[논문]ENSO 십년 변동에 미치는 북서태평양 지역에서의 바람 응력 변동의 역할

이윤경; 문병권; 권민호; 전종갑

ENSO 십년 변동에 미치는 북서태평양 지역에서의 바람 응력 변동의 역할
Roles of Wind Stress Variations in the Western North Pacific on the Decadal Change of ENSO 원문보기

한국지구과학회지 = Journal of the Korean Earth Science Society, v.27 no.6, 2006년, pp.687 - 694

이윤경 (서울대학교 지구환경과학부) , 문병권 (전북대학교 과학교육학부) , 권민호 (서울대학교 기초과학연구원) , 전종갑 (서울대학교 지구환경과학부)

초록
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북서태평양의 바람 변동이 1970년대 이후에 나타난 ENSO의 십년 주기 변화에 미치는 영향을 조사하였다. SODA 자료를 이용한 SVD 분석을 통하여 ENSO 절정기에 북서태평양에서 나타나는 양의 바람 응력 컬이 적도 지역에서의 열함유량을 방출/재충전(discharge/recharge)시켜 ENSO의 위상을 변화시킨다는 것을 보였다. ENSO와 연관된 북서태평양의 바람 응력 컬은 1970년대 이전에 강하게 나타났다. 이러한 강한 바람 응력 강제력은 적도의 열함유량을 빠르게 방출시켰고, 결과로서 1960-1970년대 기간 동안에 ENSO의 주기가 짧고 강도가 악하게 나타났다 반면에 1970년대 후반 이후에는 북서태평양 바람 응력의 컬이 약해지면서 ENSO의 주기가 길어지고 강도가 강해졌다. 간단한 대기-해양 접합 모델 실험으로 관측 자료 분석 결과와 유사하게 북서태평양 지역에서 바람 응력 컬이 더 많이 해양에 작용할 때 ENSO의 진폭과 주기가 감소하는 것을 보였다. 이 결과들은 1970년대 후반 이후에 나타난 ENSO특징의 변화가 북서태평양 지역에서의 바람 응력의 변화와 관련이 있다는 것을 제시한다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper investigated the effects of wind stress forcing in the western North Pacific on ENSO decadal change before and after the late 1970s. The SVD analysis of SODA data shows that a positive wind stress curl is dominant in the western North Pacific at the ENSO mature phase, which leads to the ENSO phase change by discharge/recharge heat contents in the equatorial Pacific. Before the late 1970s, the wind stress curl in the western North Pacific was strong. This strong wind forcing that is associated with the fast discharge of heat contents in the equator led to the short period and the weak intensity of ENSO occurred during the 1960-1970. On the other hand, after the late 1970s the relatively weak wind stress curl was accompanied with the long period and the strong intensity of ENSO. The simple coupled model experiments also confirm that the amplitude and dominant period of ENSO decrease when the wind stress curl in the western North Pacific projects more strongly into the ocean at the TNSO mature phase. Our results support that the changes in the behavior of ENSO after the late 1970s are associated with the wind stress variation in the western North Pacific.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이 경험적 대기모형과 첫 번째 SVD 모드를 동시에 해양모형과 접합한 실험을 WNP 실험이라 하였다. WNP 실험은 첫 번째 SVD 모드에 의해 생성된 ENSO 주기가 북서태평양 바람 응력에 의해 변하는 모습을 살펴보기 위하여 구성되었다. 즉, WNP 실험은 전반기, CTL 실험은 후반기와 유사하다.
관측 자료를 이용하여 북서 태평양 바람 변동이 ENSO의 주기와 진폭 혹은 강도 변화를 일으키는 원인에 대하여 살펴보았다.
본 연구에서는 북서 태평양 바람 응력이 ENSO 변화를 일으킬 수 있다는 것을 보였으나 바람 응력의 변화를 일으키는 원인을 다루지 않았다. 이 지역의 바람 변동은 몬순과 관련이 깊다(Wang et al.
본 연구에서는 북서 태평양 지역의 바람응력 변동이 1970년대 후반 전후로 발생한 ENSO의 변화에 어떤 영향을 미치는지 관측 자료를 이용하여 밝히고 또한 수치실험을 통해 북서 태평양 바람 응력 컬의 역할을 살펴보았다.

