KR101344255B1 - 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 관측 및 분석 시스템과 그 방법 - Google Patents

잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 관측 및 분석 시스템과 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이산화탄소 관측 및 분석 시스템과 그 방법에 대한 것으로서, 특히 잔디밭 식생 지역의 토양으로부터 방출되는 이산화탄소를 관측하여 이산화탄소 농도와 토양 온도의 영향성을 정량적으로 추정할 수 있는 이산화탄소 관측 및 분석 시스템과 그 방법에 관한 것이다. 본 발명은 잔디밭 식생 지역의 토양으로부터 방출되는 이산화탄소를 관측하여 이에 대한 선형회귀함수를 추정함으로써, 이산화탄소 농도와 토양 온도의 영향성을 정량적으로 추정할 수 있는 이산화탄소 관측 및 분석 시스템 및 그 방법을 제공할 수 있다.

Description

잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 관측 및 분석 시스템과 그 방법{OBSERVATION AND ANALYSIS SYSTEM FOR CARBON DIOXIDE OF LAWN AND METHOD THEREOF}
본 발명은 이산화탄소 관측 및 분석 시스템과 그 방법에 대한 것으로서, 특히 잔디밭 식생 지역의 토양으로부터 방출되는 이산화탄소를 관측하여 이산화탄소 농도와 토양 온도의 영향성을 정량적으로 추정할 수 있는 이산화탄소 관측 및 분석 시스템과 그 방법에 관한 것이다.
지구온난화는 현재 관찰되는 지구 평균기온과 해수온도의 상승, 광범위한 눈과 빙하의 융해 및 평균 해수면 상승의 관측 자료에서 명백히 나타난다. 인류 활동에 의해 발생한 지구 온실가스(greenhouse gases) 배출량은 산업화 이전 시대부터 증가하여 왔으나, 1970년부터 2004년 사이에는 70% 증가하였다. 인간의 활동에 의해 인위적으로 발생하는 온실가스 중 가장 중요한 것이 이산화탄소이다. 이산화탄소의 연간 배출량은 1970년부터 2004년 기간 동안 80% 증가하였다.
온실가스 배출량이 현재 수준 혹은 그 이상으로 지속된다면 21세기에 온난화가 추가적으로 진행되고 지구 기후시스템에 다양한 변화를 초래할 것으로 예상된다(스턴보고서, 2006). 지구온도 1℃ 상승 시 영향은 생물 종 10%가 멸종위기를 맞을 것이며, 5000만 명이 물 부족을 겪을 것이며, 안데스산맥의 작은 빙하가 녹고, 영구 동토층이 녹아 러시아와 캐나다의 건물과 도로가 손상되고, 기후 관련 질병으로 매년 30만 명이 사망할 것으로 예측된다.
이에 따라, 1960년대와 1970년대는 공기동역학적 방법(Aerodynamic method)과, 보웬 비율법(Bowen ratio method)과 같은 통계적이고 전통적인 미기상학적인 방법을 활용하여 토양과 대기사이의 이산화탄소(CO2) 교환에 대한 연구가 진행되었다. 이후, 이산화탄소 분석기의 발전으로 에디공분산법을 이용한 이산화탄소 플럭스 측정이 가능하게 되는 등 현재까지 이산화탄소 플럭스를 비롯한 여러 요소들의 플럭스 분석에 대한 연구가 활발하게 진행 중이다.
하지만, 잔디밭 식생지역에 대해서 이산화탄소 농도와 토양 온도의 영향성을 정량적으로 추정할 수 있는 시스템 및 방법은 현재까지 연구되고 있지 않았다.
1. Cho, H. K., 1972: A statistical study on evapotranspiration of paddy-field, J. Korean Meteor. Soc., 5, 1-8. 2. Uchijima, Z., 1976: Maize and rice. Vegetation and the Atmosphere Vol. 2, J. L. Monteith (Eds.), 33-64.
