altitudes, such as aeromagnetic and satellite magnetic observations, are implemented to estimate values at in-between altitude for better understanding and interpreting geophysical and geological features. This ‘'dual continuation’' technique is straightforward in the FT and gives a more realistic estimate in all altitudes when we simulated with a set of prismatic bodies at different altitudes. This implies that we add up another constraint like satellite-based observations on the geopotential field modeling for the non-unique geological and geophysical problems to a conventional Fourier-type continuation technique with a single set of observations.

유두상 갑상선암에서 임상상의 COX-2의 발현 고찰

김형래,시윤,이연수<SUP>1<.SUP>,김정수,전해명,박우찬,Hyung Rae Kim,M.D.,Youn Si,M.D.,Youn Soo Lee,M.D.<SUP>1<.SUP>,Jung Soo Kim,M.D.,Hae Myung Jeon,M.D. and Woo Chan Park,M.D. 대한갑상선-내분비외과학회 2007 The Koreran journal of Endocrine Surgery Vol.7 No.2

Purpose: It is well known that cyclooxygenase-2 (COX-2) is associated with carcinogenesis in many human cancers. In thyroid cancers, COX-2 expression in aging patients is known as a powerful prognostic factor of differentiated thyroid cancer. Therefore, in this study, we investigated the expression of COX-2 in cases of papillary thyroid cancer (PTC), as well as its association with other prognostic factors of thyroid cancer. Methods: A total of 213 cases of papillary thyroid cancer were enrolled in this study and their clinicopathological characteristics were investigated retrospectively by a review of medicalrecords. Immunohistochemical staining for COX-2 was performed in the malignant tissue of the cases and the resultsof were then evaluated to determine if they were associated with other prognostic factors. Results: The mean age of patients was 46 years (Range: 17∼77 years old) and the tumor sizesranged from 0.1 to 5 cm (mean 1.2±0.9 cm). The pathological findings were as follows; thyroid capsule invasion in 101 patients (47%), lymph node metastasis in 76 patients (36%), multiplicity in 47 patients (22%), and bilaterality in 36 patients (17%). Positive results of immunohistochemical staining for COX-2 were noted in 131 patients (62%), however, the statistical analyses showed no significant association between COX-2 expression and other prognostic factors of papillary thyroid cancer. Conclusion: No association of COX-2 expression and prognostic factors of papillary thyroid cancer were found in this study. However, a larger prospectivestudy with survival analyses would provide a better understanding of thesignificance of COX-2 expression in cases of papillary thyroid cancer. (Korean J Endocrine Surg 2007;7:75-79)

