성층권 준2년주기진동이 매든-줄리안 진동에 미치는 영향

학위논문(박사)--서울대학교 대학원 :자연과학대학 지구환경과학부,2020. 2. 손석우.최근 성층권 준2년주기진동이 북반구 겨울철에 매든-줄리안 진동에 영향을 미칠 수 있다는 가능성이 제시된 바 있다. 성층권 준2년주기진동이 동풍일 때, 겨울철 매든-줄리안 진동의 대류 활동이 서풍일 때에 비해 활발해지는 경향이 있는데, 이는 최근에 발표된 연구로써 구체적인 현상과 그 원인에 대한 이해가 부족할 뿐만 아니라, 현업 예측 모형의 계절내 시간 규모의 예측성 향상에도 직접적으로 연관되어 있다는 점에서 이 현상을 이해하는 것은 매우 중요하다. 이에 따라, 본 학위논문은 성층권 준2년주기진동이 매든-줄리안 진동에 미치는 영향과 그 원인을 다양한 방법을 바탕으로 이해해보고자 하였다. 관측 자료를 바탕으로, 성층권 준2년주기진동의 위상에 따라 매든-줄리안 진동의 활동 특성뿐만 아니라 매든-줄리안 진동의 원격 상관성까지 변화하는 것으로 나타났다. 성층권 준2년주기진동이 동풍일 때, 단순히 매든-줄리안 진동의 대류 활동 강도뿐만 아니라 대류 활동의 동진 속도가 느려지고 지속기간이 길어지는 경향이 있으며, 더 나아가, 매든-줄리안 진동의 중위도 원격상관성 강도까지 강화시키는 것으로 나타났다. 이러한 성층권 준2년주기진동에 따른 매든-줄리안 진동의 체계적인 변화는 현상에 대한 당위성을 높임과 동시에 이에 대한 검증 및 이해의 필요성을 더욱 높였다. 따라서, 다양한 예측 모형을 활용하여 다음과 같이 현상을 이해하고자 하였다. 첫 번째로 성층권 준2년주기진동과 매든-줄리안 진동을 직접 모의하는 기후 모형을 이용하여 현상이 존재하는 지 검증해보고자 하였고, 대부분의 모형에서 모의하지 못하였으나, 하나의 기후모형에서 유일하게 관측에 비해서는 약하지만 현상을 모의하였다. 성층권 준2년주기진동이 매든-줄리안 진동에 영향을 미칠 수 있는 원인으로 크게 성층권 준2년주기진동에 따른 대류권 상부와 성층권 하부 간 동서방향평균 정적 안정도의 변화, 그리고 매든-줄리안 진동의 연직 구조 변화로 인한 정적안정도의 지역적 변화가 주요 원인으로 알려져 있는데, 기후 모형에서 이를 약하지만 모의하는 것으로 나타났고 현상을 모의하는데 기여했을 것으로 추정되었다. 두 번째로는 역학코어모형을 바탕으로 성층권 준2년주기진동이 매든-줄리안 진동의 연직 구조 변화에 역학적으로 영향을 미칠 수 있는지 검증해보았고, 정적 안정도 이외에도 다른 역학적 영향 가능성이 있음을 확인하였다. 마지막으로 10개의 현업 기관 예측 모형을 바탕으로 현상에 대해 검증해본 결과, 현상이 모의될 뿐 아니라 매든-줄리안 진동의 예측성에도 영향을 미치는 것으로 나타났다. 모형에 따라 차이가 있으나, 성층권 준2년주기진동이 동풍일 때, 매든-줄리안 진동의 예측성이 1-10일 더 높은 것으로 확인되었다. 현재까지 여러 모형에서 두 현상의 상관성을 약하게 나타내긴 하였으나, 그럼에도 불구하고 모형에서 성층권 준2년주기진동과 매든-줄리안 진동 현상 각각을 모의하는 데 한계가 있기 때문에, 관측에서 나타난 만큼 두 현상의 높은 상관성을 모의하기에는 어려움이 있었다. 이를 향후 개선하기 위한 방안 중 하나로써, 매든-줄리안 진동의 주요 물리 과정을 바탕으로 구름-복사 피드백 작용과 수분의 평균적 공간 분포 모의 능력이 매든-줄리안 진동의 모의에 중요한 것을 확인하였다. 이러한 물리 과정의 모의 능력이 향상된다면, 향후 성층권 준2년주기진동과 매든-줄리안 진동의 상관관계를 이해하고 예측성 향상에도 크게 기여할 것으로 기대된다.Recent studies have shown that the Quasi-Biennial Oscillation (QBO) affects the boreal winter Madden-Julian Oscillation (MJO). During the easterly phase of QBO (EQBO) winters, the MJO activity is amplified, and the opposite is shown during the westerly phase of QBO (WQBO) winters. Since this relationship is very recently reported with simple correlation analysis, it should be confirmed and understood in detail. This thesis is to investigate the QBO-MJO connection using a variety of datasets, such as the observations, dynamical core model, climate models, and subseasonal-to-seasonal (S2S) prediction models. Their possible mechanism(s) and the impacts on the MJO prediction are also evaluated and discussed. In the observational study, it is shown that the overall MJO characteristics are closely linked with the stratospheric QBO. The MJO activity around the Maritime Continent becomes stronger and more organized during EQBO than during WQBO winters. The QBO-related MJO change explains up to 40% of the interannual variation of the boreal winter MJO amplitude. During EQBO winters, the MJO convections propagate further eastward with a slower propagation, and more enhanced MJO teleconnection is also presented. These systematic changes in MJO activity confirm the QBO-MJO