본 발명의 목적은 잔디밭 식생 지역의 토양으로부터 방출되는 이산화탄소를 관측하여 이산화탄소 농도와 토양 온도의 영향성을 정량적으로 추정할 수 있는 이산화탄소 관측 및 분석 시스템과 그 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 농도와 토양 온도를 측정하여 이산화탄소 플럭스를 산출하는 폐쇄형 역학 챔버 시스템과, 상기 폐쇄형 역학 챔버 시스템에서 측정된 이산화탄소 농도와 토양 온도 및 이산화탄소 플럭스 사이의 선형회귀함수를 추정하는 선형회귀함수 추정 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 관측 및 분석 시스템을 제공한다.
상기 폐쇄형 역학 챔버 시스템은, 상기 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 농도를 측정하는 챔버와, 상기 잔디밭 식생 지역의 토양 온도를 측정하는 프로브, 및 상기 챔버에서 측정된 이산화탄소 농도와 상기 프로브에서 측정된 토양 온도로 이산화탄소 플럭스를 산출하는 본체를 포함한다.
상기 선형회귀함수 추정 시스템은 상기 이산화탄소 농도와 상기 이산화탄소 플럭스 사이의 선형회귀함수를 추정하는 제 1 선형회귀함수 추정 시스템을 포함한다. 상기 제 1 선형회귀함수 추정 시스템에서 추정되는 선형회귀함수는,
Figure 112013007565809-pat00001
이며, 상기
Figure 112013007565809-pat00002
는 상기 이산화탄소 농도이고, 상기
Figure 112013007565809-pat00003
는 상기 이산화탄소 플럭스이다.
상기 선형회귀함수 추정 시스템은 상기 토양 온도와 상기 이산화탄소 플럭스 사이의 선형회귀함수를 추정하는 제 2 선형회귀함수 추정 시스템을 포함한다. 상기 제 2 선형회귀함수 추정 시스템에서 추정되는 선형회귀함수는,
Figure 112013007565809-pat00004
이며, 상기
Figure 112013007565809-pat00005
는 상기 토양 온도이고, 상기
Figure 112013007565809-pat00006
는 상기 이산화탄소 플럭스이다.
또한, 본 발명은 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 농도를 폐쇄형 역학 챔버 시스템의 챔버로 측정하는 단계와, 상기 잔디밭 식생 지역의 토양 온도를 상기 폐쇄형 역학 챔버 시스템의 프로브로 측정하는 단계와, 상기 챔버에서 측정된 이산화탄소 농도로 이산화탄소 플럭스를 상기 폐쇄형 역학 챔버 시스템의 본체로 산출하는 단계와, 상기 이산화탄소 농도와 상기 토양 온도 및 상기 이산화탄소 플럭스 사이의 선형회귀함수를 선형회귀함수 추정 시스템으로 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 관측 및 분석 방법을 제공한다.
상기 챔버에서 측정된 이산화탄소 농도로 이산화탄소 플럭스를 상기 폐쇄형 역학 챔버 시스템의 본체로 산출하는 단계는, 상기 폐쇄형 역학 챔버 시스템의 본체로 상기 챔버에서 측정된 이산화탄소 농도의 경과시간에 따른 이산화탄소 농도의 증가 및 감소 기울기로 이산화탄소 플럭스를 산출한다.
상기 이산화탄소 농도와 상기 토양 온도 및 상기 이산화탄소 플럭스 사이의 선형회귀함수를 선형회귀함수 추정 시스템으로 추정하는 단계는, 상기 챔버에서 측정된 이산화탄소 농도와 상기 본체에서 산출된 이산화탄소 플럭스 사이의 선형회귀함수를 제 1 선형회귀함수 추정 시스템으로 추정하는 단계를 포함한다. 상기 챔버에서 측정된 이산화탄소 농도와 상기 본체에서 산출된 이산화탄소 플럭스 사이의 선형회귀함수를 제 1 선형회귀함수 추정 시스템으로 추정하는 단계에서, 상기 선형회귀함수는,
Figure 112013007565809-pat00007
이며, 상기
Figure 112013007565809-pat00008
는 상기 이산화탄소 농도이고, 상기
Figure 112013007565809-pat00009
는 상기 이산화탄소 플럭스이다.
