□ Define climate change and differentiate between weather and climate기후: 통상 30년 이상의 장기 패턴, 날씨의 통계날씨: 단기적 온도, 습도, 강수 등 정확한 상태1.1 Modern Climate Change□ Know the general trends of modern climate change, such as observed surfacetemperature, sea ice coverage, etc. - 땅, 북반구가 바다, 남반구보다 빨리 따뜻해짐- 온실가스로 가둬진 93%의 열이 바다로 감. - Global warming=Climate Change이며, 기후변화는 의심의 여지 없음(unequivocal)* likely, unequivocal 구분!1.2 Climate Change before Humans□ Describe the Earth’s climate history, and different methods for measuringnonanthropogenic climate change - Tree rings(천년)<Speleothem(동굴침전물, 만년) < Ice Core(백만년) < Coral < Ocean Sediment - 지난 세기(20세기)의 온난화는 빙하기보다 16배 빠르게 온도 변화가 일어남(평균 세기당 0.06도 상승)1,3 Energy Balance1.4 The Greenhouse Effect□ Understand how the Earth’s energy balance, greenhouse effect, and radiativeforcing affect the climate. - 지구 에너지를 결정하는 요소 1) 온도 2) 대기 구성
1. 이론적 배경Liquid Chromatography(LC)는 샘플을 액체 이동상을 이용해 각 구성물질로 분리하기 위한 기술이다. 분리는 샘플과 고정, 이동상과의 상호작용에 의해 일어난다. 같은 분자끼리는 그룹으로 이동하므로 혼합물은 컬럼에서 구별되는 밴드로 나타나고, 이 밴드를 직접 볼 수 없는 경우에는 UV-VIS spectroscopy와 같은 기기분석 기술을 사용한 High performance liquid chromatography(HPLC)로 관찰할 수 있다. 띠 형태의 용질이 무용 부피로 접근하고, 무용 부피로 들어간 후에 공간 내에서 확산되는데, 시료의 늘어짐 현상이 발 생하면서 무용 부피에서 나오게 된다. 무용부피는 잘 설계된 크로마토그래피 시스템에서 매우 작아 시료의 늘어짐 현상이 적다. 또한 무용부피는 HPLC의 보정계수로 사용되어 무용부피가 시료의 분사 및 검출에 미 치는 영향을 파악하는 것이 매우 중요하다.<중 략>2. 실험 방법1) 실험 전에 증류수를 이용해 평형을 맞춰주고, 자외선 검출기를 이용해 염화 나트륨과 블루 덱스트란의 농도를 측정한다. 2) 무용 부피는 관 제거 이후에 분사기로부터 검출기까지의 부피를 측정하여 사용한다. 3) HPLC를 이용해 펄스 테스트를 진행한다. 루프를 주입 밸브에 연결한다. 루프를 유입 용액으로 채운 후 제어기를 통해 주입 밸브를 돌려 시료를 분사하며, 동시에 데이터를 기록하기 시작한다. 4) 염화 나트륨, 블루 덱스트란, phenylalanine, tryptophan에 대해 총 4번 진행한다. 무용 부피가 용질 곡선의 모양에 미치는 영향을 확인하기 위해 서로 다른 무용부피에 대해 동일한 실험을 반복한다.
