[논문]해수색 원격탐사에 의한 동해 연근해역 클로로필 a 이상분포 연구

서영상

doi:10.5322/jes.2006.15.1.059

해수색 원격탐사에 의한 동해 연근해역 클로로필 a 이상분포 연구
Study on Abnormal Distribution of High Concentration Chlorophyll a in the East Sea of Korea in Spring Season using Ocean Color Satellite Remote Sensing 원문보기

한국환경과학회지 = Journal of the environmental sciences, v.15 no.1, 2006년, pp.59 - 66

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High concentration of chlorophyll a occurred around the Ulleung Warm Eddy off Ulleung Island in the East Sea of Korea in spring season. The abnormal distributions of chlorophyll a were captured by satellite remote sensing and measured field data. The temporal and spatial scale of the abnormal distributions were around 20days and 50km diameter off Ullung Island. The anomalies were quantified b)'estimated chlorophyll a derived from OCM and SeaWiFS ocean color data from 2000 to 2004. The origin of abnormal hish concentrations was estimated by this study. It was that suspended material discharged from the Nakdong River and the coastal water located in the southeastern part of Korean Peninsula moved to northeastern coast, and then moved to off Ullung island, The high chlorophyll a concentrations including inorganic materials were accumulated by anticyclonic eddy such as the Ullung Warm Eddy around Ullung island in the East Sea of Korea in spring season.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 동해 연안 및 울릉도 근해에서 일 시적으로 나타나는 고농도 클로로필 \a의, 이상분포 (abnormal distribution)# 정량화하고, 발생 메카니 즘을 다양한 위성자료를 통해 구명하고자 하였다.
춘계 동해 남부 연안에서 나타난 고농도 클로로필 a 분포가 연안을 벗어나 울릉도를 중심으로 집적되 는 고농도 식물플랑크톤의 이상분포를 해양수색 탐사 위성과 수온관측 위성자료를 이용하여 정량화하였 다. 춘계 울릉도를 중심으로 반경 50km 정도의 대규모 이상 고농도 클로로필 a 분포가 자생적인 것 인지 물 흐름에 의해 식물플랑크톤들이 물리적으로 것인지 파악하기위해 현장 관측 자료와 위성자료를 상호 비교하여 살펴보았다.

제안 방법

2000 〜 2004년 동안 동해 연근해역에서 나타난 클 로로필 a 농도의 이상(abnormal) 분포를 위성원격 탐사로 모니터링 하였다. 클로로필 a 이상분포현상 은 주로 춘계 동해 남부 연안을 따라 북상하며 발생 하였다.
낙동강유출수가 동해 남부 연안을 따라 북상하 는 이동경로를 수치모델로써 추정한 황 등m의 연 구결과와 같이, 본 연구에서는 낙동강 유역과 연안 수 등이 북상하는 과정에서 높은 농도의 부유사와 클로로필 a 분포가 나타남을 위성원격탐사 기법을 활용하여 알 수 있었다. 또한, 낙동강의 유출수 경 계역이나, 동해남부에 형성된 수온 전선역에서 대 량 번식된 기초먹이생물과 부유물질들이 물리적으 로 강한 흐름을 동반하는 연안해류와 울릉도 주변 해역의 와동류(eddy)에 의해 집적(accumulation)됨 으로써 비교적 고농도의 클로로필 분포 양상이 나 타남과 그 제반의 과정을 파악 및 추정할 수 있었 다.
풍속은 붉은색 계통이 상대 적으로 강하고, 푸른색 계통은 상대적으로 약함을 나타내었다. 동해 위성수온분포는 NOAA 위성의 AVHRR (Advanced Very High Resolution Ra- diometer)자료를 서등部의 분석방법을 이용하여 도출 하였다.
동해남부 연안과, 특히 울릉도를 중심으로한 반 경 약 50km 해역에 나타난 고농도 클로로필 a분포 현상이 사실적인 것인지, 무기부유물질 등 다른 요 소에 의해 나타나는 것인지 구명하기위해 육지와 탁수 (turbid water)에 민감하게 반응하는 555nm의 digital number 값을 활용하였다. 2004년 4월 20일 당일의 OCM위성의 555nm 방사 값을 구한 결과 (Fig.
위성 자료도 활용하였다. 특히 .2004년 춘계시기 중 울릉 와동류가 발생한 2004년 4월의 8, 20, 24 및 28일 위 성자료를 집중분석하였다.
한편, 울릉도 연근해역에 나타난 위성 원격탐사로 추정한 이상농도의 클로로필 a 분포가 자생적인 것 인지 해류 등 물리적인 유동에 의해 연안에서 대량 번식된 식물플랑크톤이 울릉도 근해역 쪽으로 집적 되어 높은 농도의 클로로필 a분포가 나타난 것인지 에 대한 원인을 파악하기위해 수온분포로 유추할 수 있는 간접적인 방법으로 미국의 NOAA 위성 적 외선 위성자료를 분석하여 가시화 하였다(Fig. 2). 2004년 4월 8일 동한난류(EKWC)가 동해연안을 따 라 북상 후 (Fig.
해수색 관측위성 OCM (Ocean Color Monitor), SeaWiFS (Sea Viewing Wide Field of View Sensor)으로 모니터링된 동해 서부 연근해역의 표 층 클로로필 a 농도 분포(200。〜2004)에 대한 시계 열 자료를 분석하였다. OCM 자료는 시간해상도 (temporal resolution), 즉 회귀주기가 2일정도이나, 공간해상도 (spatial resolution) 는 360m 이디-.