지역화된 동북아시아지역의 지구자기장 영년변화 모델: 1997-2011

김형래,Kim, Hyung Rae 대한자원환경지질학회 2015 자원환경지질 Vol.48 No.1

동북아시아에 위치한 4개의 지자기 관측소의 3성분 지구자기장 관측 자료를 이용하여 1997년부터 2011년 동안의 지구자기장의 영년변화를 표현하는 지역화된 영년변화 모델을 제작하였다. 외핵의 움직임으로 발생되는 지구자기장은 장소와 시간에 따라 변화하며 지자기 관측소에서는 이를 시계열로 측정하게 된다. 따라서 공간적인 변화를 함께 파악하기 위해서는 이를 시공간모델로 제작하여 시간에 따른 지구자기장의 변화를 공간적으로도 표현할 수 있도록 해야 한다. 전지구 범위인 경우 관측소의 분포가 제한되어 있고 이를 공간적으로 보완하기 위해 위성 자료를 활용한다. 하지만 방대하고 복잡한 위성 자료의 처리와 세계의 모든 지자기 관측소의 자료를 활용하여 전 지구적 지구자기장의 모델을 제작하는 일은 상당한 작업과 노력을 요구한다. 또한 계속해서 들어오는 자료들을 이용하여 모델을 업데이트 하는 일 역시 같은 양의 시간과 노력을 필요로 하게 된다. 더불어, 각 관측소 자료의 오차범위와 위성 자료 처리 오차 (processing error) 역시 지역에 따라 다르게 나타남으로 이러한 오차값들이 전지구 모델의 정확도에 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 감안하여 동북아시아 지역을 중심으로 하는 지역화된(localized) 모델링 기법을 소개하고 이를 통해 지구자기장의 영년변화 모델을 제작하는 데 적용하였다. 전 세계의 지구자기장 관측망인 INTERMAGNET에 가입된 3개의 일본 관측소와 1곳의 중국 관측소 자료를 활용하여 1997년부터 2011년까지 6개월 간격으로 지구자기장의 변화를 파악하고 이를 전지구 모델과 비교해 보았다. 또한 얻어진 모델을 이용하여 지구 내부의 원인인 지구자기장의 급작스런 변화를 일컫는 지구자기장 '급변'을 찾아보고 이에 대한 발생 시기에 대해 논의하였다. I produced a secular variation model of geomagnetic field by using the magnetic component data from four geomagnetic observatories located in Northeast Asia during the years between 1997 and 2011. The Earth's magnetic field varies with time and location due to the dynamics of fluid outer core and the magnetic observatories on the surface measure in time series. To adequately represent the magnetic field or secular variations of the Earth, a spatio-temporal model is required. In making a global model, satellite observations as well as limited observatory data are necessary to cover the regions and time intervals. However, you need a considerable work and time to process a huge amount of the dataset with complicated signal separation procedures. When you update the model, the same amount of chores is demanded. Besides, the global model might be affected by the measurement errors of each observatory that are biased and the processing errors in satellite data so that the accuracy of the model would be degraded. In this study, as considered these problems, I introduced a localized method in modeling secular variation of the Earth's magnetic field over Northeast Asia region. Secular variation data from three Japanese observatories and one Chinese observatory that are all in the INTERMAGNET are implemented in the model valid between 1997 to 2011 with the interval of 6 months. With the resulting model, I compared with the global model called CHAOS-4, which includes the main, secular variation and secular acceleration models between 1997 to 2013 by using the three satellites' databases and INTERMAGNET observatory data. Also, the geomagnetic 'jerk' which is known as a sudden change in the time derivatives of the main field of the Earth, was discussed from the localized secular acceleration coefficients derived from spline models.

구면 스레피안 함수로 표현된 지각 자기이상값과 구배 성분

김형래,Kim, Hyung Rae 대한자원환경지질학회 2016 자원환경지질 Vol.49 No.4

지역에 최적화된 스레피안 구면함수(spherical Slepian function)를 활용하여 남극을 중심으로 반경 $20^{\circ}$ 범위의 지역에 지각 자기이상의 3개의 방향 성분과 6개의 구배성분들을 표현하였다. 2013년 11월 유럽 항공 우주국이 발사한 3개의 자력 위성인 Swarm은 궤도 전개를 통해 동서 방향의 구배값은 물론 남북 및 수직방향의 구배값을 얻을 수 있도록 계획하였다. 이미 발사된 여러 중력위성들(i.e., GRACE and GOCE) 역시 이러한 구배값을 활용하여 보다 정확한 중력 이상값 및 지표에서의 시간에 따른 중력변화 연구등을 수행해 왔으나 자력 위성자료를 통해서는 많은 연구들이 이루어지고 있지 않는 상태이다. 한편 지역화 모델링은 관심 지역 또는 자료 분포의 제한인 지역인 경우에 활용될 수 있다. 또한 전지구 모델보다 효율적인 연산이 가능하여 위성자료로부터 고해상도의 지각 자기이상값을 표현할 수 있다는 장점을 지니고 있다. 또한 기존의 전지구 구면조화함수의 선형 결합으로 이루어진 기저함수들은 서로 직교성(orthogonality)이 유지되므로 스레피안 구면함수의 계수를 전지구 구면조화함수의 계수로 변환이 가능하여 스펙트럼 분석에 활용할 수 있다. 따라서 Swarm 위성자료의 구배 성분을 이용한 지역화 모델링 방법은 앞으로 많은 활용이 기대되며 여기서는 Swarm 위성자료로부터 얻어진 지각 자기이상값의 전지구 조화함수 계수 모델을 사용하여 자기이상의 방향성분과 구배성분을 유도하고 이를 스레피안 구면 조화함수에 적용하여 관심지역인 남극지역의 방향 성분과 구배 성분을 표현하고 이에 대한 결과를 토의 하고자 한다. I presented three vector crustal magnetic anomaly components and six gradients by using spherical Slepian functions over the cap area of $20^{\circ}$ of radius centered on the South Pole. The Swarm mission, launched by European Space Agency(ESA) in November of 2013, was planned to put three satellites into the low-Earth orbits, two in parallel in East-West direction and one in cross-over of the higher altitude. This orbit configuration will make the gradient measurements possible in North-South direction, vertical direction, as well as E-W direction. The gravity satellites, such as GRACE and GOCE, have already implemented their gradient measurements for recovering the accurate gravity of the Earth and its temporal variation due to mass changes on the subsurface. However, the magnetic gradients have little been applied since Swarm launched. A localized magnetic modeling method is useful in taking an account for a region where data availability was limited or of interest was special. In particular, computation to get the localized solutions is much more efficient and it has an advantage of presenting high frequency anomaly features with numbers of solutions fewer than the global ones. Besides, these localized basis functions that were done by a linear transformation of the spherical harmonic functions, are orthogonal so that they can be used for power spectrum analysis by transforming the global spherical harmonic coefficients. I anticipate in scientific and technical progress in the localized modeling with the gradient measurements from Swarm and here will do discussion on the results of the localized solution to represent the three vector and six gradient anomalies over the Antarctic area from the synthetic data derived from a global solution of the spherical harmonics for the crustal magnetic anomalies of Swarm measurements.