connection, emphasizing the stratospheric impact on the MJO. Due to the short analysis period of the observational data, the model outputs are helpful for a better understanding of this phenomenon. In the climate models, however, a weak hint of the QBO-MJO link is found only in the medium-resolution Max Planck Institute Earth System Model (MPI-ESM-MR) among four CMIP5 models that internally generate the QBO. In this model, the MJO anomalies become slightly stronger and more organized during EQBO than during WQBO winters. Overall differences, however, are still much weaker and less organized than the observation. When daily MJO-index amplitude is compared, their differences are not robust. The reasons for weak QBO-MJO connection might result from the weak QBO and MJO amplitudes, and weak static stability change in response to the QBO in the model. To better simulate the QBO structure and to examine the dynamical process, the QBO-MJO connection is tested in an idealized experiment using a dynamical core model. It is found that the QBO can directly change the MJO-related vertical structure. The MJO-induced cold anomaly near the tropopause becomes colder, especially over the western Pacific in the EQBO-like experiment, which promotes the MJO activity. This result seems to be related to the Doppler shift effect by the QBO-related zonal wind, suggesting the potential impact of the dynamical process on the QBO-MJO connection. Considering both of dynamical and physical processes with a better QBO simulation, the capability of the QBO-MJO connection is evaluated in the S2S prediction models. Their relationship is also applied in the MJO prediction skill. Ten operational models participated in the S2S prediction project show a higher MJO prediction skill during EQBO winters than during WQBO winters, based on the QBO-MJO link. For the bivariate anomaly correlation coefficient of 0.5, the MJO prediction skill during EQBO winters is enhanced by up to 10 days. This enhancement is insensitive to the initial MJO amplitude, indicating that the improved MJO prediction skill is not simply the result of a stronger MJO. Instead, a longer persistence of the MJO during EQBO winters likely induces a higher prediction skill by having a higher prediction limit. Even though the QBO modulates the MJO prediction skill, the QBO-MJO connection is not fully captured even in the S2S prediction models. To improve the simulation of the QBO-MJO connection in these models, the relationship of MJO prediction skill with model biases in the mean moisture fields and the longwave cloud–radiation feedbacks are investigated, based on understanding the MJO processes. In most models, a notable dry bias develops within a few days of forecast lead time in the deep tropics, especially across the Maritime Continent. The dry bias weakens the horizontal moisture gradient over the Indian Ocean and western Pacific, likely dampening the organization and propagation of the MJO. Most S2S models also underestimate the longwave cloud–radiation feedbacks