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I. 제목
수중-지진-공중음파 통합 지진탐지 기술개발
II. 연구개발의 목적 및 필요성
○ 수중음파 관측자료 분석 기술 및 지식 기반 확보
○ 공중음파 관측망의 탐지능력 정량적 평가
○ SHI 관측자료 복합 해석을 위한 지식기반 구성 및 관련 기술 확보
○ 지반붕괴에 의한 공중음파 에너지 발생 기구 해석
○ SI 융합분석 기반 구축을 위한 원주 KSRS의 활용
○ 강원도 고성군 동해 해저관측기지 설치
○ 해저관측기지의 안정적 운영을 위한 원격 감시 체계 마련 장애 처리 기술 개발
○ 서해 소청초 3차 해저관측기지 설계
○ 우리나라 주변 해양에서 빈번하게 발생하는 지진원의 분포 및 특성 파악 필요
○ 해양에서 발생하는 지진 관측의 신속성 및 정확성 제고
○ 지진파를 이용한 대규모 지하 폭발원 특성 규명
○ 고-저주파수 수중 음파 신호를 이용한 지진원 분석 연구 필요
○ 조기 경보 기술 개발을 위한 수중음향 무선통신 채널 구축 필요
III. 연구개발의 내용 및 범위
○ 배열식 수증음파 관측자료 분석을 통한 동해 북부 해저 지진 진원 식별 및 위치 결정 요소 도출
○ 강원 북부 및 서해 연안의 지진원들의 분포 특성 규명
○ 저주파 수중음파자료 획득을 통한 수중음파 분석 기술 개발 지식 기초 구성
○ 한반도를 대상으로 IMS 및 IMS+KIN 공중음파 관측망의 탐지 가능한 최소 음원진폭 계산 및 두 관측망 간의 탐지 능력 비교
○ SI 융합분석 기반 구축을 위한 원주 KSRS 지진관측소에 공중음파센서 확대 설치 및 탐지능력 검증
○ 지하 폭발 현상의 이론 모델 검토 및 북한 지하핵실험 모형 개발
○ 추계학적 방법론에 기반한 북한 핵실험 지진파 스펙트럼 및 폭발원 관계 평가
○ 지반붕괴로 관측된 지진파, 공중음파 자료 융합분석 및 발생 메커니즘 해석
○ 강원도 북부 해상 환경을 고려한 해저관측기지용 해상 플랫폼 보강 및 해저지진계 등 복합 지구물리관측 시스템 설치
○ 해저관측기지 자료 중계 및 원격 감시 시스템 구축
○ 서해 소청초 3차 해저관측기지 설치 계획 수립 및 관측 시스템 설계
○ 단일 채널 수중 고주파수 음파 계측 모듈 제작 및 동해 관측기지에 설치
○ 4 채널 수중 고주파수 음파 계측 모듈 고도화 및 안정화 기술 개발
○ 해저 관측 시스템 고도화 및 안정화 기술 개발
○ 해저면 복합지구물리 통합 관측 플랫폼 설치를 위한 해양 환경 및 환경 영향 분석
IV. 연구개발결과
○ 강원 북부 및 서해 중부 연안해역 발생 지진원 정밀 진앙위치 재결정
○ 지진파 스펙트럼과 이론 모델과의 비교를 통한 북한 지하핵실험들의 폭발 심도 및 폭발력 관계 도출
○ 주파수 1.6 Hz 대역에서 IMS+KIN 관측망의 최소 탐지 기능 음원의 진폭은 5.6 (STA＝2), 10.0 (STA＝3) Pa이며, 이는 IMS 단독 관측망에 비해 약 3배 작은 진폭에 해당
○ 연중 5-8월에는 성층권의 안정적인 바람 분포에 의해 공중음파 탐지 능력이 다른 계절에 비해 약10배 높은 것으로 계산됨
○ 울진 석회석 광산 지반붕괴에 의한 저주파수의 공중음파 신호 특성 파악 및 지반붕괴에 의한 갱도 내의 폭풍압 발생과 음향공진으로 발생 메커니즘을 설명
○ 원주 KSRS 지진관측소에 2개소에 음파센서 설치를 통한 KSIAR의 aperture ~ 10 km로 확장
○ GT 자료를 이용한 KSIAR의 탐지능력 검증결과, 거리에 따른 파형의 상호상관도가 작아짐으로 대형 음파 배열관측소의 탐지능력이 제한적이고 대형 음파관측소와 소형음파관측소간 후방위각 편차가 1.8˚발생함을 확인
○ 고성 해저관측기지의 해상 플랫폼을 보강하고 복합 지구물리관측 시스템의 설치를 완료함
○ 고성 해저관측기지의 자료를 실시간으로 수신하고 이에 대한 원격 감시 시스템을 구축하여 운영함
○ 서해 소청초 3차 해저관측기지용 관측 시스템의 1차 설계를 완료하여 주문 발주함
○ 수중 고주파수 음파 계측 모듈 고도화 및 안정화 기술 개발
V. 연구개발결과의 활용계획
○ 지진파 감쇠효과, 관측소 부지효과를 고려한 지진원 식별기술 개발에 활용
○ 국내 해저/해양에서 생성 전달되는 탄성에너지의 음원 분석 기초 기술로 활용
○ 저비용/고효율의 해저 지진파 관측 기술 개발에 활용
○ 시간, 계절에 따른 탐지 기능 최소 진폭과 관측망 탐지능력 계산결과를 활용하여 공중음파 자동탐지 결과의 신뢰도를 향상시킴
○ 해저 관측모듈 및 부이시스템 설계에 기초자료로 활용됨은 물론 해저면 관측기지 설치에 최적인 장소를 도출하는데 활용
○ 우리 해역 해양환경에 적합한 해저면 관측기지 설계, 구축에 활용
○ 해저관측기지 장기간 운영을 위한 안전성 향상과 원격 장애 진단 및 복구에 활용
○ 국내 연안의 수중음파 데이터 축적 및 데이터베이스 구축
○ 국내 연안의 수중음향 특성 및 분석용 장비로 활용
○ 비상시 수중 시스템의 위치 추적과 분석용 장비로 활용
○ 동해 설치 부이의 거동 해석 결과를 운동 성능 개선을 위한 시스템 설계에 활용
○ KSIAR의 검증결과 확인된 측정치의 편향결과가 배열관측소의 디자인에서 기인한 체계적 오차인지 그 여부를 확인하고 이를 확인 시 측정치에 반영하여 오차를 보정하고 차후 한반도 주변에서 발생하는 다양한 SI 파에 대한 일괄적 자동 탐지 및 이를 바탕으로 한 인위적 발생 지진목록 작성을 위해 KSIAR를 기존의 지진-공중음파 관측망에 포함시킬 계획임
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