동아시아지역에서의 CHAMP 위성자료에서의 지각 자기이상의 연구

김형래,Kim, Hyung Rae 대한자원환경지질학회 2021 자원환경지질 Vol.54 No.1

위성고도에 획득한 지각 자기이상값들은 지상부근(near-surface)의 항공탐사나 해양탐사등에서 얻은 자기이상값들에서 얻기 어려운 장파장의 특징을 보이며 이들은 지각의 자기현상이 소멸되는 큐리 등온 깊이선(Curie isotherm)까지의 심부 지각물질의 자기특징 및 위성고도에서도 나타날 수 있는 강한 자기특징들을 반영한다. 따라서 심부 지하구조나 판구조론을 통한 과거 지구조의 재구성(reconstruction) 및 해석과 최근 지구온난화로 인한 대륙빙하의 해빙과 연관되어 남극 및 그린랜드의 지열분포 연구에 중요한 자료로 이용되고 있다. 이러한 위성 지각 자기이상값은 전지구를 경계조건으로 하는 구면조화함수의 계수모델로 표현되는 것이 일반적이나 많은 계수 계산과 함께 안정적으로 외부자기장을 분리하기 어려운 극지역 및 적도지역의 자료들도 포함되어 이들 자료가 모델 전체에 영향을 줄 수가 있다. 한편, 이와는 달리 관심지역의 자료들만을 가지고 지역에 맞는 몇 단계 자료처리 과정을 거쳐 얻은 지각 자기이상값들은 이러한 영향에서 벗어날 수 있다. 본 연구에서는 한반도를 중심으로 하는 동아시아 지역(20° ~ 55°N, 108° ~ 150°E) 의 CHAMP 위성에서 최저고도였던 시기의 자료를 획득하여 평균 280 km 에서의 지각 자기이상 지도를 제작하고 CHAMP 자료로 만든 전지구 지각 자기이상 모델(MF7)과 비교하여 지각 자기이상 특징들을 파악하고자 한다. 아울러 전세계 지상부근 지각자기이상 자료를 종합하여 제작한 EMAG2에서 장파장 성분을 추출하여 함께 비교하기로 한다. Satellite magnetic observations reflect the magnetic properties of deep crust about the depth of Curie isotherm that is a boundary where the magnetic nature of the rocks is disappeared, showing long wavelength anomalies that are not easily detected in near-surface data from airborne and shipborne surveys. For this reason, they are important not only in the analyses on such as plate reconstruction of tectonic boundaries and deep crustal structures, but in the studies of geothermal distribution in Antarctic and Greenland crust, related to global warming issue. It is a conventional method to compute the spherical harmonic coefficients from global coverage of satellite magnetic observations but it should be noted that inclusion of erroneous data from the equator and the poles where magnetic observations are highly disturbed might mislead the global model of the coefficients. Otherwise, the reduced anomaly model can be obtained with less corruption by choosing the area of interest with proper data processing to the area. In this study, I produced a satellite crustal magnetic anomaly map over East Asia (20° ~ 55°N, 108° ~ 150°E) centered on Korean Peninsula, from CHAMP satellite magnetic measurements about mean altitude of 280 km during the last year of the mission, and compared with the one from global crustal magnetic model (MF7). Also, a comparison was made with long wavelength anomalies from EMAG2 model compiled from all near-surface data over the globe.