in the tropics, which may affect the maintenance of the MJO convective envelope. In the S2S prediction project, the operational models with smaller bias in the mean horizontal moisture gradient and the longwave cloud–radiation feedbacks show higher MJO prediction skills, suggesting that improving those biases would enhance MJO prediction skill and the simulation of the QBO-MJO connection.1. Introduction 1 2. QBO-MJO connection: observational features 7 2.1. Data and methods 7 2.2. Interannual variation of seasonal-mean tropical convection by the ENSO 11 2.3. Interannual modulation of subseasonal tropical convective activity by the QBO 15 2.3.1. MJO characteristics with the QBO 19 2.3.2. MJO teleconnection with the QBO 24 2.3.3. Lead-lag relationship 26 2.3.4. Seasonality 28 2.3.5. Possible mechanism(s) of the QBO-MJO connection 29 3. QBO-MJO connection in climate models 34 3.1. Data and methods 34 3.2. QBO and MJO simulations in CMIP5 models 38 3.3. QBO-MJO connection in MPI-ESM-MR simulations 44 4. A possible mechanism of the QBO-MJO connection 59 4.1. Model description and experimental design 59 4.2. Model results 63 5. QBO-MJO connection in the S2S prediction models 71 5.1. Data and methods 71 5.1.1. Data 71 5.1.2. Evaluation metrics 76 5.2. QBO prediction skill in S2S prediction models 77 5.3. MJO prediction skill with QBO 82 5.3.1. Sensitivity to initial MJO amplitude 91 5.3.2. Sensitivity to initial MJO phase 94 5.3.3. Limiting factors of MJO prediction skill 96 6. MJO prediction skill in the S2S prediction models: for improving the simulation of the QBO-MJO connection 102 6.1. Data and methods 102 6.1.1. Data 102 6.1.2. Evaluation metrics 103 6.2. MJO prediction skill 108 6.3. Mean-state biases and their impact on MJO prediction skill 125 6.3.1. Mean moisture field 126 6.3.2. Cloud-longwave radiation feedback 132 7. Summary and discussions 136 References 142 Abstract (Korean) 153Docto

Impact of Economic Crisis on Depression and Self-Rated Health

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :보건대학원 보건학과(보건정책관리학전공),2019. 8. 이태진.본 연구는 글로벌 금융위기가 개인의 우울과 주관적 건강에 미치는 영향을 밝히는 데 그 목적이 있다. 글로벌 금융위기는 1997년 외환위기와 비교하여 그 영향력이 비교적 크지 않았으나 지역 간 변이는 크게 발생하였다. 금융위기의 영향은 도시나 지역, 인구 규모, 노동력의 수준, 산업 등에 따라 서로 다르게 나타났다. 이에 본 연구는 글로벌 금융위기의 영향이 지역별로 다르게 나타났다는 점을 활용하여 지역 간 개인의 우울과 주관적 건강상태 변화를 알아보고자 하였다. 분석을 위해 한국복지패널 데이터를 활용하였으며 20세 이상 개인을 연구 대상으로 정의하였다. 본 연구는 글로벌 금융위기와 개인의 건강 결과 사이의 인과성을 밝히기 위해 준실험설계 연구인 이중차이분석(Difference-in-Differences)을 활용하여 분석을 시행하였다. 글로벌 금융위기가 우울에 미치는 영향을 분석한 결과 부분적으로 그 영향을 확인할 수 있었다. 우울의 경우 글로벌 금융위기 발생 전후를 비교 분석했을 경우 영향을 받은 지역 여부에 따라 유의한 결과를 보이지 않았으나 7개 권역 구분 중 영향이 혼재되어 있지 않은 지역을 따로 구분하여 분석했을 경우 대구/경북에 거주하는 개인이 광주/전남/전북/제주 지역에 거주하는 개인보다 우울할 가능성이 더 높은 것으로 나타났다. 대구/경북 지역은 글로벌 금융위기 당시 실질 지역내총생산이 마이너스 성장률을 기록한 지역으로서 광주/전남/전북/제주 지역과 비교했을 때 글로벌 금융위기의 영향을 비교적 많이 받은 지역으로 사회경제적 지표가 악화될 경우 개인의 정신건강이 악화될 가능성이 존재한다는 결과를 확인할 수 있었다. 주관적 건강의 경우 글로벌 금융위기로 인한 부정적인 영향이 더욱 분명하게 드러났다. 글로벌 금융위기 발생 전후를 비교했을 때 모두 글로벌 금융위기로 영향을 더 크게 받은 지역에서 주관적 건강이 좋지 않을 가능성이 더 높았다. 