제안 방법

ENSO의 주기 변화와 관련이 있는 북서태평양 바람강제력의 변동을 살펴보기 위하여 동서방향 바람 응력과 수온약층 두께 사이의 SVS 분석을 실시하였다 (Fig. 1). 첫 번째 모드는 전체 변동의 약 51.
기후 변화에 따른 ENSO의 위상 변화를 살펴보기 위하여 1962-75년(전반기, pre-shift period)과 1980-93년(후반기, post-shift period), 두 기간으로 나누었다. 또한 ENSO의 변화와 북서 태평양 바람응력의 관련성을 살펴보기 위하여 무차원화 한 Nino3 지수 (Nino3 지역:150°W-90°W, 5°S-5°N의 해수면 온도 편차의 영역 평균 시계열)와, 북서 태평양 영역을 평균한 동서방향 바람 응력의 컬(curl) 사이의 지연 공분산 계수(lag covariance coefficient)를 구했다(Fig.
또한 ENSO의 변화와 북서 태평양 바람응력의 관련성을 살펴보기 위하여 무차원화 한 Nino3 지수 (Nino3 지역:150°W-90°W, 5°S-5°N의 해수면 온도 편차의 영역 평균 시계열)와, 북서 태평양 영역을 평균한 동서방향 바람 응력의 컬(curl) 사이의 지연 공분산 계수(lag covariance coefficient)를 구했다(Fig. 3a). Fig.
북서 태평양 바람 응력의 변화에 따른 모델 반응을 살펴보기 위하여 바람 응력을 만드는 경험적 모형을 구성하였다. Fig.
고유벡터를 얻기 위해 1961-1997년 동안의 해수면 온도와 바람 응력의 월평균 자료를 이용하였다. 이 연구에서는 첫 번째 SVD 모드의 동서 방향과 남북방향의 바람 응력 벡터를 대기모형을 구성하는데 사용하였다. 첫 번째 SVD 모드로 구성된 대기모형은 북서 태평양 바람 응력의 영향을 살펴보기 위한 규준 실험(oontrol experiment) 이고 이를 CTL 실험이라 하였다.
증가함을 보였다. 이때 동서 방향 바람응력 편차의 구조는 해수면 온도 편차(sea surface temperature anomaly)와 바람응력 편차를 SVD 분석 (Bretherton et al, 1992)을 이용하여 얻었다. 그들은 바람응력의 첫 번째 SVD 모드만 사용하였다.
이와 같은 북서 태평양 바람 응력의 역할을 간단한 대기-해양 접합 모형을 이용하여 검증하였다. 수치실험 결과, ENSO의 주기가 각각 CTL 실험에서 약 5년, WNP 실험에서는 약 3.
1c에서 경험적 대기모형에서 생산되는 바람응력의 분포를 짐작할 수 있다. 좀 더 명확히 하기 위하여 Fig. 1c의 양의 편차 중심(150°E, 9°N) 을 기준으로 동서 방향 바람 응력의 동시 상관계수를 구했다(Fig. 4). Fig.
, 2001). 즉 해양모형에서 생산된 해수면 온도자료를 경험적 방법을 이용하여 바람응력 자료를 재생산한다. 고유벡터를 얻기 위해 1961-1997년 동안의 해수면 온도와 바람 응력의 월평균 자료를 이용하였다.
이 연구에서는 첫 번째 SVD 모드의 동서 방향과 남북방향의 바람 응력 벡터를 대기모형을 구성하는데 사용하였다. 첫 번째 SVD 모드로 구성된 대기모형은 북서 태평양 바람 응력의 영향을 살펴보기 위한 규준 실험(oontrol experiment) 이고 이를 CTL 실험이라 하였다.

대상 데이터

즉 해양모형에서 생산된 해수면 온도자료를 경험적 방법을 이용하여 바람응력 자료를 재생산한다. 고유벡터를 얻기 위해 1961-1997년 동안의 해수면 온도와 바람 응력의 월평균 자료를 이용하였다. 이 연구에서는 첫 번째 SVD 모드의 동서 방향과 남북방향의 바람 응력 벡터를 대기모형을 구성하는데 사용하였다.
5° 로 변하며, 연직으로 20층이다. 그리고 NOAA(National Oceanic & Atmosperic Administration)^] 월평균 해수면 온도자료(Optimum Interpolation Sea Surface Temperature, OISSD를 사용하였다.
본 연구에서 사용된 자료는 간단한 해양자료 동화시스템 (Simple Ocean Data Assimilation, SOD A)으로부터 생성된 월평균 수온과 바람 응력 자료이다. 자료의 기간은 1962년부터 1993년까지이며 자료 생성에 관한 알고리즘은 Carton et al.

