초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
1단계(2012-2015) 연구에서 해양산성화가 해양생태계의 변동을 일으키고 이로 인하여 생물 기원 지구냉각가스(DMS) 발생에 변화를 일으킬 수 있음을 규명. 이 결과는 북극해에서 DMS 발생 변동 가능성이 높을 것임을 암시하므로, 2단계(2015-2018) 연구에서는 북극해 해빙 감소에 따른 산성화가 DMS 생산에 미치는 영향을 밝히기 위해 아래 3가지 목표의 연구 수행.

목표1. DMS 원격관측을 통한 DMS 해양 생산의 계절ㆍ연간 변동 규명
목표2. 황 동위원소 분석기술 이용

□ 연구의 목적 및 내용
1단계(2012-2015) 연구에서 해양산성화가 해양생태계의 변동을 일으키고 이로 인하여 생물 기원 지구냉각가스(DMS) 발생에 변화를 일으킬 수 있음을 규명. 이 결과는 북극해에서 DMS 발생 변동 가능성이 높을 것임을 암시하므로, 2단계(2015-2018) 연구에서는 북극해 해빙 감소에 따른 산성화가 DMS 생산에 미치는 영향을 밝히기 위해 아래 3가지 목표의 연구 수행.

목표1. DMS 원격관측을 통한 DMS 해양 생산의 계절ㆍ연간 변동 규명
목표2. 황 동위원소 분석기술 이용 DMS의 황 에어로졸에 대한 기여도 평가
목표3. 해양산성화에 기인한 탄소/미량금속 변동 및 북극해 DMS 생산 변동 규명

□ 연구결과
목표1 결과
① 북극 DMS 생산 변동 규명 [Atmospheric Environment, 2016][가스분석시스템, 2017 특허]
- 대기 DMS 연속측정 시스템 개선(추출장치 개발) 및 DMS 실시간 원격관측
- 장기 관측자료 분석 계절ㆍ연간 DMS 생산 변동 규명 [Global Biogeochemical cycle, 2018]
목표2 결과
① 황 동위원소 분석 DMS 기인 에어로졸 형성 규명[Atmospheric Chemistry & Physics, 2017]
- DMS 산화물질(SO₄^2⁻) 과량 포집ㆍ분리 기술 이용, 포집시료의 황 에어로졸 동위원소 비율 (δ³⁴S; ³²S와 ³⁴S의 비) 분석
- 황 에어로졸 기원(해양생물 기인 DMS vs. 인간 활동 기인)의 상대적 기여도 평가
② 대기 에어로졸 해양환경 유입 분석기술 확립[Environmental Science & Technology, 2017]
- 해양 퇴적물 내 질소안정동위원소 비를 이용한 에어로졸(질소오염물질) 유입 규명
목표3 결과
① 북극해 해양일차생산자 변동에 따른 DMS 생산 변동 규명 [GBC, 2018; 목표1 성과와 중복]
- 역궤적 분석을 통한 DMS 기원지역 추적
- 일차생산량(클로로필 위성자료) 및 우점종에 따른 DMS 생산능력 차이 규명
② 해양산성화 생물영향 연구
- 기후변화에 기인한 주변해수와의 교환 변동이 산호 환초의 산성화에 미치는 영향 규명 [Geophysical Research Letters, 2016]
- 지중해 산성화 연구 [Geophysical Research Letters, 2016]
- 생물을 통한 유기물 발생이 해수 알칼리도(산성화 지표인자)에 미치는 영향 규명 [Limnology and Oceanography, 2016]
- 해양산성화가 유기물의 생산 및 생분해도에 미치는 영향 규명 [Marine Chemistry, 2016]
- 해양산성화에 의한 생물의 미량금속 이용 변화 규명 [Phil. Trans. R. Soc. A, 2016]

□ 연구결과의 활용계획
연구결과: 북극대기 DMS 실시간 원격관측 시스템의 성공적 운용, 북극해 해양생물에 의해 발생된 DMS의 계절ㆍ연간 변동 및 황 에어로졸 형성을 통한 DMS의 지구온난화 완화 기능 규명.

