경기도 태화산 V 영급 잣나무(Pinus koraiensis) 조림지의 지상부 바이오매스 상대생장식 개발

류다운 ( Daun Ryu ),문민규 ( Min Kyu Moon ),박주한 ( Juhan Park ),조성식 ( Sungsik Cho ),김태규 ( Taekyu Kim ),김현석 ( Hyun Seok Kim ) 한국농림기상학회 2014 한국농림기상학회지 Vol.16 No.1

임분 밀도가 410tree ha-1이며 평균 흉고직경이 29.1±5.2cm인 경기도 태화산의 V영급 잣나무 조림지에서 흉고직경을 독립변수로 하고 부위별 바이오매스를 종속변수로 하는 상대생장식을 만들었다. 잣나무 넓적 잎벌 피해로 인해 잎의 바이오매스가 낮게 나타났으나, 총 바이오매스에 미치는 영향은 미미하였다. 그간의 연구를 종합한 결과, 개체목 지상부 상대생장식(logY=a+blogX)의 모수 a는 평균 흉고직경과 임분 밀도에 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났으나 b는 영향을 미치는 인자를 찾을 수 없었다. 임분 단위에서는 부위별로 잎은 6.68Mg ha.1, 가지는 18.82Mg ha-1, 줄기는 101.02Mg ha-1로 나타났으며 이를 합한 지상부 총 바이오매스는 126.53Mg ha-1로 나타났다. 국내 잣나무 임분의 지상부 바이오매스는 임령보다는 평균 흉고직경과 임분 밀도에 더 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며 두 인자를 사용하여 국내 잣나무 임분 바이오매스를 98% 이상 설명하는 간단한 회귀식을 도출할 수 있었다. Allometric equations for leaf, branch, stem and total above ground biomass of Pinus koraeinsis trees were developed with diameter at breast height(DBH) of trees, which were growing in a pine plantation with the stand density of 410 tree ha-1 and the average DBH of 29.1±5.2 cm in Mt. Taewha, Gyeonggi. Damage by Acantholyda parki reduced leaf biomass compared to other studies, however, its contribution to total biomass was minimal among parts. Comprehensive analysis revealed that constant in allometric equation for total above ground biomass (logY=a + blogX) was affected by average DBH and stand density, however, constant b was not. At the stand level, biomass for leaf, brach, stem, total above ground biomass were 6.68 Mg ha-1, 18.82 Mg ha-1, 101.02 Mg ha-1, 126.53 Mg ha-1, respectively. We developed a Korean pine stand biomass regression, which explained about 98% of variation with DBH and stand density based on comprehensive analysis.

기반 기술 : 전자기유도방식을 이용한 무선 충전 기기의 구현 및 성능 측정

류다운 ( Daun Ryu ),김영현 ( Young Hyun Kim ),구경헌 ( Kyung Heon Koo ) 한국항행학회 2015 韓國航行學會論文誌 Vol.19 No.3

본 논문에서는 전자기 유도 방식을 이용하여 무선전력전송 시스템을 구현하고 전송 효율을 측정하였다. 또한 수신부 코일의 세부 조건 변화에 따른 효율 변화를 확인하고 최적의 코일 조건을 제시하였다. 제작한 송수신부 회로를 이용하여 수신 코일 위치에 따른 전압 변화를 측정하고, 같은 위치에서 인덕턴스 값 변화에 따른 전압변화를 측정하였으며, 휴대폰 충전 시간을 측정하는 앱을 개발하여 충전 상태에 따른 무선전력전송 충전 시간을 비교하여 이를 통해 최적의 무선전력전송 시스템을 구현하고자 하였다. 개발된 전자기 유도방식을 이용한 무선전력전송 시스템은 주파수 125 kHz를 사용하며, 핸드폰 50%에서 60%까지 충전 시 유선 충전기는 16분, 무선충전기는 23분의 충전시간을 가졌다. This paper presented the design of wireless power transfer (WPT) system using electromagnetic induction techniques and analysed WPT efficiency. Also, we presented the optimum coil condition by measuring the efficiency variation according to some receiving coil parameter changes. Voltage change is measured by receiving coil position for the designed transmitting and receiving circuit. Voltage change according to inductance variation at the same position and charging time are compared at the same environment by using a developed application program to realize an optimum WPT system. Developed wireless power transfer system using electromagnetic induction techniques uses 125 kHz. It takes 16 minutes by using wired charger, and 23 minutes by using wireless charger for charging from 50% to 60% charging status.