상기 이산화탄소 농도와 상기 토양 온도 및 상기 이산화탄소 플럭스 사이의 선형회귀함수를 선형회귀함수 추정 시스템으로 추정하는 단계는, 상기 챔버에서 측정된 토양 온도와 상기 본체에서 산출된 이산화탄소 플럭스 사이의 선형회귀함수를 제 2 선형회귀함수 추정 시스템으로 추정하는 단계를 포함한다. 상기 챔버에서 측정된 토양 온도와 상기 본체에서 산출된 이산화탄소 플럭스 사이의 선형회귀함수를 제 2 선형회귀함수 추정 시스템으로 추정하는 단계에서, 상기 선형회귀함수는,
Figure 112013007565809-pat00010
이며, 상기
Figure 112013007565809-pat00011
는 상기 토양 온도이고, 상기
Figure 112013007565809-pat00012
는 상기 이산화탄소 플럭스이다.
본 발명은 잔디밭 식생 지역의 토양으로부터 방출되는 이산화탄소를 관측하여 이에 대한 선형회귀함수를 추정함으로써, 이산화탄소 농도와 토양 온도의 영향성을 정량적으로 추정할 수 있는 이산화탄소 관측 및 분석 시스템 및 그 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 관측 및 분석 시스템의 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 폐쇄형 역학 챔버 시스템을 이용하여 측정한 관측시기별 이산화탄소 농도의 상자수염도.
도 3은 본 발명에 따른 폐쇄형 역학 챔버 시스템을 이용하여 측정한 관측시기별 이산화탄소 플럭스의 상자수염도.
도 4는 본 발명에 따른 폐쇄형 역학 챔버 시스템을 이용하여 측정한 토양 온도의 상자수염도.
도 5는 본 발명에 따른 선형회귀함수 추정 시스템을 이용하여 추정된 이산화탄소 플럭스 대 이산화탄소 농도의 회귀함수 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 선형회귀함수 추정 시스템을 이용하여 추정된 이산화탄소 플럭스 대 토양 온도의 회귀함수 그래프.
도 7은 본 발명에 따른 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 관측 및 분석 방법의 순서도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명에 따른 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 관측 및 분석 시스템의 개념도이다.
본 발명에 따른 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 관측 및 분석 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 이산화탄소 농도와 토양 온도를 측정하여 이산화탄소 플럭스를 산출하는 폐쇄형 역학 챔버 시스템(100)과, 이산화탄소 농도와 토양 온도 및 이산화탄소 플럭스 사이의 선형회귀함수를 추정하는 선형회귀함수 추정 시스템(200)을 포함한다.
폐쇄형 역학 챔버 시스템(100)은 잔디밭으로부터 방출되는 이산화탄소의 농도와 해당 잔디밭의 토양 온도를 측정하여 이산화탄소 플럭스를 산출한다. 이를 위해서 폐쇄형 역학 챔버 시스템은 이산화탄소 농도를 측정하는 챔버(110)와, 토양 온도를 측정하는 프로브(120), 및 경과시간에 따른 이산화탄소 농도의 증가 및 감소 기울기로 이산화탄소 플럭스를 산출하는 본체(130)를 포함한다.
전술된 구성의 본 발명에 따른 폐쇄형 역학 챔버 시스템(100)을 이용하여 부산시 남구에 위치한 부경대학교 내 잔디밭의 이산화탄소 농도와 토양 온도 및 이산화탄소 플럭스 산출을 수행하였다. 잔디밭과 대기 사이의 이산화탄소 플럭스, 대기 중 이산화탄소 농도 및 토양 온도 관측은 2010년 3월부터 2011년 3월까지 총 25회 수행되었으며, 관측은 9개 지점에서 반복적으로 수행하였다.