또한 서울을 기준(reference)으로 7개 권역을 비교한 분석에서도 글로벌 금융위기 전후 대구/경북의 주관적 건강이 좋지 않을 가능성이 더 높게 나타났다. 앞의 분석과 동일하게 영향이 혼재되어 있지 않은 지역만을 따로 구분하여 분석했을 경우에도 대구/경북에 거주하는 개인이 서울, 대전/충남, 광주/전남/전북/제주에 거주하는 개인보다 주관적 건강이 좋지 않을 가능성이 높게 나타났다. 이를 통해 글로벌 금융위기가 개인의 주관적 건강에 영향을 미치는 요인으로 작용할 수 있으며 금융위기 영향 지역 거주 여부에 따라 주관적 건강에 차이가 존재할 수 있음을 확인하였다. 연구 결과로 도출된 글로벌 금융위기 영향 지역 간 우울과 주관적 건강의 차이는 글로벌 금융위기가 개인의 우울과 주관적 건강에 영향을 미칠 수 있는 요인임을 시사한다. 본 연구는 글로벌 금융위기가 개인의 건강에 미치는 영향을 확인했다는 점에서 의미를 가지며 금융위기로 인해 개인의 우울과 주관적 건강에 변화가 존재하였음을 실증적으로 분석하였다는 것에 의의가 있다. 경제위기라는 불확실성이 개인의 건강에 영향을 미칠 수 있고 지역별로 건강 결과에 차이가 존재할 수 있으므로 지역 간 건강 격차를 해소하기 위해 정책을 수립하는 단계에서 지역별 특성을 고려할 필요성이 제기된다.The purpose of this study is to identify the effects of the financial crisis on depression and self-rated health. Compared to the 1997 financial crisis, the 2008 financial crisis has not had a quite noticeable impact on the economy. However, interregional disparities have widened during this period. The impacts of the financial crisis vary depending on the cites, regions, density of population, labor force characteristics and industry characteristics. Therefore, this study used such variations to estimate the changes in individuals depression and self-rated health. This study used the Korean Welfare Panel data in 2006 to 2009, and individuals aged over 20 were included in the analysis. The difference-in-differences method was employed to prove causality between the financial crisis and health outcomes. Depression level was not significantly different before and after the financial crisis. But, the impacts of the financial crisis on depression were partially identified. Comparing the regions based on the degree of the effects of the financial crisis, individuals living in Daegu/Gyeongbuk were more likely to be depressed than those living in Gwangju/Jeonnam/Jeonbuk/Jeju. The Daegu/Gyeongbuk province is the region where the real GRDP(Gross Regional Domestic Product) growth rate was negative during the financial crisis. Compared with the Gwangju/Jeonnam/Jeonbuk/Jeju area, Daegu/Gyeongbuk can be classified as a region that is highly affected by the financial crisis. These results suggested that there is a possibility that the deterioration of the socioeconomic indicators may have negative effects on the depression level of individuals. In the case of self-rated health, the negative effects of the financial crisis are more evident. The odds ratios of poor self-rated health were higher in regions that are affected by the financial crisis. Also, the second analysis by region showed that the odds ratios of poor health were higher in Daegu/Gyeongbuk. When analyzing the regions where the effects of the financial crisis are not mixed, individuals living in Daegu/Gyeongbuk were more likely to have poor self-rated health than those living in Seoul, Daejeon/Chungnam, Gwangju/Jeonnam/Jeonbuk/ Jeju. These results showed that the financial crisis can lead to changes in self-rated health and the effects of the financial crisis were heterogeneous among the regions. The results of this study demonstrated that the