대상 데이터

(ocean color 2) 알고리즘을 사용하였다財. 한국근해 해상풍 자료는 (http://www.ssmi.com/ qscat/scatterometer_data_daily .html) QuikSCAT 위 성자료를 이용하였다. 화살표는 바람의 방향, 바탕 색은 풍속을 나타낸다.

성능/효과

2004년 4월 8일 동한난류(EKWC)가 동해연안을 따 라 북상 후 (Fig. 2(a)), 4월 20일 및 4월 24일에는 울릉도 주변 근해를 선회하는 난수 소용돌이 모양 이 뚜렷하게 나타났다(Fig. 2 (b)and (c)).
낙동강유출수가 동해 남부 연안을 따라 북상하 는 이동경로를 수치모델로써 추정한 황 등m의 연 구결과와 같이, 본 연구에서는 낙동강 유역과 연안 수 등이 북상하는 과정에서 높은 농도의 부유사와 클로로필 a 분포가 나타남을 위성원격탐사 기법을 활용하여 알 수 있었다. 또한, 낙동강의 유출수 경 계역이나, 동해남부에 형성된 수온 전선역에서 대 량 번식된 기초먹이생물과 부유물질들이 물리적으 로 강한 흐름을 동반하는 연안해류와 울릉도 주변 해역의 와동류(eddy)에 의해 집적(accumulation)됨 으로써 비교적 고농도의 클로로필 분포 양상이 나 타남과 그 제반의 과정을 파악 및 추정할 수 있었 다. 또한 울릉도 주변해역에 강제 집적되는 부유물 질들이 위성탐사 클로로필a.
클로로필 a 현장 값은 위성에서 추정한 값에 비해 대체로 크게 낮은 값을 보였으나, 농도의 분포양상 은 위성추정치와 비슷한 양상을 보였다. 또한, 클로 로필 a농도는 동해남부 연안에서 0.06-0.12mg/m3, 울릉도연근해역에서 0.04-0.06mg/m3로 동해 연근해 주변해역의 0.02-0.04mg/m3 클로로필 a 농도 보다 상대적으로 높게 나타났으나, 위성의 정량화 값에 비해서는 매우 낮은 현장 농도 값을 보였다(Fig. 6).
외해역에서 연 안으로 가까이 올수록 높은 농도의 식물플랑크톤 뿐만 아니라, 기원이 육지인 부유입자와 퇴적물과 용해성 유기물질 등이 해수에 대한 광학적 연구를 보다 복잡하게 한다. 미국 UCSD의 Scripps 해양연 구소 소속의 Dr. Greg Mitchell0] 동해에서 관측한 chlorophyll a 농도를 함수로 한 원격 반사도(remote sensing reflectance), Rrs-& 1993년 이후 최근까지 캘리포니아 연안 정선 해양조사(CalCOFI)에서 측정 된 300개 이상의 data set와 비교해볼 때 아주 유사 한 특성분포를 보였다. 그러나, 국립수산과학원이 2000년 2월에 관즉한 chlorophyll a의 농도를 함수 로한 원격 반사도 Rrs과 Dr.
이후, 소용돌이 중심해역으 로 고농도의 클로로필 a 분포가 나타났다. 이러한 현상이 매년발생 하는 것인지 파악하기위해 OCM 위성보다는 장기간 (2000〜 2004년) 및 매일단위로 수신 분석하여온 미국의 SeaWiFS 위성자료로 클 로로필의 이상 고농도 분포 발생현상을 살펴보았다 (Fig. 7), 2000년 4월 6일에도 2004년 4월 8월과 같 은 현상이 나타났으며 (Fig. 7 (a)), 20이년 4월 4일 에는 북한의 청진연안을 중심으로 식물플랑크톤의 대량번식이 발생하여 해류흐름을 따라 이동 후, 울 릉 난수 소용돌이 (Ulleung Warm Eddy)를 따라 시 계방향으로 휘감기는 양상이 나타나는 것으로 추정 된다(Fig.
2004년 4월 국립수산과학원 동해수산연구소에서 관측한 수온분포에서 12-14°C 의 등온선이 울릉도 를 중심으로 선회하며 와동류 모양으로 나타났다. 클로로필 a 현장 값은 위성에서 추정한 값에 비해 대체로 크게 낮은 값을 보였으나, 농도의 분포양상 은 위성추정치와 비슷한 양상을 보였다. 또한, 클로 로필 a농도는 동해남부 연안에서 0.
화살표는 바람의 방향, 바탕 색은 풍속을 나타낸다. 풍속은 붉은색 계통이 상대 적으로 강하고, 푸른색 계통은 상대적으로 약함을 나타내었다. 동해 위성수온분포는 NOAA 위성의 AVHRR (Advanced Very High Resolution Ra- diometer)자료를 서등部의 분석방법을 이용하여 도출 하였다.

참고문헌 (11)

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황재동, 강용균, 서영상, 조규대, 박성은, 장이현, 이나경, 2002, 위성영상 및 수치모델을 이용한 낙동강 유출부유토사 확산범위 추정, 한국지리정보학회, 5(2), 25-33

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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