도 2는 본 발명에 따른 폐쇄형 역학 챔버 시스템을 이용하여 측정한 관측시기별 이산화탄소 농도의 상자수염도이고, 도 3은 본 발명에 따른 폐쇄형 역학 챔버 시스템을 이용하여 측정한 관측시기별 이산화탄소 플럭스의 상자수염도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 잔디밭에서 24절기별 관측된 이산화탄소 농도는 여름철인 8월 ~ 9월에 가장 낮았으며, 겨울철인 12월 ~ 2월에 높은 것으로 나타났다. 관측 당일의 변화 폭은 봄과 가을에 높게 나타났으며, 이는 공간적인 불균질성이 높았음을 의미한다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 잔디밭에서 이산화탄소 플럭스는 여름철에 높고 겨울에 낮은 경향을 보였으며, 24절기 모두 토양에서 대기로 이산화탄소를 방출하는 것으로 나타났다. 이는 잔디의 광합성에 의한 이산화탄소 흡수보다는 잔디 뿌리와 토양 내 미생물에 의한 호흡량이 많았기 때문이다. 11월에서 3월 초순까지의 이산화탄소 플러스는 0에 가까웠으며, 이는 광합성과 호흡에 의한 이산화탄소 흡수와 방출이 거의 동일하였음을 의미하는 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 폐쇄형 역학 챔버 시스템을 이용하여 측정한 토양 온도의 상자수염도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 잔디밭에서 관측된 토양온도는 계절 변화가 뚜렷하였으며, 8월에는 최고 섭씨40도 정도였다. 또한, 1월의 최저 온도는 섭씨0도에 가까웠다. 잔디밭에서 토양 온도와 이산화탄소 농도의 계절 변동은 역의 관계를 보였으며, 토양 온도와 이산화탄소 플럭스의 계절 변동은 정의 관계를 나타내었다.
선형회귀함수 추정 시스템(200)은 폐쇄형 역학 챔버 시스템을 통해 잔디밭에서 관측된 이산화탄소 농도와 이산화탄소 플럭스 및 토양 온도 성분들 사이의 선형회귀함수를 추정한다. 이를 위해서, 선형회귀함수 추정 시스템(200)은 제 1 선형회귀함수 추정 모듈(210)과, 제 2 선형회귀함수 추정 모듈(220)을 포함한다.
도 5는 본 발명에 따른 선형회귀함수 추정 시스템을 이용하여 추정된 이산화탄소 플럭스 대 이산화탄소 농도의 회귀함수 그래프이다.
제 1 선형회귀함수 추정 모듈(210)은 이산화탄소 농도에 따른 이산화탄소 플럭스를 추정하기 위한 것으로서, 아래의 수학식 1에 의해 추정될 수 있다.
Figure 112013007565809-pat00013
수학식 1에서
Figure 112013007565809-pat00014
는 이산화탄소 농도이며,
Figure 112013007565809-pat00015
는 이산화탄소 플럭스이다.
수학식 1에 대한 회귀함수 그래프는 도 5이며, 도 5에 도시된 바와 같이, 이산화탄소 농도에 대한 이산화탄소 플럭스의 선형회귀함수는 음의 기울기를 보였으며, 이는 이산화탄소 농도와 이산화탄소 플럭스의 계절 변동이 여름과 겨울에 반대로 나타났기 때문이다.
한편, 전술된 제 1 선형회귀함수 추정 모듈(210)은 이산화탄소 농도에 따른 이산화탄소 플럭스의 추정뿐만 아니라, 이산화탄소 플럭스에 대한 이산화탄소 농도를 추정할 수도 있다.
도 6은 본 발명에 따른 선형회귀함수 추정 시스템을 이용하여 추정된 이산화탄소 플럭스 대 토양 온도의 회귀함수 그래프이다.
