목포와 제주를 위시한 서남해안에서 최근 예측 고조위가 증가하는 경향을 보이고 있다. 조화분석을 통한 자료분석 결과 서남해안 전반에 걸쳐 평균해수면이 뚜렷하게 증가하는 반면 반일주조의 진폭은 감소하는 것으로 나타나고 있다. 또한 태양연주조(Sa분조)의 진폭이 증가한 것으로 나타나고 있으며 이에 따라 하절기의 고조위가 더욱 상승한 것으로 확인되었다. 21세기 들어 RUSA와 MAEMI등 대형 태풍의 발생이 잦아지고 있어 1990년대에 비해 서남해안에서의 최대해일고가 크게 증가하였다. 또한 이들은 7월${\sim}$9월에 집중되고 있어 하절기 고조위 상승과 함께 이상고조위 발생 가능성을 더욱 우려스럽게 하고 있다. 특히 목포해역은 하구언과 방조제 건설이후 이상고조 발생 가능성이 현격히 높아진 해역이므로 더욱 그러한 실정이며, 평균해수면 상승경향이 매우 뚜렷한 제주해역 역시 향후 이상고조 발생 가능성이 매우 높을 것으로 판단된다.
목포와 제주를 위시한 서남해안에서 최근 예측 고조위가 증가하는 경향을 보이고 있다. 조화분석을 통한 자료분석 결과 서남해안 전반에 걸쳐 평균해수면이 뚜렷하게 증가하는 반면 반일주조의 진폭은 감소하는 것으로 나타나고 있다. 또한 태양연주조(Sa분조)의 진폭이 증가한 것으로 나타나고 있으며 이에 따라 하절기의 고조위가 더욱 상승한 것으로 확인되었다. 21세기 들어 RUSA와 MAEMI등 대형 태풍의 발생이 잦아지고 있어 1990년대에 비해 서남해안에서의 최대해일고가 크게 증가하였다. 또한 이들은 7월${\sim}$9월에 집중되고 있어 하절기 고조위 상승과 함께 이상고조위 발생 가능성을 더욱 우려스럽게 하고 있다. 특히 목포해역은 하구언과 방조제 건설이후 이상고조 발생 가능성이 현격히 높아진 해역이므로 더욱 그러한 실정이며, 평균해수면 상승경향이 매우 뚜렷한 제주해역 역시 향후 이상고조 발생 가능성이 매우 높을 것으로 판단된다.
Recently, rising tendency of high water level is detected at southwestern coast. The result of harmonic analysis shows increasing trend of mean sea level, decreasing trend of the amplitudes of semi-diurnal tidal constituents, and increase of Sa tidal constituent, therefore, additional increase of hi...
Recently, rising tendency of high water level is detected at southwestern coast. The result of harmonic analysis shows increasing trend of mean sea level, decreasing trend of the amplitudes of semi-diurnal tidal constituents, and increase of Sa tidal constituent, therefore, additional increase of high water level at Summer season. It shows also that maximum surge level has increased greatly, according to the frequent visit of big typhoon such as RUSA and MAEMI. Considering the correspondence of Sa and typhoon period, namely July${\sim}$September, extraordinary high water level would be more probable. Especially, Mokpo and Jeju would be considered to have many chances of extraordinary high water level in the future.
Recently, rising tendency of high water level is detected at southwestern coast. The result of harmonic analysis shows increasing trend of mean sea level, decreasing trend of the amplitudes of semi-diurnal tidal constituents, and increase of Sa tidal constituent, therefore, additional increase of high water level at Summer season. It shows also that maximum surge level has increased greatly, according to the frequent visit of big typhoon such as RUSA and MAEMI. Considering the correspondence of Sa and typhoon period, namely July${\sim}$September, extraordinary high water level would be more probable. Especially, Mokpo and Jeju would be considered to have many chances of extraordinary high water level in the future.