타원 반사면 구조를 이용한 Low Profile Ku밴드 파라볼라 안테나의 설계

류다운,이경순,박대길,구경헌,Ryu, Daun,Lee, Kyung-Soon,Park, Dae-Kil,Koo, Kyung Heon 한국항행학회 2017 韓國航行學會論文誌 Vol.21 No.5

SOTM is a device for the satellite communication on the move. Many studies are conducted on microstrip, waveguide and array antenna for the low profile of the SOTM's antenna. But those antennas have a problem that is difficult to adjust the polarization, and for that reason we have studied the parabolic antenna structure. The general form of parabolic reflector structure is circular, but we used cut-off shape reflector by cutting the upper and lower reflector for low profile antenna. Accordingly, this results in the decrease of reflector area which causes reduced gain and G/T ratio. In order to solve this problem, we have transformed and designed the sub reflector for improving the efficiency and gain of the cut- off shape parabolic antenna. SOTM(satellite communication on the move)는 이동 중 위성통신을 하기 위한 장치이다. 차량이나 무인항공기 외부에 장착하는 물체의 크기 및 중량 제한으로 SOTM 용 안테나의 소형화가 필요하며, 이를 위하여 마이크로스트립, 도파관, 어레이 안테나 등 다양한 형태의 안테나에 대한 연구가 진행되고 있다. 이러한 안테나들은 구조적으로 편파 조정이 어렵다는 문제점이 있어 본 논문에서는 파라볼라 안테나 형태를 사용하여 연구를 진행하였으며, 안테나의 소형화를 위하여 일반적인 원형 형태의 파라볼라 안테나의 반사면을 상하로 잘라 크기 및 높이를 감소시켰다. 그로 인하여 입사된 전자파를 받아들일 수 있는 반사면의 면적이 줄어들어 이득의 저하 및 Spill-over로 인한 G/T지수의 감소로 수신안테나의 성능이 저하하게 되며, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 부 반사면의 형태를 변형하여 안테나의 면적대비 효율 및 이득을 향상시킬 수 있는 형태로 설계하였다.

1m 거리에서 최적화된 안테나를 통한 공진방식 무선전력전송

김영현 ( Young Hyun Kim ),류다운 ( Daun Ryu ),박대길 ( Dae Kil Park ),구경헌 ( Kyung Heon Koo ) 한국항행학회 2016 韓國航行學會論文誌 Vol.20 No.3

본 논문에서는 자기공진방식 무선전력전송 표준인 A4WP (alliance for wireless power) 주파수 6.78 MHz에서, 1 m 거리 무선전력전송 안테나를 최적화하고 이에 따른 시뮬레이션 및 측정 결과를 비교하였다. 전력전송 거리는 시스템 형태, 안테나의 크기, 공진기내 코일과 코일사이 간격인 피치(pitch) 등 다양한 요인에 따라 영향을 받으며, 전자계 시뮬레이션을 통해 이를 확인하였다. 시뮬레이션을 통해 고정된 거리에 대하여 최적화된 무선전력전송 안테나를 설계하였으며, 거리에 따른 전송손실인 |S21| 값을 계산하였다. 설계된 안테나를 제작하여 측정치를 시뮬레이션 값과 비교한 결과, 최대 1.3 m 거리에서 시뮬레이션은 전송손실 1.6dB 및 효율 69%, 측정결과는 전송손실 1.5dB 및 효율 70 %를 나타내었다. This paper has optimized WPT (wireless power transfer) antenna, and compared EM (electromagnetic) simulation result with measurement for the magnetic resonant type standard of A4WP (alliance for wireless power) using 6.78MHz frequency and 1m distance. Power transmission distance is affected by various factors such as system shape, antenna size, and resonator coil pitch etc, which were confirmed by the EM simulation. By simulation an optimized WPT antenna was designed for a fixed distance, and the transmission loss |S21| has been calculated with changing distance. Measurement was carried for the fabricated antenna, and the measured transmission loss is 1.5dB with 70% efficiency at maximum 1.3m distance compared to the simulated loss of 1.6dB with 69% efficiency