financial crisis is a factor that can affect individuals depression and self-rated health. Also, this study provided empirical evidence of change in depression and self-rated health caused by the financial crisis. The results of this study indicated that there are differences in health outcomes between regions. Therefore, it is necessary to consider regional characteristics at the stage of formulating health policy to eliminate regional health disparities.I. 서론 1. 연구 배경 및 필요성 2. 연구 목적 및 연구 질문 II. 이론적 배경 및 선행연구 고찰 1. 이론적 배경 1.1 금융위기의 정의 1.2 경제위기와 건강 2. 선행연구 고찰 2.1 글로벌 금융위기가 우울에 미치는 영향 2.2 글로벌 금융위기가 주관적 건강에 미치는 영향 III. 연구 방법 1. 연구대상 및 자료원 2. 분석방법 2.1 연구모형 2.2 분석모형 2.3 변수정의 IV. 연구결과 1. 연구 대상자의 일반적 특성 1.1 연구 대상자의 일반적 특성(2007년, 2008년) 1.2 연구 대상자의 일반적 특성(2007년, 2009년) 2. 글로벌 금융위기가 우울에 미치는 영향 2.1 글로벌 금융위기가 우울에 미치는 영향 2.2 글로벌 금융위기가 우울에 미치는 영향(지역 구분) 3. 글로벌 금융위기가 주관적 건강에 미치는 영향 3.1 글로벌 금융위기가 주관적 건강에 미치는 영향 3.2 글로벌 금융위기가 주관적 건강에 미치는 영향(지역 구분) 4. 지역별 비교 4.1 대구/경북, 서울 비교 4.2 대구/경북, 대전/충남 비교 4.3 대구/경북, 광주/전남/전북/제주 비교 5. 강건성 검증 V. 고찰 및 결론 참고문헌 부록 AbstractMaste

성층권 준2년주기진동의 북태평양 대류권 순환에 미치는 영향과 예측성 향상 기여도

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 지구환경과학부, 2015. 2. 손석우.준2년주기진동은 성층권의 대표적인 장주기 자연변동성으로써, 열대 성층권 동서바람의 방향이 동풍에서 서풍으로 번갈아 나타나는 현상이다. 성층권 장주기 변동성과 관련된 모멘텀은 고위도로 이동하면서, 아열대 대류권으로 내려가는 특성이 있어서 지표면 기후까지 영향을 줄 수 있다. 본 연구에서는 특히 늦겨울에 동아시아 지역의 지표기온이 준2년주기진동이 동풍일 때 평년보다 따뜻한 특징이 있음을 발견하였다. 준2년주기진동과 관련된 기온 변화는 한겨울에 엘니뇨 남방진동이 동아시아에 미치는 영향과 비슷하다. 준2년주기진동이 북태평양순환에 어떻게 영향을 주는지 알아보기 위해서, 에디-평균장 되먹임현상과 준2년주기진동-대류활동의 상호작용과 관련된 로스비파 트레인이 발달하는 현상을 바탕으로 열대 성층권 동서바람의 방향에 따른 대류권 순환장의 변화 메커니즘에 대해서 알아보고자 한다. 준2년주기진동과 관련된 열대성층권 동서바람은 파동-평균장 상호작용에 의해서 고위도로 전파하는 특징이 있다. 중위도 이상의 위도대에서 가장 뚜렷한 자연변동성은 제트의 변동성으로, 북태평양 지역은 특히 제트의 이동과 강도변화가 동시에 발생하는 자연변동성을 갖는 지역이다. 변동-소산 이론에 의해서, 열대 성층권에서 고위도 성층권으로 전파된 동서바람이 대류권의 자연변동성 패턴에 잘 접합될 때, 성층권 바람은 외부에서 추가된 토크의 역할을 하여, 증폭된 제트의 변동성이 준2년주기진동의 반응으로 나타나는 것을 설명할 수 있다. 본 연구에서는 위와 같은 방법으로 늦겨울에 준2년주기진동과 관련된 태평양 제트의 남북방향이동에 대해서 설명하고자 하며, 이는 스톰트랙의 이동을 유도하고, 대류 현상에 영향을 주어, 준2년주기진동과 관련된 대류권 순환의 변화가 북태평양지역의 수문학적 변화의 원인이 될 수 있음을 알 수 있다.The stratospheric quasi-biennial oscillation (QBO) is the most prominent inter-annual variability of zonal wind in the tropical lower stratosphere. The associated QBO momentum anomalies tend to move poleward and downward, affecting surface climate in a major way. Particularly, it is found that the surface temperature over East Asia in late winter is anomalously warm during the easterly phase of QBO. This temperature anomaly is roughly comparable in amplitude to the one associated with El Nin ̃o - Southern Oscillation (ENSO) in mid-winter. In order to explore how the QBO affects the North Pacific circulation, we examine the role of eddy-mean flow interactions and local Rossby wave sources over the North Pacific. It is found that the response to QBO is consistent with the fluctuation-dissipation theorem (FDT). When additional torques, associated with poleward propagation of QBO-induced zonal wind, are well projected onto annular mode pattern in the troposphere, the