1. 생태계 서비스: 자연으로부터 받는 혜택, 자연이 어떤 형태이냐에 따라 달라짐ex) 국립공원의 생태계 서비스 번들, 농업의 생태계 서비스 번들-생태계 서비스의 합이 높다고 무조건 더 좋은 건 아님->수혜의 종류가 다르기 때문-다양한 생태계 서비스 중 어떤 다발(번들)을 선택할 것인가?-지속가능성이 높은 번들 선택-현생 인류의 선택ex) 한우 vs. 수입 쇠고기한우: 사료 등 사육에 필요한 에너지부터 폐기물 처리까지 국내 에너지 필요수입: 에너지 투입은 수입국에서, 최종적으로 에너지가 높은 고기만 국내로 들어옴-생태계 서비스는 trade-off 관계이다. 모두에게 모든 생태계서비스를 증가시킬 수 없다. -종류: Provisioning service(공급), Regulating service(조절 및 유지), Cultural serveice(문화)*Bug world vs. cog world1) Cogworld: complicated system, 산업혁명 이후에 지배적인 세계관: 모든 것은 간단 시스템이 서로 복잡하게 연결된 형태, 연결된 형태는 고정적: 행동은 예측가능하고, 변화는 선형적이다.: 바뀌는 세계에 적응할 수 없고, 설계된 좁은 범주 내에서만 가동이 가능하다.2) Bugworld: complex adaptive system: 우리가 움직여야하는 세상: 모든 상호작용은 느슨하게 연결되어 있다: 독립적, 의존적 재생과 변이가 존재한다: self-organizing, 아무도 통제 하에 있지 않음: 다양한 체제 존재, 변화에 적응 가능: 비선형적, 돌발적, 체제 변환이 가능: 이차피드백, 효과 존재->Bug world를 Cog world로 이해하고 관리하는 것은 문제가 된다.2. 생태계 리질리언스-Holling이 도입-복수의 안정적 평형상태를 가진 생태시스템이 외부 교란이나 충격을 받더라도 그것을 흡수하여 기존의 안정적 평형상태를 유지할 수 있는 시스템 수준의 능력
1. Introduction1) 녹말: 두 번째로 큰 바이오매스 생산량 (Starch: 알파-1,4 glycoside, Cellulose: 베타-1.4 glycoside)->Amylose와 amylopectin존재-일반적인 녹말은 75%의 아밀로펙틴과 25%의 아밀로스로 구성-waxy starch: 주로 아밀로펙틴, 0~8%의 아밀로스로 구성-highly amylose starch: 40~70%의 아밀로스로 구성*아밀로펙틴이 많을수록 branching 많고, 안정도가 낮음. 아밀로스녹말: 분해에 저항성이 높, 아밀로펙틴 녹말: 분해에 저항성 낮음*Flexifuel vehicles: 가솔린 자동차의 대체. closed loop 탄소 사이클->지속가능 발전->starch를 분해해 연료를 만들기 위해서는 amylase가 필요2) Ethanol: Ethyl Tertiary Butyl Ether(ETBE)의 feedstock-ETBE는 휘발성이 적고, 가솔린과 쉽게 섞인다*복기: tuber plant, grain 같은 애들은Gelatinization1)->Hydrolysis(Liquification->Saccharification)의 순서로 발효 진행-Liquification에서 a-amylase 사용-Saccharification에서 Pullulanase와 glycoamylase사용2. Starch : 아밀레이스의 기질-linear chained amylose와 branched amylopectin-두 종류의 다당류 비율이 녹발 전체의 특성을 결정한다. 1) 아밀로스-낮은 에너지 상태를 위해 coli 형성-6개의 이중나선으로 구성된 육각형 단위로 쌓임. packing unit의 중심은 비어있음-parallel or antiparallel 방향으로 배열됨
*화석연료의 과도한 사용, 화산활동, 목축업 등에 의해 대기 중 CO2 다량 존재-과거의 CO2농도 추정하고 현재와 비교하면 natural cycle을 넘어서 균형이 깨질 수 있음*지구온난화(기후변화) -극지의 얼음이 빠르게 감소중-해수면이 매년 1.8mm 증가->세기 말에 59cm의 해수면 상승 예측*세계 에너지 수요는 증가 추세이다*Hubbert curves of oil production-Pimple Theory: 화석연료의 생산율은 결국 떨어지고, 가격은 상승할 것이다.->에너지의 수요는 증가하지만 화석연료의 생산량은 제한된다->따라서 이에 대한 해결책이 바이오매스를 이용한 에너지가 될 수 있다. ->또한 양성피드백에 의한 이산화탄소의 무한정 증가가 아닌 탄소중립에 도달할 수 있다.*미래의 에너지 시나리오: 재생가능 에너지 중 바이오매스의 기여량이 가장 크다2040년에는 세계 에너지의 절반이 재생가능한 에너지에서 올 것이다*Biofuel의 장점1. 탄소 중립2. 결국 다른 화석연료보다 낮은 가격에 도달할 수 있다3. 곡물, 분뇨 등 다양한 물질에 의해 생산될 수 있다(공급의 유연성)4. 재생가능하다(고갈에 대한 걱정x)5. 지역적으로 생산할 수 있다(여러 지역에서 생산이 가능해 분산도가 크다)6. 현재 엔진 설계에 적용가능하다.*대체에너지: 광합성에 기반하기 때문에 ubiquitous하다. 광합성에 의해 생성된 당을 이용한다.*바이오매스: glucose의 고분자이다알파-1,4연결: 녹말베타-1.4 연결: 셀룰로스알파와 베타의 차이점: 산소의 위치가 서로 반대-> 고분자를 잘게 쪼개 glucose로 만들어 효모 등이 발효시키면서 바이오에탄올 생성*대사과정산소가 충분할 시: 해당과정 -> 시트르산 회로 -> 산화적인산화(전자전달계)산소 부족 시: 젖산 발효과정이 일어남에탄올 발효: 쇼모에 의해 일어남