수액류 측정 데이터베이스: 그래니어(Granier) 센서 열손실탐침법(Heat Dissipation Method)과 열파동법(Heat Pulse Method)을 이용한 수액류 측정

이민수 ( Minsu Lee ),박주한 ( Juhan Park ),조성식 ( Sungsik Cho ),문민규 ( Minkyu Moon ),류다운 ( Daun Ryu ),이훈택 ( Hoontaek Lee ),이호진 ( Hojin Lee ),김수경 ( Sookyung Kim ),김태경 ( Taekyung Kim ),변시연 ( Siyeon Byeon ),전지현 한국농림기상학회 2020 한국농림기상학회지 Vol.22 No.4

증산은 물이 기공을 통해 대기 중으로 이동하는 과정으로, 지표면의 물은 상당부분 증산을 통해 대기 중으로 이동한다. 에디공분산, 수분 수지 측정법 등의 증산량을 측정하는 방법이 있지만, 수종 및 임분의 구성 요소별 증산량의 차이를 비교하기 위해서는 개체목 증산량 측정이 필요하다. 개체목 증산량을 측정하기 위해 수액의 온도차를 이용한 수액류 측정법을 가장 널리 이용하고 있지만, 넓은 범위의 지역을 장기간 조사하기에 한계가 있다. 따라서 큰 공간적 규모에 대해 수액류 및 증산량에 대한 연구를 하기 위해서는 각 지역별로 측정한 데이터의 공유가 필요하다. 본 연구팀은 태화산 학술림에서 열손실탐침법을 이용하여 2011년부터 잣나무(Pinus koraiensis) 18본, 2013년부터 갈참나무(Quercus aliena) 16본을 대상으로 수액류를 측정하고 있으며, 광릉수목원에서도 열손실탐침법을 이용하여, 2013년부터 전나무(Abies holophylla) 18본, 졸참나무(Quercus serrata) 7본, 서어나무(Carpinus laxiflora) 3본, 까치박달(Carpinus cordata) 3본을 대상으로 수액류를 측정하고 있다. 구례 지리산 조사지에서는 열 파동법으로 2018년부터 산벚나무(Prunus sargentii), 낙엽송(Larix kaempferii), 2019년에는 추가로 상수리나무(Quercus accutisima), 소나무(Pinus densiflora), 물푸레나무(Fraxinus rhynchophylla)를 대상으로 수액류를 측정하였으며, 2020년에는 편백(Chamecypans obtuse), 잣나무(P. koraiensis), 자작나무(Betulla platyphylla), 전나무(A. holophylla), 곰솔(Pinus thrunbergii)을 대상으로 수액류를 측정하고 있다. 우리나라 산림의 수액류 데이터를 더욱 활발하게 공유하여 국내 산림생태계에서 개체목과 임분의 수액류와 증산의 환경민감성 등 다양한 연구에 기여할 것으로 기대한다. Transpiration is the movement of water into the atmosphere through leaf stomata of plant, and it accounts for more than half of evapotranspiration from the land surface. The measurements of transpiration could be conducted in various ways including eddy covariance and water balance method etc. However, the transpiration measurements of individual trees are necessary to quantify and compare the water use of each species and individual component within stands. For the measurement of the transpiration by individual tree, the thermometric methods such as heat dissipation and heat pulse methods are widely used. However, it is difficult and labor consuming to maintain the transpiration measurements of individual trees in a wide range area and especially for long-term experiment. Therefore, the sharing of sapflow data through database should be useful to promote the studies on transpiration and water balance for large spatial scale. In this paper, we present sap flow database, which have Granier type sap flux data from 18 Korean pine (Pinus koraiensis) since 2011 and 16 (Quercus aliena) since 2013 in Mt.Taehwa Seoul National University forest and 18 needle fir (Abies holophylla), seven (Quercus serrata), three (Carpinus laxiflora and C. cordata each since 2013 in Gwangneung. In addition, the database includes the sapling transpiration of nine species (Prunus sargentii, Larix kaempferii, Quercus accutisima, Pinus densiflora, Fraxinus rhynchophylla, Chamecypans obtuse, P. koraiensis, Betulla platyphylla, A. holophylla, Pinus thunbergii), which were measured using heat pulse method since 2018. We believe this is the first database to share the sapflux data in Rep. of Korea, and we wish our database to be used by other researchers and contribute a variety of researches in this field.