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문제 정의
본 연구에서는 서남해안에 위치한 목포, 완도, 여수, 거문도, 추자도, 제주, 서귀포 등 7곳의 기준 검조소를 대상으로 1990년 이후의 조위 자료 분석을 통해 고조위 및 조 위 편차의 연별 변화를 살펴보기 위해 선행연구(강주환 등, 2006)에서 사용된 사후추정법을 이용하여 조위 자료를 분석하였다. 분석 결과 다음과 같은 결론이 도출되었다.
특히 전 지구적 해수면 상승에 따라 향후 해안범람의 위험이 크게 늘 것이며 연안에 미치는 영향은 심대할 것이다(Nicholls, 2002). 이러한 배경하에 본 연구에서는 주로 서남해안에 위치한 기준검조소 자료를 대상으로 1990년 이후의 조위 자료 분석을 통해 지구온난화에 따른 해수면 변화 경향을 고극조위에 주안점을 두고 고찰하였다.
제주의 경우에도 상위 26위까지의 예측 고조 위가 전부 2000년대 이후이며 27위에 비로소 1990 년대 자료가 랭크되고 있는 등 목포와 유사한 결과를 보이고 있다. 이와 같이 서남해안에서 목포와 제주를 중심으로 2000년대 이후 예측 고조 위가 크게 상승한 결과를 보이고 있는데, 본 고에서는 이러한 상승 결과가 단지 지구온난화에 의한 평균해수면 상승에만 기인하는지 여부를 먼저 고찰하고자 한다.
제안 방법
2000년대 들어 발생이 잦고 있는 초대형 태풍에 의해 앞으로도 해일고 기록은 지속적으로 경신될 전망이다. RUSA 규모의 태풍이 경로만 바뀐 상태에서 각 해역에 어느 정도의 해일 고를 초래하는지 이전 연구(문 등, 2007) 와 유사한 방법으로 살펴보았다. 즉, RUSA의 정상 진로와 진로의 경도를 서 측으로 1° 및 2° 이동시킨 가상 진로에 대한 해일 모의를 수행하였다.
3과 같이 선행연구 (문 등, 2006)와 동일한 광역 및 중간역 격자체계를 수립하였다. 광역의 해일 모의 결과로부터 중간역에 해당하는 외해 경계 조건을 재생 성하여 중간역의 해일모의를 수행하였다. 기압장과 풍속 장은 선행연구와 동일한 방법으로 MIKE21 의 CYWIND를 이용하여 태풍의 진로, 중심기압, 최 대풍 반경 등에 대한 정보를 활용하여 30분 간격으로 생성하여 적용하였다.
광역의 해일 모의 결과로부터 중간역에 해당하는 외해 경계 조건을 재생 성하여 중간역의 해일모의를 수행하였다. 기압장과 풍속 장은 선행연구와 동일한 방법으로 MIKE21 의 CYWIND를 이용하여 태풍의 진로, 중심기압, 최 대풍 반경 등에 대한 정보를 활용하여 30분 간격으로 생성하여 적용하였다. Fig.
평균해수면이 상승하고 반일주조가 커지면 예측 조위 중 고 조위가 커지게 된다. 전술하였듯이 본 연구에서는 각 관측소 별로 해당연도의 1시간 조위 관측자료로부터 조화분 석을 통해 추출된 100개 이상의 조화상수를 그대로 사용하여 당해연도의 조위를 재현시켰다. 이렇게 함으로써 조 위 관측치를 사후추정 예측치와 조위 편차로 분리할 수 있게 되며 예측치는 순수하게 천문조만 포함(Sa 분조는 포함) 하게 된다.
RUSA 규모의 태풍이 경로만 바뀐 상태에서 각 해역에 어느 정도의 해일 고를 초래하는지 이전 연구(문 등, 2007) 와 유사한 방법으로 살펴보았다. 즉, RUSA의 정상 진로와 진로의 경도를 서 측으로 1° 및 2° 이동시킨 가상 진로에 대한 해일 모의를 수행하였다.