제 2 선형회귀함수 추정 모듈(220)은 토양 온도에 따른 이산화탄소 플럭스를 추정하기 위한 것으로서, 아래의 수학식 2에 의해 추정될 수 있다.
Figure 112013007565809-pat00016
수학식 2에서
Figure 112013007565809-pat00017
는 토양 온도이며,
Figure 112013007565809-pat00018
는 이산화탄소 플럭스이다.
수학식 2에 대한 회귀함수 그래프는 도 6이며, 도 6에 도시된 바와 같이, 토양 온도에 대한 이산화탄소 플럭스의 선형회귀함수는 양의 기울기를 보였다. 또한, 결정계수는 0.65 정도이며 온도가 섭씨1도 상승할 때 이산화탄소 플럭스는 40배 정도 증가하는 것으로 나타났다. 잔디밭에서 이산화탄소 플럭스는 토양 온도에 의한 영향이 지배적이며, 이는 계절 변화에 의한 것으로서 잔디밭에서 대기로의 이산화탄소 방출량이 여름에 높고 겨울에 낮은 특성을 보이고 있는 것으로 나타났다.
또한, 제 1 선형회귀함수 추정 모듈(210)과 같이, 제 2 선형회귀함수 추정 모듈(220)도 토양 온도에 따른 이산화탄소 플럭스를 추정하는 대신, 이산화탄소 플럭스에 대한 토양 온도를 추정할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 잔디밭 식생 지역의 토양으로부터 방출되는 이산화탄소를 관측하여 이산화탄소 농도와 토양 온도의 영향성을 정량적으로 추정할 수 있는 이산화탄소 관측 및 분석 시스템을 제공할 수 있다.
다음은 본 발명에 따른 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 관측 및 분석 방법에 대해 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 후술할 내용 중 전술된 본 발명에 따른 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 관측 및 분석 시스템에 대한 설명과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명에 따른 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 관측 및 분석 방법의 순서도이다.
본 발명에 따른 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 관측 및 분석 방법은 도 7에 도시된 바와 같이, 이산화탄소 농도를 측정하는 단계(S1)와, 토양 온도를 측정하는 단계(S2)와, 이산화탄소 플럭스를 산출하는 단계(S3)와, 선형회귀함수를 추정하는 단계(S4)를 포함한다.
이산화탄소 농도를 측정하는 단계(S1)는 폐쇄형 역학 챔버 시스템의 챔버로 잔디밭으로부터 방출되는 이산화탄소 농도를 측정한다.
토양 온도를 측정하는 단계(S2)는 폐쇄형 역학 챔버 시스템의 프로브로 잔디밭의 토양 온도를 측정한다.
이산화탄소 플럭스를 산출하는 단계(S3)는 이산화탄소 농도를 측정하는 단계(S1)에서 측정된 이산화탄소 농도를 기반으로 폐쇄형 역학 챔버 시스템의 본체로 이산화탄소 플럭스를 산출한다. 이는 잔디밭으로부터 측정되는 이산화탄소 농도의 경과시간에 따른 이산화탄소 농도의 증가 및 감소 기울기로 산출할 수 있다.
선형회귀함수를 추정하는 단계(S4)는 이산화탄소 농도를 측정하는 단계(S1)에서 측정된 이산화탄소 농도와 토양 온도를 측정하는 단계(S2)에서 측정된 토양 온도 및 이산화탄소 플럭스를 산출하는 단계(S3)에서 산출된 이산화탄소 플럭스를 기반으로 선형회귀함수 추정 시스템으로 선형회귀함수를 추정한다. 이러한 선형회귀함수를 추정하는 단계(S4)는 제 1 선형회귀함수를 추정하는 단계(S4-1) 및 제 2 선형회귀함수를 추정하는 단계(S4-2)를 포함한다.