활용계획: 다양한 연구결과 논문들이 학술지에 게재됨으로써, 후속연구 필요성에 대한 과학적 근거 제공. 연구결과를 통해 인류에 의한 해양환경 변화(질산염 증가, 용승 약화)와 그에 따른 해양생물의 탄소제거능력 변화 가능성이 예상됨에 따라, 후속연구를 추진하여 해양환경 변화에 따른 탄소제거능력의 변동을 규명하고자 함. 지난 연구개발 성과도출을 통해 축적된 노하우(분석시스템 개발 및 운용 기술, 장기관측 자료 및 빅 데이터 분석 기술 등)를 활용하여 후속연구를 성공적으로 수행하고자 함.

(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract ▼

□ Purpose& contents
The key finding from the first phase experiment(2012-2015) was that ocean acidification(OA) influences the production of DMS through phytoplankton composition change. To step forward from this initial results, we will more deeply explore how OA-induced changes in phytoplankton

□ Purpose& contents
The key finding from the first phase experiment(2012-2015) was that ocean acidification(OA) influences the production of DMS through phytoplankton composition change. To step forward from this initial results, we will more deeply explore how OA-induced changes in phytoplankton community will influence DMS production. In particular, the following three specific goals will be pursued for the next three years(2015-2018): Goal 1. Continuous measurements of atmospheric DMS concentration; Goal 2. Assessment of the contribution DMS has to small particle formation, using sulfur isotope measurements; Goal 3. Identification of the impact of OA on change in oceanic carbon, trace metal and DMS production.

□ Result
Result 1
① Variability of DMS production in Arctic region [Atmospheric Environment, 2016][SYSTEM FOR ANALYSING GAS, 2017 patent]
- Development of continuous atmospheric DMS concentration monitoring system
- Monitoring of atmospheric DMS in real time and analysis of the obtained data to understand the annual variability of DMS production in Arctic ocean
Result 2
① Contribution of DMS to aerosol particle formation using sulfur isotope measurements [Atmospheric Chemistry and Physics, 2017]
- Measurement of sulfur isotope ratio (δ³⁴S) in Arctic atmospheric aerosols
- Evaluation of the relative contribution of biogenic DMS and anthropogenic SOx to sulfate aerosol formation
② Establishment of a stable isotope analysis technique [Environmental Science&Technology, 2017]
- Investigation on the effect of anthropogenic nitrogen input on marine sediment using stable isotope measurement
Result 3
① Effect of different phytoplankton species composition on DMS production [Global Biogeochemical Cycle, 2018]
- Tracking the origin of atmospheric DMS using an air mass back trajectory technique and meteorological data
- Identification of the change in DMS productivity of the Arctic Ocean due to different dominant phytoplankton species and primary production
② Effect of ocean acidification(OA) on marine ecosystem
- Acidification of coral atoll due to change of oceanic circulation and climate change [Geophysical Research Letters, 2016]
- OA of the Mediterranean Sea in response to anthropogenic inputs [Geophysical Research Letters, 2016]
- Effect of organic compound produced by phytoplankton on oceanic alkalinity [Limnology and Oceanography, 2016]
- Effect of OA on the production and biodegradability of organic matter [Marine Chemistry, 2016]
- Change in the trace metal availability by marine organism due to OA [Phil. Trans. R. Soc. A, 2016]

□ Expected Contribution
Result: Development of a robust and durable analytical system and measurement protocol for measuring atmospheric DMS concentration in a remote location, and Identification of the cooling effect of the earth via a self-regulating function in response to Arctic warming and OA.
Expected contribution: Many research papers have been published, providing scientific evidence for the need of future research. Previous results revealed that human activities can induce changes in the marine environment(e.g. increased nitrate concentration and weakened upwelling) and changes in carbon removal by marine organism. Therefore, future research aims to investigate the changes in carbon removal ability under an altered marine environment. Successful research will be conducted based on the know-how accumulated over the years; development of analysis system and operational skills, and data analysis of long-term observation data.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 9
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 17
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 19
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 19
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 20
• 8. 참고문헌 ... 21
• 9. 연구성과 ... 22
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 28
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 29
• 12. 기타사항 ... 30
• [별첨1] 대 표 연 구 실 적 ... 31
• [별첨2] 세부 목표 관련 증빙 ... 46
• 끝페이지 ... 65