이용한 내삽법을 사용하였다. 즉, 각 조위 관측소별로 매년 조화분석을 통해 해당연도의 조화상수를 추출한 후, 추출된 조화상수를 이용하여 해당연도의 천문조를 사후추정하였다. 현재 국립해양조사원에서 조위 예측을 위해 해 당년도의 직전년 자료를 조화 분석한 결과를 이용하고 있는데, 본 연구에서의 방법은 사후예측이기 때문에 해당년도 자료를 그대로 사용하여 조화 분석한 결과를 예측치로 설정하므로 해양조사원의 사전예측치에 비해 더욱 정확한 결과라 할 수 있다.
또한 평균해수면과 4대분조의 합으로 산정되는 약최고고조위 (AHHW)의 변화는 평균해수면이 크게 상승한 목포와 제주에서 역시 매우 크게 나타나고 있다. 한편 연주 조인 Sa 분조의 경우 전체 관측소에서 증가추세로 나타나고 있는데, 본 고에서는 여기에 좀더 관심을 갖고 분석을 시행하였다.
대상 데이터
그러나 대부분의 서해안 자료는 결측치가 매우 많아 인천 (90년대까지는 월미도 검조소 자료)과 군산외항을 제외하고는 대상에서 제외하였으며, 이 두 지점도 건설에 의한 영향에 의해 자료의 질에 다소 문제가 있다. 남해안은 결측이 많지 않아 대부분 포함시켰으며, 조차가 크지 않은 동해안 자료는 울산, 묵호, 속초 등 3개 검조소 자료만 참고자료로 활용하였다.
이론/모형
이들 자료의 분석 방법은 기존연구(문 등, 2006)에서 사용된 사후추정법과 고조 위의 극대값 산정을 위해 2차 함수를 이용한 내삽법을 사용하였다. 즉, 각 조위 관측소별로 매년 조화분석을 통해 해당연도의 조화상수를 추출한 후, 추출된 조화상수를 이용하여 해당연도의 천문조를 사후추정하였다.
성능/효과
1) 서남해안 전반에 •걸쳐 평균해수면이 뚜렷하게 증가하는 반면 M2 분조 및 Sn 분조 등 반일주조 진폭은 감소하고 있다. 평균해수면 상승 폭이 상대적으로 지배적이어서 약 최고 고조 위는 증가 경향을 보이고 있으며 목포와 제주의 상승 폭이 매우 크게 나타나고 있다.
2) 연주 조인 Sa 분조는 서남해안 전반에 걸쳐 2000년대들어 증가한 결과를 보이고 있다. Sa분조가 증가하였다는 사실은 평균해수면 상승에 부가하여 여름철 고조위 상승이 더욱 크게 나타나고 있음을 의미하고 있어 특히 하절기 해수면상승이 최근 두드러지게 증가한 결과를 보이고있다.
3) 1990년대 최대해 일고에 비해 2000년대 최대해일고 의 증가량이 5 cm(목포)-67 cm(거문도)에 이르고 있는데, 이는 2000년대 들어 RUSA(0215), MAEMI(0314), NABI (0514) 등 초대형 태풍의 발생이 잦아짐에 연유하고 있다. 또 한 이들 태풍은 거의 대부분 7월 월에 집중되고 있어 하 절기 예측 고조위 상승을 함께 감안하면 20 cm(완도)~ 76 cm(거문도) 증가한 결과를 보이고 있어 서남해안 전반에 걸쳐 하절기 이상조위 발생 가능성은 매우 우려스러운 수준이 되고 있다
4) 특히 목포의 경우 2000년대 발생한 초대형 태풍의 직접적 영향이 적어 다른 지점보다 해일고가 적게 나타났었다고 볼 수 있으며, 가상 태풍에 관한 수치실험 결과 주변 지점에서 관측된 정도의 해일 고는 충분히 발생 가능한 것으로 확인되었다. 선행연구(강 등, 2006)결과와 함께 본고의 내용을 종합하면, 건설에 의한 고조위 상승, 전 지구적 해수면 상승, 조간대 효과, 향후 우려되는 초대형 태풍 등 4가지 측면에서 목포해역은 과거에 비해 해일에 의한 범람위험이 매우 높아진 상태이며 이에 따른 대책 마련이 시급한 상태이다.