광릉 낙엽활엽수 노령림의 CO₂ 수지 역학: 15년 관측으로부터의 교훈

양현영 ( Hyunyoung Yang ),강민석 ( Minseok Kang ),김준 ( Joon Kim ),류다운 ( Daun Ryu ),김수진 ( Su-jin Kim ),천정화 ( Jung-hwa Chun ),임종환 ( Jong-hwan Lim ),박찬우 ( Chan Woo Park ),윤순진 ( Soon Jin Yun ) 한국농림기상학회 2021 한국농림기상학회지 Vol.23 No.4

1960-70년대 대규모 산림녹화 이후에 한국의 산림은 점차 노령화되고 있다. 노령림의 순 CO₂ 교환은 이론적으로 중립에 가깝지만, 교란이나 관리에 의해 CO₂ 흡원 또는 발원이 될 수 있다. 본 연구는 한국의 광릉 낙엽활엽수 노령림(GDK)의 CO₂ 수지 역학을 이해함으로써, 다음 두 가지 질문에 답하고자 하였다: (1) 보전되고 있는 GDK는 과연 이론적으로 알려져 있는 CO₂ 중립인가? (2) 관측된 CO₂ 수지의 경년 변동이 문헌에 보고된 조절 인자들과의 선형적인 인과관계로 설명이 가능한가? 이에 답하기 위해, 본 연구는 KoFlux GDK 관측지에서 에디 공분산 기술로 2006년부터 2020년까지 15년 동안 관측된 CO₂ 플럭스 자료와 생기상학적 자료를 분석하였다. 연구 결과, (1) GDK는 15년 자료를 평균해서 보면 약한 CO₂ 발원이며, 관측기간 동안 흡원과 발원 사이를 오갔으나 최근 5년 동안 CO₂ 발원으로서의 강도가 증가하고 있다. (2) 전천일사, 생장기간, 엽면적지수의 경년 변동은 총일차생산량(Gross Primary Production, GPP)의 경년 변동과 양의 상관관계(R²=0.32~0.45)가 있는 반면, 기온과 지표면 온도의 경년 변동은 생태계 호흡(Ecosystem Respiration, RE)의 경년 변동과 유의한 상관관계가 없었다. 또한, 관측기간 초반(첫 10년)의 CO₂ 플럭스와 기상요인 및 생물학적 요인으로 학습시킨 기계학습은 관측기간 후반(최근 5년)의 GPP와 RE의 경년 변동을 제대로 모사해내지 못했다. 단, 고사목에서 배출된 탄소 추정량이 CO₂ 발원으로의 전환에 일부 기여했을 것으로 추정된다. GDK의 장기 CO₂ 수지 역학에 대해 올바로 이해하고 해석하기 위해서는, 분석과 모델링을 위한 복잡계과학 기반의 새로운 프레임워크가 필요하다. 더불어, 플럭스 모니터링 및 자료 품질 유지와 함께 고사목과 교란을 지속적으로 모니터링하는 것이 중요함을 다시 한 번 확인하였다. After large-scale reforestation in the 1960s and 1970s, forests in Korea have gradually been aging. Net ecosystem CO₂ exchange of old-growth forests is theoretically near zero; however, it can be a CO₂ sink or source depending on the intervention of disturbance or management. In this study, we report the CO₂ budget dynamics of the Gwangneung deciduous old-growth forest (GDK) in Korea and examined the following two questions: (1) is the preserved GDK indeed CO₂ neutral as theoretically known? and (2) can we explain the dynamics of CO₂ budget by the common mechanisms reported in the literature? To answer, we analyzed the 15-year long CO₂ flux data measured by eddy covariance technique along with other biometeorological data at the KoFlux GDK site from 2006 to 2020. The results showed that (1) GDK switched back-and-forth between sink and source of CO₂ but averaged to be a week CO₂ source (and turning to a moderate CO₂ source for the recent five years) and (2) the interannual variability of solar radiation, growing season length, and leaf area index showed a positive correlation with that of gross primary production (GPP) ( R²=0.32~0.45); whereas the interannual variability of both air and surface temperature was not significantly correlated with that of ecosystem respiration (RE). Furthermore, the machine learning-based model trained using the dataset of early monitoring period (first 10 years) failed to reproduce the observed interannual variations of GPP and RE for the recent five years. Biomass data analysis suggests that carbon emissions from coarse woody debris may have contributed partly to the conversion to a moderate CO₂ source. To properly understand and interpret the long-term CO₂ budget dynamics of GDK, new framework of analysis and modeling based on complex systems science is needed. Also, it is important to maintain the flux monitoring and data quality along with the monitoring of coarse woody debris and disturbances.