데이터처리

, 2001). 해수면 온도 변화에 큰 영향을 줄 수 있는 아 표층 온도 편차(subsurface temperature anomaly)와 관련된 항인# (Zebiak and Cane, 1987)를 Global Atmosphere-Tropical Atmosphere and Ocean Array (TOGA-TAO) 자료를 이용하여 계산한 값을 이용하였다. 평균 해류는 Florida State University(FSU)의 바람 응력 자료를 이용하여 해양 모형을 정상상태 (steady-state, i.

이론/모형

관측 결과가 모형에서도 모의가 되는지 살펴보기 위해 북서 태평양 바람 응력 컬의 역할을 간단한 대기-해양 접합 모형 (simple atmosphere-ocean coupled model)을 이용하였다.
대기모형은 An and Wig(2000)에서 사용된 모형과 유사한 통계모형으로서 SVD 방법을 기초로 한다. (Kang and Kug, 2000, Yeh et al.
본 연구에서 사용한 해양 모형은 CZ모형亿ebiak and Cane, 1987)을 기반으로 한 세 개의 연직 경압모드가 포함된 모형이다. 세 개의 연직 경압모드는 각각 위상속도(phase speed) C„(n = 1, 2, 3), projection coefficient P„(Table 1; Lighthill, 1969)과 frictional time scale *을 갖는다.
세 개의 연직 경압모드는 각각 위상속도(phase speed) C„(n = 1, 2, 3), projection coefficient P„(Table 1; Lighthill, 1969)과 frictional time scale *을 갖는다. 이 값들은 Levitus 자료의 열대 중태평양의 평균 상태를 vertical decomposition 하여 구한 값을 사용하였다(Yeh et al., 2001). 해수면 온도 변화에 큰 영향을 줄 수 있는 아 표층 온도 편차(subsurface temperature anomaly)와 관련된 항인# (Zebiak and Cane, 1987)를 Global Atmosphere-Tropical Atmosphere and Ocean Array (TOGA-TAO) 자료를 이용하여 계산한 값을 이용하였다.
해수면 온도 변화에 큰 영향을 줄 수 있는 아 표층 온도 편차(subsurface temperature anomaly)와 관련된 항인# (Zebiak and Cane, 1987)를 Global Atmosphere-Tropical Atmosphere and Ocean Array (TOGA-TAO) 자료를 이용하여 계산한 값을 이용하였다. 평균 해류는 Florida State University(FSU)의 바람 응력 자료를 이용하여 해양 모형을 정상상태 (steady-state, i.e., spinning up)로 만든 후 모형의 값을 이용하였다.

성능/효과

7은 Nino3 지수를 주기 분석한 결과이다. ENSO의 주기는 각각 CTL 실험에서 약 5년, WNP 실험에서 약 3.5 년으로 나타났으며 이 결과는 관측 결과에서 분석한 북서 태평양 바람응력의 역할을 분명히 보여주고 있다.
수치실험 결과, ENSO의 주기가 각각 CTL 실험에서 약 5년, WNP 실험에서는 약 3.5년으로 나타났다. 이는 동서 방향으로 평균한 수온약층의 변화에 비례한 북서 태평양 바람 응력의 변화가 ENSO의 주기를 짧게, 강도를 약하게 하는 것을 보여준다.

후속연구

따라서 바람 응력 변화의 원인을 찾는 것이 앞으로 수행되어야 할 연구이고, 나아가북서 태평양의의 바람변동과 ENSO 변화의 관계를 파악하는 것은 ENSO와 인도 몬순(혹은, ENSO와 동아시아 몬순)의 관계를 이해하는데 도움이 될 것이다.