제 1 선형회귀함수를 추정하는 단계(S4-1)는 제 1 선형회귀함수 추정 시스템으로 이산화탄소 농도에 따른 이산화탄소 플럭스의 선형회귀함수를 추정한다. 이는 전술된 수학식 1과 같이 수행될 수 있다. 또한, 이에 따라, 제 1 선형회귀함수를 추정하는 단계(S4-1)는 잔디밭의 이산화탄소 농도를 알 경우 해당 잔디밭의 이산화탄소 플럭스를 추정할 수 있다. 물론, 잔디밭의 이산화탄소 플럭스를 알 경우 해당 잔디밭의 이산화탄소 농도를 추정할 수도 있다.
제 2 선형회귀함수를 추정하는 단계(S4-2)는 제 2 선형회귀함수 추정 시스템으로 토양 온도에 따른 이산화탄소 플럭스의 선형회귀함수를 추정한다. 이는 전술된 수학식 2와 같이 수행될 수 있다. 이에 따라, 제 2 선형회귀함수를 추정하는 단계(S4-2)는 잔디밭의 토양 온도를 알 경우 해당 잔디밭의 이산화탄소 플럭스를 추정할 수 있으며, 이와 반대로, 잔디밭의 이산화탄소 플럭스를 알고 있을 경우, 해당 잔디밭의 토양 온도를 추정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 잔디밭 식생 지역의 토양으로부터 방출되는 이산화탄소를 관측하여 이산화탄소 농도와 토양 온도의 영향성을 정량적으로 추정할 수 있는 이산화탄소 관측 및 분석 방법을 제공할 수 있다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 폐쇄형 역학 챔버 시스템 110: 챔버
120: 프로브 130: 본체
200: 선형회귀함수 추정 시스템
210: 제 1 선형회귀함수 추정 시스템
220: 제 2 선형회귀함수 추정 시스템

Claims (12)

  1. 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 농도와 토양 온도를 측정하여 이산화탄소 플럭스를 산출하는 폐쇄형 역학 챔버 시스템과,
    상기 폐쇄형 역학 챔버 시스템에서 측정된 이산화탄소 농도와 토양 온도 및 이산화탄소 플럭스 사이의 선형회귀함수를 추정하는 선형회귀함수 추정 시스템을 포함하고,
    상기 선형회귀함수 추정 시스템은 상기 이산화탄소 농도와 상기 이산화탄소 플럭스 사이의 선형회귀함수를 추정하는 제 1 선형회귀함수 추정 시스템을 포함하며,
    상기 제 1 선형회귀함수 추정 시스템에서 추정되는 선형회귀함수는,
    Figure 112013089457214-pat00038
    이며,
    상기
    Figure 112013089457214-pat00039
    는 상기 이산화탄소 농도이고,
    상기
    Figure 112013089457214-pat00040
    는 상기 이산화탄소 플럭스인 것을 특징으로 하는 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 관측 및 분석 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 폐쇄형 역학 챔버 시스템은,
    상기 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 농도를 측정하는 챔버와,
    상기 잔디밭 식생 지역의 토양 온도를 측정하는 프로브, 및
    상기 챔버에서 측정된 이산화탄소 농도와 상기 프로브에서 측정된 토양 온도로 이산화탄소 플럭스를 산출하는 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 관측 및 분석 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 선형회귀함수 추정 시스템은 상기 토양 온도와 상기 이산화탄소 플럭스 사이의 선형회귀함수를 추정하는 제 2 선형회귀함수 추정 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 관측 및 분석 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 2 선형회귀함수 추정 시스템에서 추정되는 선형회귀함수는,
    Figure 112013007565809-pat00022
    이며,
    상기
    Figure 112013007565809-pat00023
    는 상기 토양 온도이고,
    상기
    Figure 112013007565809-pat00024
    는 상기 이산화탄소 플럭스인 것을 특징으로 하는 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 관측 및 분석 시스템.
