기상 기후 강의 노트

공기정화 식물들의 실내 대기질 개선 능력에 대한 정량적 고찰

윤O영 (부곡여자중학교 2학년)

이O영 (동래여자중학교 2학년)

정O경 (유락여자중학교 2학년)

정O훈 (분포중학교 2학년)

황O빈 (신주중학교 3학년)

초록

최근 우리는 중국과 몽골의 고비사막에서 오는 황사뿐만 아니라 이제는 미세먼지, 심지어는 우리 기도에서 거르지 못하고 폐포까지 침투하여 천식, 또는 조기 사망까지 이르게도 할 수 있는 초미세먼지, 포름알데히드까지도 걱정해야하는 시대가 왔다. 이 중 우리가 가장 많은 시간을 보내는 실내의 미세먼지 농도를 효과적으로 낮추고 유지하는 것은 매우 중요한 문제가 되었다. 이에 인공적인 공기정화 방법을 사용하는 공기청정기가 아닌, 친환경적이고 자연적인 공기정화 방식을 사용하는 식물들 중 일반 대중들에게 효과적으로 공기정화를 한다고 알려져있는 공기정화 식물 세 종류(스킨답서스, 산세베리아, 스파티필럼)를 선택하여, 어떤 식물이 가장 효과적인지 비교하고 과대광고 효과는 없는지 알아보기 위하여 본 실험을 수행하게 되었다. 총 4시간의 실험시간 동안, 스킨답서스가 전체 미세먼지 중 99.1%, 산세베리아가 94.8%, 스파티필룸이 93.7%를 감소시켜, 스킨답서스, 산세베리아, 스파티필럼 순으로 공기정화 효율이 높은 것으로 나타났다.

참고문헌

연습

1. 아래 식에서 Sum을 구하시오.

2.임의의 변수 number를 화면입력 받아 number의 제곱을 출력하는 프로그램을 작성하시오. 단 number가 -999면 프로그램을 완전히 종료하고 number가 0이면 number를 다시 입력 받는 프로그램을 작성하시오.

3. 1부터 순차적으로 1씩 증가하는 i 변수의 합이 100보다 작을 때까지의 합을 구하는 프로그램을 DO WHILE 문을 사용하여 작성하시오.

4. Newton 방정식에 의한 N에 대한 제곱근을 구하는 공식은 다음과 같다. 

                    Xn+1 = (1 / 2) * (Xn + n / Xn)

n 이 100에서 1000까지 변할 때 Newton방정식에 의한 제곱근과 SQRT함수를 이용한 제곱근의 결과를  나란히 출력하여 비교할 수 있도록 코드를 작성시오. 

5. 아래 연속 나눗셈을 DO문을 사용하여 작성하시오.

     25.0 / 5.0 / 0.1 / 10.0 / 5.0 / 0.5

6. 1~100까지 연속된 정수에 대해서 숫자 10개씩 이동평균을 구하여 출력하는 코드를 작성하시오.

에러

TypeError: 'int' object is not iterable

코드 

n_row = len(din['Phen_fog'])-1
print(n_row)
for i in n_row:
    if i == 1:
        print(i)

원인

for i in n_row: 에서 n_row 가 list 이어야 하는데, 여기서는 정수(int)로만 되어 있음.

다른 언어에서는 for i in (initial, end , increment) 형태로 되나, Python 에서는 배열 전체가 list 로 들어가 있어야 함. 

해결

아래와 같이, din['Phen_fog'] 로 수정하면 에러 해결

for i in din['Phen_fog']:
    if i == 1:
        print(i)

윈도우즈 상에서 무료 포트란 컴파일러 설치하는 방법

MinGW, CygWin 등을 사용할 수 있으나, 여기서는 간단할 설치로 유명한 TDM-GCC를 설치하는 방법을 설명함. 

Gfortran 은 GNU 라이센스 기번의 무료 포트란 컴파일러임. 

윈도우 상에서 Gfortran을 사용하여 프로그래밍 하는 것은 Free Intel Visual Fortran Compiler 기반으로 MS Visutal Studio 같은 윈도우용 IDE에서 작업을 수행하는 것 보다 약간 번거로울 수 있음.

하지만, 궁극적으로 배워야할 Linux 상에서 코딩하고 수행하는 과정들을 처음부터 습득할 수 있는 장점이 있음. 

Free Intel Visual Fortran Compiler 설치 방법은 아래 링크를 참조 .

목차

1. TDM-GCC 를 이용한 Gfortran 설치

2. Hello, World 출력하여 설치 성공여부 확인

TDM-GCC를 이용한 Gfortran 설치 

1. 아래 TDM-GCC 사이트 방문

https://jmeubank.github.io/tdm-gcc/

2. 좌측 MinGW-w64 based (64-bit 운영체제인 경우)의 .exe 파일 클릭해서 다운로드 

3. 아래 순서대로 설치 

Create 버튼 클릭

gcc (TDM64) 앞의 + 버튼을 눌려 확장한다. 

아래 그림 처럼 fortran 체크하고 설치. 만약, 병렬처리를 하고 싶으면 openmp 도 체크해서 설치한다. 

설치완료

4. Windows 시작 버튼 에서 MinGW Command Prompt 클릭

5. 아래와 같이 gfortran -v 엔터해서 버전 확인이 나오면 설치 성공. 

Hello World 출력

1. cd 명령어를 사용하여 아래 처럼 원하는 작업 디렉토리로 이동

2. 메모장을 열어서 아래 코드 작성 후, hello.f90 이란 이름으로 위 디렉토리에 저장. 

3. dir 명령으로 hello.f90 이 저장되어 있는지 확인. 

4. gfortran hello.f90 실행하고, a.exe 가 생성되었는지 확인

5. 아래 그림과 같이 a.exe 를 실행하면, Hello, World 출력됨.

 이제 Fortran 프로그래밍을 작업할 모든 준비가 모두 끝남.  

관련 실습 연습 과제