참고문헌 (25)

An, S.-I. and Kang, I.-S., 2001, Tropical Pacific basin-wide adjustment and oceanic waves. Geophysical Research Letters, 28, 3975-3978

상세보기
An, S.-I. and Wang, B., 2000, Interdecadal change of the structure of the ENSO mode and its impact on the ENSO frequency. Journal of Climate, 13, 2044-2055

상세보기
Bjerknes, J., 1969, Atmospheric teleconnections from the equatorial Pacific. Monthly Weather Review, 97, 163- 172

상세보기
Bretherton, C.S., Smith, C., and Wallace, J.M., 1992, An intercomparison of methods for finding coupled patterns in climate data. Journal of Climate, 5, 541-560

상세보기
Carton, J., Chepurin, G., Cao, X., and Giese, B., 2000, A simple ocean data assimilation analysis of the global upper ocean 1950-1995, Part I: Methodology. Journal of Physical Oceanography, 30, 294-30

상세보기
Cassou, C. and Perigaud, C., 2000, ENSO simulated by intermediate coupled models and evaluated with observations over 1970-98, Part II: Role of the off-equatorial ocean and meridional winds. Journal of Climate, 13, 1635-1663

상세보기
Jin, F.-F., 1996, Tropical ocean-atmosphere interaction, the pacific cold tongue, and the El Nino Southern Oscillation. Science, 274, 76-78

상세보기
Jin, F.-F., 1997, An equatorial ocean recharge paradigm for ENSO, Part I: Conceptual model. Journal of Atmospheric Society, 54, 811-829

상세보기
Kang, I.-S. and Lau, K.-M., 1994, Principal modes of atmospheric circulation anomalies associated with global angular momentum fluctuations. Journal of Atmospheric Society, 51, 1194-1205

상세보기
Kang, I.-S. and Kug, J.-S., 2000, An El-Nino prediction model with an intermediate ocean and statistical atmosphere system. Geophysical Research Letters, 27, 1167- 1170

상세보기
Kang, I.-S. and Kug, J.-S., 2001, El Nino and La Nina SST anomalies: Asymmetry characteristics associated with their wind stress anomalies. China Meteorological Press, 621-634
Kang, I.-S. and An, S.-I., 1998, Kelvin and Rossby wave contributions to the SST oscillation of ENSO. Journal of Climate, 11, 2461-2469

상세보기
Kumar, K.K., Rajagopalan, B., and Cane, M.A., 1999, On the weakening relationship between the Indian Monsoon and ENSO. Science, 284, 2156-2159

상세보기
Latif, M. and Barnett, T.P., 1994, Causes of decadal climate variability over the North Pacific and North America sector. Science, 266, 634-637

상세보기
Lighthill, M.J., 1969, Dynamical response of the Indian Ocean to onset of the southwest monsoon. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Series A, 265, 45-92

상세보기
Moon, B.-K., Yeh, S.-W., Dewitte, B., Jhun, J.-G., Kang, I.-S., and Kirtman, B.P., 2004, Vertical structure variability in the equatorial Pacific before and after the Pacific climate shift of the 1970s. Geophysical Research Letters, 31, L03203

상세보기
Nitta, T. and Yamada, S., 1989, Recent warming of tropical sea surface temperature and its relationship to the Northern Hemisphere circulation. Journal of Meteorological Society of Japan, 67 (3), 375-383

상세보기
Trenberth, K.E. and Hurrell, J.W., 1994, Decadal atmosphere- ocean variations in the Pacific. Climate Dynamics, 9, 303-319

상세보기
Wang, B., Wu, R., and Lau, K.-M., 2001, Interannual variability of the Asian summer Monsoon: Contrasts between the Indian and the Western North Pacific-East Asian Monsoon. Journal of Climate, 14, 4073-4090

상세보기
Wang, B., Wu, R., and Lukas, R., 1999, Roles of the western North Pacific wind variation in thermocline adjustment and ENSO phase transition. Journal of Meteorological Society of Japan, 77, 1-16
Wang, B. and An, S.-I., 2001, Why the properties of El Nino changed during the late 1970s. Geophysical Research Letters, 28, 3709-3712

상세보기
Weisberg R.H. and Wang, C., 1997, A western Pacific oscillator paradigm for the El Nino-Southern Oscillation. Geophysical Research Letters, 24, 779-782

상세보기
Yeh, S.-W., Dewitte, B., Jhun, J.-G., and Kang, I.-S., 2001, The characteristic oscillation induced by coupled processes between oceanic vertical modes and atmospheric modes in the tropical Pacific. Geophysical Research Letters, 28, 2847-2850

상세보기
Zebiak, S.E. and Cane, M.A., 1987, A model El Nino Southern Oscillation. Monthly Weather Review, 115, 2262-2278

상세보기
Zhang, R.-H. and Levitus, S., 1997, Structure and cycle of decadal variability of upper ocean temperature in the North Pacific. Journal of Climate, 10, 710-727

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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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