tropospheric circulation pattern is changed to annular-mode-like dipole patterns, as suggested by FDT. It is also found that the modulation of storm tracks along with jet shift induces convection anomalies, indicating that QBO-related tropospheric circulation changes may cause hydrological changes in the North Pacific.Abstract i List of tables iv List of figures iv 1. Introduction 1 2. Data and methodology 6 2.1 Data 2.2 Methodology 3. QBO Impacts on surface climate 11 4. Potential mechanism of QBO-troposphere coupling 19 4.1 Tropospheric response to QBO 4.2 Possible mechanisms 4.3 Climate model simulation 5. Summary and discussion 46 Reference 50Maste

A Study on the Presentation Form of Education Content in the 2015 Revised National Subject Curricula: Focused on Content Framework

본 연구는 2015 개정 교육과정 개발에 있어서 핵심개념, 일반화된 지식 중심의 내용 체계를 모든 교과에 공통적으로 적용한 결과가 나타내는 교과별 타당성과 문제점을 검토하고 논의하는 데 목적이 있다. 이를 위해 10개 주요 교과를 지식과 개념의 이해가 중심이 되는 교과, 기능의 숙달이 중심이 되는 교과, 가치와 태도의 내면화가 중심이 되는 교과로 대별하고 내용 체계를 분석하였다. 연구 결과, 과학이나 사회 교과와 같은 교과는 핵심개념과 일반화된 지식의 구조가 비교적 타당하였으나, 기능과 태도 중심의 교과에서는 핵심개념과 일반화된 지식으로 내용 체계를 진술하는 것은 타당성이 약했고 오히려 교과 특성을 상실하는 형태가 되었다. 또한 학생들의 역량 함양을 강조하는 교육과정 개발 방향과는 달리 내용 체계가 제시하고 있는 기능은 해당 교과의 기능으로 보기 어려울 정도로 지나치게 일반적이거나 학년군에 따른 발달 정도와 학습 영역을 구분하지 않는 등 미흡함이 있었다. 이에 모든 교과의 교육내용 조직에 있어서 지식이 절대적 우위를 차지하고 있는 형식을 개선하여, 각 교과의 특성에 따라 교과에서 가장 가치 있게 다루어져야 하는 내용이 무엇인가를 고려할 필요가 있으며, 차기교육과정 개발에 있어서는 교과(군)별 특수성을 이해하고 교과 내적 적합성을 갖출 수 있는 내용 체계의 형식적 구조와 진술 방식의 대안을 모색해야 한다는 것을 제언하였다. The purpose of this study is to analyze and discuss the adequacy or problems of each subjects content framework that is based on key concepts and generalized knowledge and uniformly applied to all subjects in the 2015 revised curriculum. For this purpose, this study has classified 10 major subjects into 3 clusters—subjects focused on understanding of knowledge and concepts, subjects focused on mastering skills, and subjects focused on internalization of values and attitudes—and analyzed their content framework. As a result, it is revealed that subjects such as science and social studies have relatively high adequacy in their key concepts and generalized knowledge structure, but subjects focused on skills and attitudes have low adequacy and lost their distinct characteristics. Besides, unlike a vision of curriculum development focusing on cultivating students competencies, skills presented by the content framework have some problems including the fact that they are overly general to the point where it is hard to see them as skills relevant to the subjects and the degree of development and learning domains are not divided by each grade. This study suggests that there is a need to adjust the existing form which is dominated by knowledge in the organization of the education content in every subject and to consider the most valuable content in each subject according to its unique features and goals. In addition, the content framework and statement ways of education content should have suitability based on each subjects specificity