Geophysics and Geophysical Exploration ISSN:1229-1064(Print) 2384-051X(Online) 지구물리와 물리탐사

본 연구에서는 2010년 부터 2025년까지의 남반구 여름철(12월-2월)에 획득된 CryoSat-2 위성의 SARIn(Synthetic Aperture Radar Interferometry) 모드 자료를 활용하여 로스해 폴리냐 해역의 해수면 고도를 산출하고 그 정확도를 평가하였다. 해빙이나 빙산이 다소 혼재된 환경에서 순수 해수면 신호를 분리하기 위해, 파형 파라미터인 펄스 첨도(Pulse Peakiness)와 후방산란계수(Backscatter Coefficient)에 기반하여 경험적 필터링 기법을 적용하였다. EGM2008 지오이드 모델과의 비교 결과, 필터링된 해수면 고도는 모델과 높은 일치도(R²=0.98) 보였으며, 이상치를 제거한 잔차 분석을 통해CryoSat-2 SARIn 모드 관측이 로스해의 동적 해수면 변동 특성을 효과적으로 반영하고 있음을 확인하였다. 또한, 산출된 연별 해수면 변화 시계열은 공식적으로 배포되는 전 지구 해수면 자료(CMEMS)와 0.63의 높은 상관계수를 나타내어, 본 연구 결과의 신뢰성을 뒷받침하였다. 결론적으로 본 연구는 이를 통해 간섭계 기반 위성 고도계가 극지 연안 해역의 해수면 모니터링에 유효함을 입증하였으며, 향후SWOT 및 CRISTAL 등 차세대 위성 미션의 극지 데이터 검증 및 활용을 위한 좋은 기초 자료가 될 것으로 기대한다.

탄성파 탐사에서 회절파(diffraction)는 지하 불균질성 및 미세 구조에서 발생하여 고해상도로 정보를 제공하며, 반사파 음영대 내 구조 탐지도 가능하게 하는 중요한 신호이다. 그러나 진폭이 작고 반사파와 중첩되어 전통적 기법으로는 분리에 어려움이 있다. 최근의 딥러닝(deep learning) 기반 회절파 추출 방법도 취득 시간에 따른 주파수 감쇠 및 이심률(eccentricity) 변화를 제대로 반영하지 못하면 오분리 문제가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 기존의 딥러닝 알고리즘을 시간대별 신호 특성을 반영할 수 있도록 개선하였다. 입력 자료에 시간 지시자(time-indicator) 채널을 추가해 모델이 시간 대역별로 다른 주파수 및 이심률을 학습하도록 하였으며, 효율적인 대량 인공 회절파 생성을 위해 유한차분법 대신 Kirchhoff 회절파 공식을 도입하였다. 제안 방법을 Mobil AVO Viking Graben Line 12 현장 자료에 적용한 결과, 기존 방법의 후기 시간대 고주파수 잡음 및 초기 시간대 저주파수 반사파 오인 추출 문제가 크게 완화되었으며, 회절파의 위상과 진폭이 더 정확히 보존되었다.

매립지에서 발생하는 환경오염을 효과적으로 관리하기 위해서는 신뢰도 높은 모니터링 기법의 적용이 필수적이며, 특히 3차원 공간 정보를 활용한 정밀 조사의 필요성이 높다. 본 연구에서는 수도권 제2매립장을 대상으로, 격자 형태로 배치된 측선에서 획득한 2차원 전기비저항 탐사 자료를 이용하여 3차원 역산을 수행하고, 매립지에 대한 적용 가능성을 검토하였다. 탐사는 천부 해상도 확보를 위한 5 m 전극 간격 자료와 탐사 심도 확보를 위한 10 m 전극 간격 자료를 복합 역산하여 수행하였다. 또한, 자료 밀집도가 3차원 역산 결과에 미치는 영향을 분석하기 위해 측선 간격 25 m와 50 m의 두 경우에 대해 역산을 수행하고 결과를 비교하였다. 분석 결과, 2차원 탐사 자료를 이용한 3차원 역산은 입력 자료에 대한 의존성으로 인해 표층부에서 측선 형태의 격자 패턴이 나타나는 한계가 존재하였다. 이는 격자 형태의 측선 배치에 따른 방법론적 특성으로, 심도가 증가할수록 그 영향이 감소하는 경향을 보였다. 그러나 상부 자갈층에 의한 고비저항대와 침출수의 영향을 받은 저비저항대의 3차원 공간 분포를 효과적으로 파악할 수 있어, 경제적이고 효율적인 매립지 3차원 전기비저항 조사 기법으로서의 가능성을 확인하였다. 또한, 측선 간격이 좁을수록 공간 분해능이 향상되어, 신뢰도 높은 3차원 역산 결과를 얻기 위해서는 충분한 자료 밀집도의 확보가 중요함을 확인하였다.

겉보기비저항은 전기비저항탐사 자료처리와 해석에서 다루는 가장 기본적인 물리량 중 하나이며, 그 값은 기하학적 계수에 의해 결정된다. 그런데 3차원 탐사에서 측선이 직선으로 유지되지 않거나 비공선형 전극배열이 사용되는 경우에는, 이에 적용 가능한 일반화된 기하학적 계수의 정의가 아직 정립되어 있지 않다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해, 균질 반무한 매질에서 전기장 방향과 일치하도록 정의된 1차 전기장 정렬 가상점을 이용하여 일반화된 기하학적 계수를 제안한다. 이 가상점들은 전위전극쌍의 중앙을 중심으로 하는 원 위에 정의되며, 이를 통해 기하학적 계수를 전극배열의 방향이나 측선 형상과 무관하게 일관되게 정식화할 수 있다. 해석적 검증 결과, 제안한 방법은 전류전극 인근에서 전기장 곡률이 큰 제한된 영역을 제외하면, 균질 조건에서 진비저항과 거의 일치하는 겉보기비저항 값을 제공한다. 본 방법은 비직선 측선과 비공선형 배열을 포함하는 3차원 ERT에서 겉보기비저항 계산을 위한 일반화된 기반을 제공한다.

Lamb 문제는 지진학 및 물리탐사 분야에서 파동 현상을 이해하기 위한 핵심적인 기초 주제이다. 이 해설 논문은 2차원 반무한 매질 표면에 수직 점하중이 작용하는 경우에 대한 해석해 유도와 수치적 구현 과정을 상세히 다룬다. 헬름홀츠 분해와 푸리에 변환을 이용해 주파수-파수 영역의 해를 유도하고, 이산 고속 푸리에 변환(FFT)을 통해 시간-공간 영역 파동장으로 복원하는 알고리즘을 단계별로 제시한다. 구현된 해석해 파동장을 유한요소법(FEM) 모델링 결과와 비교한 결과, 주요 파동의 도달 시간과 파형이 매우 정확히 일치함을 확인했다. 이 논문은 입문자들이 탄성파 해석해의 기본 개념과 수치적 구현 과정을 실무적으로 이해하는 데 유용한 지침이 될 것이다.