무선 온도계측 방식에 의한 구조체 콘크리트의 온도계측 및 양생관리 적응사례

김형래,조호규,조용석,Kim Hyung Rae,Jo Ho Kyoo,Cho Yong Suck 한국콘크리트학회 2004 콘크리트학회지 Vol.16 No.1

전기발열시트에 의한 한중콘크리트의 양생 및 온도이력에 관한 실험 연구

김형래,조호규,김찬수,지남용,Kim, Hyung-Rae,Cho, Ho-Kyu,Kim, Chan-Soo,Jee, Nam-Yong 한국건축시공학회 2003 한국건축시공학회지 Vol.3 No.2

The purpose of this study is to analyze the curing effect of planar surface heater for concreting in cold weather. Some experiments were conducted to evaluate the temperature history of concrete cured with heating sheets in the laboratory conditions. As the results, It was showed that the 130W/$m^2$-heater could raise the inner temperature more than $20^{\circ}C$ under the environmental condition of -5~$-20^{\circ}C$. And the temperature of concrete cured by the 200W/$m^2$-heater was 5~$10^{\circ}C$ higher than that of concrete cured by 130W/$m^2$-heater. Finally, through the curing by the planar surface heater during the first 1.5~2 days, it is possible to secure the sufficient maturity of concrete.

관내마찰저항 시험장치를 활용한 콘크리트의 관내 유동 및 마찰저항 특성의 평가에 관한 연구

김형래,조호규,권대훈,Kim, Hyung-Rae,Jo, Ho-Kyoo,Kwon, Dae-Hun 대한건축학회 2011 대한건축학회논문집 Vol.27 No.11

The establishment of the technology for evaluating friction resistance and pipe pressure and the relation of the fluid characteristics and pumpability of concrete is essential for the evaluation of concrete pumping performance for high speed construction of super-tall building. So, this study focuses on quantitative evaluation of concrete fluid characteristics and surface friction resistance under the change of concrete mix proportion and pumping condition. For this, we developed temporary horizontal pumping evaluation system to measure pipe pressure and surface friction characteristics. And, relations between concrete mix proportion and pressure characteristics was investigated by experiment. As the result of the experiment, high regression between the surface friction and pressure gradient was confirmed. And, It means that it is able to evaluate the friction resistance between concrete and pipe by means of the pumping system that includes frictional resistance testing pipe.

관내마찰저항 시험장치를 활용한 콘크리트의 관내 유동 및 마찰저항 특성의 평가에 관한 연구

김형래(Kim, Hyung-Rae),조호규(Jo, Ho-Kyoo),권대훈(Kwon, Dae-Hun) 대한건축학회 2011 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.27 No.11

The establishment of the technology for evaluating friction resistance and pipe pressure and the relation of the fluid characteristics and pumpability of concrete is essential for the evaluation of concrete pumping performance for high speed construction of super-tall building. So, this study focuses on quantitative evaluation of concrete fluid characteristics and surface friction resistance under the change of concrete mix proportion and pumping condition. For this, we developed temporary horizontal pumping evaluation system to measure pipe pressure and surface friction characteristics. And, relations between concrete mix proportion and pressure characteristics was investigated by experiment. As the result of the experiment, high regression between the surface friction and pressure gradient was confirmed. And, It means that it is able to evaluate the friction resistance between concrete and pipe by means of the pumping system that includes frictional resistance testing pipe.