또한 TCE 기능의 약화에 따른 상승 외에도 조간대 효과의 감소에 따라 대조 또는 극조시 조석 확 폭이 더욱 크게 작용하게 됨을 지적한 바 있다. 따라서 목포 구의 TCE 기능 약화로 인한 고조위 상승은 이상 고조 발생 시 더욱 크게 나타나며 이는 목포해역의 해일 위험성이 크게 높아진 결과를 초래하고 있다는 결론을 제시하였다.
연주 조인 Sa분조는 Table 2에서와 같이 서남해안 전반에 걸쳐 증가추세를 보이는 반면 Table 3어서는 남해안의 동부지역에서만 약간의 증가추세를 보일 뿐 서해안과 동해안에서는 증가추세를 보이지 않고 있다. 이상과 같이 주변의 참고지점의 자료까지 종합하여 볼 때, 본 연구의 관심 대상인 서남해안에서는 국내 여타해역에서와 마찬가지로 최근 M2 분조는 감소추세인 반면 지구온난화로 인해 평균해수면은 증가추세를 보이고 있다. 그러나 동해안 및 서해안과 달리 2000년대 들어서 서남해안에서 계절조인 Sa 분조의 진폭이 다소 증가한 결과를 보이고 있으며, 이는 하절기 해수온도의 증가에 기인한 것으로 추정된다.
또한 1999년 이전까지 최대 예측조위는 1997년 7월 22일의 506 cm였지만 2000년 이후에는 2004년 8월 2일 527 cm까지도 예측되고 있는 실정이다. 제주의 경우도 하절기 매월 예측 최고조위가 10 cm 이상 증가하였으며 하절기에 특히 고조위 상승이 두드러지는 현상은 서남해안 전역에서 발생하고 있어 결과적으로 모든 지점에서 최대 예측 조위가 적지 않게 상승한 결과를 보이고있다.
여기서 예측월별최고조위는 Table 4의 하절기 값이며 최대해 일고는 Table 5 및 Table 6의 값이다. 즉, 1990년대에 목포에서 최대해일고(53 cm)를 야기한 바 있는 태풍 BART71- 대조기 고조시(488 cm)에 발생했을 경우의 가상적인 최고조위는 541 cm인 반면 2000년대에 최대해일고(59 cm)를야기한 태풍 RUSA가 대조기 고조시(505 cm)에 발생했을 경우는 564 cm로서 23 cm가 증가한 결과를 보이고 있다. 목포 뿐 아니라 다른 6개 지점에서도 Table 9에서와 같이 20 cm(완도)~76 cm(거문도) 증가한 결과를 보이고 있어서 남해안 전반에 걸쳐 태풍 해일에 의한 범람 가능성이 매우 높아진 상태라 할 수 있다.
1) 서남해안 전반에 •걸쳐 평균해수면이 뚜렷하게 증가하는 반면 M2 분조 및 Sn 분조 등 반일주조 진폭은 감소하고 있다. 평균해수면 상승 폭이 상대적으로 지배적이어서 약 최고 고조 위는 증가 경향을 보이고 있으며 목포와 제주의 상승 폭이 매우 크게 나타나고 있다.
즉, 각 조위 관측소별로 매년 조화분석을 통해 해당연도의 조화상수를 추출한 후, 추출된 조화상수를 이용하여 해당연도의 천문조를 사후추정하였다. 현재 국립해양조사원에서 조위 예측을 위해 해 당년도의 직전년 자료를 조화 분석한 결과를 이용하고 있는데, 본 연구에서의 방법은 사후예측이기 때문에 해당년도 자료를 그대로 사용하여 조화 분석한 결과를 예측치로 설정하므로 해양조사원의 사전예측치에 비해 더욱 정확한 결과라 할 수 있다. 이렇게 산정된 관측치와 천문조 추정치의 차이로부터 해일 고(조위편차)를 계산하였기에 해일고 역시 보다 정확도를 높일 수 있었다.
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