[강의] NOAA 김해철 박사님 세미나 (2)
미국 해양대기청 National Oceanic and Atmospheric Administration(NOAA)에서 근무하셨던 김해철 박사님께서 지난 강의에 이어서 9월 21일 학생들을 위한 특강을 진행하셨습니다.
오늘 강의는 지난 시간에 박사님께서 내주신 'NPZ 모델' 관련 과제에 대한 학생들의 발표로 시작되었습니다.
이청재, 이경민, 김창민 박사과정 학생이 '미생물-유기물분해 모델', '해양아쿠아포닉스 NPMF모델', '아쿠아포닉스 질소순환 기반 NPZ-RK4 모델'을 주제로 발표를 진행하였습니다.
박사님께서는 먼저 앞선 학생들의 발표에 대한 피드백을 주신 뒤, 본격적인 강의를 시작하셨습니다.
이번 강의는 광합성의 기본 원리부터 해양 광학, 위성 관측을 활용한 해양 일차생산량 추정까지 해양의 생산성을 이해하고 평가하는 다양한 접근법을 주제로 진행되었습니다. 빛에너지가 유기물 생산으로 이어지는 과정과 이를 관측하고 모델링하는 방법을 함께 살펴보며, 생물학적 원리와 원격탐사 기술이 어떻게 연결되는지 배울 수 있는 시간이었습니다.
먼저 광합성의 두 단계인 명반응과 캘빈 회로를 중심으로, 빛에너지가 화학에너지로 전환되고 이산화탄소가 유기물로 고정되는 과정을 설명해 주셨습니다. 또한 엽록소 형광을 활용한 광합성 효율 측정과 빛의 세기에 따른 광합성 반응을 살펴보며, 생물의 생리적 특성을 실제 탄소 고정량 측정과 연결하는 원리를 알아보았습니다. 특히 형광 측정은 빠르게 광합성 반응을 파악할 수 있지만, 이를 절대적인 생산량으로 해석하기 위해서는 탄소 흡수량이나 산소 발생량과의 비교·보정이 필요하다는 점도 함께 배웠습니다.
이어 바닷물 속에서 빛이 흡수되고 산란되는 원리와 식물플랑크톤, 용존 유기물, 부유입자 등이 해양의 광학적 특성에 미치는 영향을 살펴보았습니다. 이러한 이해를 바탕으로 위성에서 관측한 표층 엽록소 농도에 수심별 생물량 분포, 수중 빛 환경, 광합성 특성을 결합하여 수층 전체의 일차생산량을 추정하는 과정을 소개해 주셨습니다. 이를 통해 위성 관측 자료를 생산량 추정으로 연결하기 위해서는 현장 자료와 생물학적·물리적 과정에 대한 이해가 함께 필요하다는 점을 알 수 있었습니다.
아울러 엽록소 기반 모델인 VGPM과 탄소 기반 모델인 CbPM을 비교하며, 생물량과 생산 효율을 반영하는 방식에 따라 해양 일차생산량의 추정 결과가 달라질 수 있음을 배웠습니다. 특히 엽록소 농도의 변화가 반드시 식물플랑크톤 생물량의 변화만을 의미하는 것은 아니며, 빛과 영양염 등 환경 조건에 대한 생리적 반응도 반영한다는 점이 설명되었습니다. 이와 함께 탁도가 높은 연안에서는 외해를 중심으로 개발된 모델을 그대로 적용하기보다 해역별 특성을 고려해야 한다는 점을 살펴보며, 모델의 가정과 적용 한계를 이해하는 중요성을 되새겼습니다.
이번 특강은 세포 수준의 광합성 과정에서 출발해 광역 해양의 생산성 평가로 시야를 넓히며, 생물학적 이해와 관측·모델링을 연결해 볼 수 있었던 뜻깊은 시간이었습니다. 기초 원리부터 실제 연구에 활용되는 분석 방법과 적용 시 고려사항까지 폭넓게 설명해 주신 박사님께 깊은 감사의 말씀을 드립니다.
오늘 강의는 지난 시간에 박사님께서 내주신 'NPZ 모델' 관련 과제에 대한 학생들의 발표로 시작되었습니다.
이청재, 이경민, 김창민 박사과정 학생이 '미생물-유기물분해 모델', '해양아쿠아포닉스 NPMF모델', '아쿠아포닉스 질소순환 기반 NPZ-RK4 모델'을 주제로 발표를 진행하였습니다.
박사님께서는 먼저 앞선 학생들의 발표에 대한 피드백을 주신 뒤, 본격적인 강의를 시작하셨습니다.
이번 강의는 광합성의 기본 원리부터 해양 광학, 위성 관측을 활용한 해양 일차생산량 추정까지 해양의 생산성을 이해하고 평가하는 다양한 접근법을 주제로 진행되었습니다. 빛에너지가 유기물 생산으로 이어지는 과정과 이를 관측하고 모델링하는 방법을 함께 살펴보며, 생물학적 원리와 원격탐사 기술이 어떻게 연결되는지 배울 수 있는 시간이었습니다.
먼저 광합성의 두 단계인 명반응과 캘빈 회로를 중심으로, 빛에너지가 화학에너지로 전환되고 이산화탄소가 유기물로 고정되는 과정을 설명해 주셨습니다. 또한 엽록소 형광을 활용한 광합성 효율 측정과 빛의 세기에 따른 광합성 반응을 살펴보며, 생물의 생리적 특성을 실제 탄소 고정량 측정과 연결하는 원리를 알아보았습니다. 특히 형광 측정은 빠르게 광합성 반응을 파악할 수 있지만, 이를 절대적인 생산량으로 해석하기 위해서는 탄소 흡수량이나 산소 발생량과의 비교·보정이 필요하다는 점도 함께 배웠습니다.
이어 바닷물 속에서 빛이 흡수되고 산란되는 원리와 식물플랑크톤, 용존 유기물, 부유입자 등이 해양의 광학적 특성에 미치는 영향을 살펴보았습니다. 이러한 이해를 바탕으로 위성에서 관측한 표층 엽록소 농도에 수심별 생물량 분포, 수중 빛 환경, 광합성 특성을 결합하여 수층 전체의 일차생산량을 추정하는 과정을 소개해 주셨습니다. 이를 통해 위성 관측 자료를 생산량 추정으로 연결하기 위해서는 현장 자료와 생물학적·물리적 과정에 대한 이해가 함께 필요하다는 점을 알 수 있었습니다.
아울러 엽록소 기반 모델인 VGPM과 탄소 기반 모델인 CbPM을 비교하며, 생물량과 생산 효율을 반영하는 방식에 따라 해양 일차생산량의 추정 결과가 달라질 수 있음을 배웠습니다. 특히 엽록소 농도의 변화가 반드시 식물플랑크톤 생물량의 변화만을 의미하는 것은 아니며, 빛과 영양염 등 환경 조건에 대한 생리적 반응도 반영한다는 점이 설명되었습니다. 이와 함께 탁도가 높은 연안에서는 외해를 중심으로 개발된 모델을 그대로 적용하기보다 해역별 특성을 고려해야 한다는 점을 살펴보며, 모델의 가정과 적용 한계를 이해하는 중요성을 되새겼습니다.
이번 특강은 세포 수준의 광합성 과정에서 출발해 광역 해양의 생산성 평가로 시야를 넓히며, 생물학적 이해와 관측·모델링을 연결해 볼 수 있었던 뜻깊은 시간이었습니다. 기초 원리부터 실제 연구에 활용되는 분석 방법과 적용 시 고려사항까지 폭넓게 설명해 주신 박사님께 깊은 감사의 말씀을 드립니다.