  7. 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 농도를 폐쇄형 역학 챔버 시스템의 챔버로 측정하는 단계와,
    상기 잔디밭 식생 지역의 토양 온도를 상기 폐쇄형 역학 챔버 시스템의 프로브로 측정하는 단계와,
    상기 챔버에서 측정된 이산화탄소 농도로 이산화탄소 플럭스를 상기 폐쇄형 역학 챔버 시스템의 본체로 산출하는 단계와,
    상기 이산화탄소 농도와 상기 토양 온도 및 상기 이산화탄소 플럭스 사이의 선형회귀함수를 선형회귀함수 추정 시스템으로 추정하는 단계를 포함하고,
    상기 이산화탄소 농도와 상기 토양 온도 및 상기 이산화탄소 플럭스 사이의 선형회귀함수를 선형회귀함수 추정 시스템으로 추정하는 단계는, 상기 챔버에서 측정된 이산화탄소 농도와 상기 본체에서 산출된 이산화탄소 플럭스 사이의 선형회귀함수를 제 1 선형회귀함수 추정 시스템으로 추정하는 단계를 포함하며,
    상기 챔버에서 측정된 이산화탄소 농도와 상기 본체에서 산출된 이산화탄소 플럭스 사이의 선형회귀함수를 제 1 선형회귀함수 추정 시스템으로 추정하는 단계에서, 상기 선형회귀함수는,
    Figure 112013089457214-pat00041
    이며,
    상기
    Figure 112013089457214-pat00042
    는 상기 이산화탄소 농도이고,
    상기
    Figure 112013089457214-pat00043
    는 상기 이산화탄소 플럭스인 것을 특징으로 하는 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 관측 및 분석 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 챔버에서 측정된 이산화탄소 농도로 이산화탄소 플럭스를 상기 폐쇄형 역학 챔버 시스템의 본체로 산출하는 단계는,
    상기 폐쇄형 역학 챔버 시스템의 본체로 상기 챔버에서 측정된 이산화탄소 농도의 경과시간에 따른 이산화탄소 농도의 증가 및 감소 기울기로 이산화탄소 플럭스를 산출하는 것을 특징으로 하는 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 관측 및 분석 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 이산화탄소 농도와 상기 토양 온도 및 상기 이산화탄소 플럭스 사이의 선형회귀함수를 선형회귀함수 추정 시스템으로 추정하는 단계는,
    상기 챔버에서 측정된 토양 온도와 상기 본체에서 산출된 이산화탄소 플럭스 사이의 선형회귀함수를 제 2 선형회귀함수 추정 시스템으로 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 관측 및 분석 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 챔버에서 측정된 토양 온도와 상기 본체에서 산출된 이산화탄소 플럭스 사이의 선형회귀함수를 제 2 선형회귀함수 추정 시스템으로 추정하는 단계에서,
    상기 선형회귀함수는,
    Figure 112013007565809-pat00028
    이며,
    상기
    Figure 112013007565809-pat00029
    는 상기 토양 온도이고,
    상기
    Figure 112013007565809-pat00030
    는 상기 이산화탄소 플럭스인 것을 특징으로 하는 잔디밭 식생 지역의 이산화탄소 관측 및 분석 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110824140A (zh) * 2019-10-22 2020-02-21 浙江农林大学 土壤碳通量测量装置
KR20230065715A (ko) 2021-11-05 2023-05-12 주식회사 우리아이오 토양 내 용존 유기탄소를 측정하기 위한 이동형 측정기

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
한국환경과학회지 제20권(제8호), pp963~975 (2011)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110824140A (zh) * 2019-10-22 2020-02-21 浙江农林大学 土壤碳通量测量装置
CN110824140B (zh) * 2019-10-22 2020-10-30 浙江农林大学 土壤碳通量测量装置
KR20230065715A (ko) 2021-11-05 2023-05-12 주식회사 우리아이오 토양 내 용존 유기탄소를 측정하기 위한 이동형 측정기

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