간벌 강도가 V영급 잣나무림의 증산과 생산성에 미치는 영향

박주한 ( Ju Han Park ),김태규 ( Tae Kyu Kim ),문민규 ( Min Kyu Moon ),조성식 ( Sung Sik Cho ),류다운 ( Daun Ryu ),김현석 ( Hyun Seok Kim ) 한국임학회 2014 산림과학 공동학술대회 논문집 Vol.2014 No.-

본 연구에서는 간벌 강도가 V영급 잣나무림의 임분 증산량과 생산성에 미치는 영향을 2년 동안 연구하였다. 간벌은 임분에서 일정 부분만을 제거하는 것을 뜻하며, 잔존목 사이의 경쟁을 줄여생산성을 향상시키고, 화재 위험성을 줄이며 건강한 숲을 유지하기 위해 널리 시행되는 산림 시업이다. 이러한 간벌로 인해 임내 광환경, 포차, 가용 토양수분량 등의 임내 미세환경이 변화하게 되고, 이로 인해 수목의 수분이용량과 생산성 역시 변화하게 된다. 이러한 간벌의 효과를 정량화하기 위해 2012년 3월에 2가지 강도로 간벌을 시행하였다. 증산은 Granier 타입의 열손실탐침법을 이용하여 측정하였으며, 생산량을 추정하기 위한 직경생장량의 변화는 직경생장밴드를 이용하여 측정하였다. 순생산량은 직경변화량과 상대생장식을 이용하여 추정하였다. 2012년도와 2013년도의 기상조건은 큰 차이를 보이지 않았다. 2012년도의 임분 증산량은 약도 간벌지에서 약 20%, 강도 간벌 간벌지에서 약 42% 감소하였다. 개체 당 증산량은 간벌지가 무간벌지 보다 높았지만, 간벌로 인한 수목 감소량을 보상하지 못하였다. 증산량과 마찬가지로 개체 당 생산성은 약도 간벌지에서 약 8%, 강도간벌지에서 약 21% 증가하였지만, 임분 순생산량은 오히려 약도간벌지에서 20%, 강도 간벌지에서 31% 감소하였다. 그 결과로 수분이용효율은 강도 간벌지에서만 증가하였다. 2013년도의 경우, 임분 증산량은 약도 간벌지에서 19%, 강도 간벌지에서 37% 감소하였다. 강도 간벌지의 경우, 2012년도에 비해 강도 간벌지의 임분 증산량의 감소가 줄어들었으며, 이는 개체당 증산량의 증가에 기인하였다. 개체 당 생산성은 간벌지에서 증가하였으나, 약도 간벌지의 경우 약4%에 불과하였으며 강도 간벌지에서만 27% 증가하였다. 임분 순생산량은 약도 간벌지에서 23%, 강도 간벌지에서 28% 감소하였다. 그 결과로 강도 간벌지에서만 수분이용효율이 증가하였다. 이 결과는 간벌 강도에 따라 잔존목의 생산성 및 증산량에 차이가 있음을 보여준다.