함평만 해역에서 CTD, 조류 및 조석 자료를 이용하여 해수의 물성구조 및 조류 특성을 파악하였다. 이 지역 대기의 계절적 변화에 따라 수온, 염분은 여름철에 고온, 저염의 저밀도 상태를 나타내었으며, 겨울철에 저온, 고염의 고밀도 상태를 보였다. 특히, 여름철 소조기에 중심수로를 따라 조석전선과 유사한 수온 구조가 형성되었으며, 조석전선 위치를 나타내는 $SH(=log_{10}(H/U^3)$, 여기서 H는 수심, U는 $M_2$조류진폭)값은 2.4-3.5로 평가되었다. 또한 성층계수$({\phi})$는 0.985-6.998 Joule/$m^3$으로 내만으로 갈수록 점차적으로 증가하였다. 이러한 전선구조 발생은 함평만 내부의 넓은 갯벌을 포함하는 독특한 지형학적 특성과 조류 세기의 지역적 변화에 의해 발생되는 것으로 여겨진다. 함평만 입구에서 관측된 조류는 수심이 증가할수록 창조시간 보다 낙조시간이 짧았다. 이러한 조류의 비대칭적인 낙조우세현상은 넓은 대조차 조간대가 분포하고 있는 함평만에서 천해조의 발달로 인한 조석 왜곡 현상 결과로 해석되어진다.
함평만 해역에서 CTD, 조류 및 조석 자료를 이용하여 해수의 물성구조 및 조류 특성을 파악하였다. 이 지역 대기의 계절적 변화에 따라 수온, 염분은 여름철에 고온, 저염의 저밀도 상태를 나타내었으며, 겨울철에 저온, 고염의 고밀도 상태를 보였다. 특히, 여름철 소조기에 중심수로를 따라 조석전선과 유사한 수온 구조가 형성되었으며, 조석전선 위치를 나타내는 $SH(=log_{10}(H/U^3)$, 여기서 H는 수심, U는 $M_2$조류진폭)값은 2.4-3.5로 평가되었다. 또한 성층계수$({\phi})$는 0.985-6.998 Joule/$m^3$으로 내만으로 갈수록 점차적으로 증가하였다. 이러한 전선구조 발생은 함평만 내부의 넓은 갯벌을 포함하는 독특한 지형학적 특성과 조류 세기의 지역적 변화에 의해 발생되는 것으로 여겨진다. 함평만 입구에서 관측된 조류는 수심이 증가할수록 창조시간 보다 낙조시간이 짧았다. 이러한 조류의 비대칭적인 낙조우세현상은 넓은 대조차 조간대가 분포하고 있는 함평만에서 천해조의 발달로 인한 조석 왜곡 현상 결과로 해석되어진다.
Characteristics of hydrography and tidal currents were investigated in Hampyung Bay through in situ CTD data, tidal currents and elevations. According to the seasonal weather variability, hydrography showed the lower density with high temperature and low salinity in summer and the higher density wit...
Characteristics of hydrography and tidal currents were investigated in Hampyung Bay through in situ CTD data, tidal currents and elevations. According to the seasonal weather variability, hydrography showed the lower density with high temperature and low salinity in summer and the higher density with low temperature and high salinity in winter. In particular, the thermal structure like a tidal front was formed along the central channel at the neap tide of summer. The critical value of the parameter $SH(=log_{10}(H/U^3)$ where H is depth and U is $M_2$ tidal current amplitude) representing the formation position of tidal front was estimated from 2.4 to 3.5. In addition, the potential energy anomaly $({\phi})$ was ranged between 0.985 and 6.998 Joule/$m^3$, which gradually increased from the mouth into the inner bay. This front may be caused by the unique topography with wide tidal flat and the local difference of tidal current strength. The observed tidal currents at the mouth of bay showed that the ebb time was shorter than the flood time with the increase of depth. This asymmetric ebb-tide dominance is interpreted as a result of tidal distortion by the development of a shallow-water-constituent in Hampyung Bay with a wide macro-tidal flat.
Characteristics of hydrography and tidal currents were investigated in Hampyung Bay through in situ CTD data, tidal currents and elevations. According to the seasonal weather variability, hydrography showed the lower density with high temperature and low salinity in summer and the higher density with low temperature and high salinity in winter. In particular, the thermal structure like a tidal front was formed along the central channel at the neap tide of summer. The critical value of the parameter $SH(=log_{10}(H/U^3)$ where H is depth and U is $M_2$ tidal current amplitude) representing the formation position of tidal front was estimated from 2.4 to 3.5. In addition, the potential energy anomaly $({\phi})$ was ranged between 0.985 and 6.998 Joule/$m^3$, which gradually increased from the mouth into the inner bay. This front may be caused by the unique topography with wide tidal flat and the local difference of tidal current strength. The observed tidal currents at the mouth of bay showed that the ebb time was shorter than the flood time with the increase of depth. This asymmetric ebb-tide dominance is interpreted as a result of tidal distortion by the development of a shallow-water-constituent in Hampyung Bay with a wide macro-tidal flat.
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문제 정의
따라서 본 연구는 반폐쇄적이며 만 면적의 절반 이상이 조간대인 함평만에서 조위, 조류, 수온, 염분 관측 자료를 바탕으로 물질 이동과 분포에 중요한 역할을 하는 해수유동 및 해수물성 구조를 파악하는데 그 목적이 있다. 이러한 연구 결과는 향辛 함평만의 연안 환경오염관리를 위한 종합적인 대책 수립 등에 좋은 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
제안 방법
수온과 염분은 2000년 3-12월까지 10개월 동안 매월 소조기에 고조시를 기준으로 Micro-CTD 3"(FSI) 을 사용하여 만내 22개 관측점에서 수심별로 관측하였으며(Fig. 1), 취득된 자료를 바탕으로 함평만 내의 수온, 염분의 수평, 수직구조를 살펴보았다.
1), 관측된 유속자료로부터 충별 조류 벡터 및 25시간 평균 한 조류 잔차류 특성을 살펴보았다. 사용된 ADP의 최대분해능은 O.lcm/sec이고, 정확도는 ±0.5 cm/sec이며, 관측 시기는 2000년 5월 25일 소조기와 6월 1일 대조기 이었으며 관측기간 동안 만내 관측정점에서 수온, 염분도 동시에 관측하였다. 대조 시 관측된 유속 데이터의 경우 처음 7시간 동안의 자료는 신뢰할 수 없어 사용하지 않았다.
함평만 입구에서 ADP(Acoustic Doppler Profiler, NortekX 해저에 계류하여 10분 간격으로 25시간 동안 해저 면에서 2.72 m 떨어진 곳에서부터 수직으로 Im 간격으로 표층까지 흐름을 측정하였으며(Fig. 1), 관측된 유속자료로부터 충별 조류 벡터 및 25시간 평균 한 조류 잔차류 특성을 살펴보았다. 사용된 ADP의 최대분해능은 O.
함평만의 해수의 물리적 특성을 파악하기 위하여 관측된 모든 수온, 염분자료를 T-S 다이어그램 위에 표시하였으며(Fig. 2), 인근 목포 기상자료를 이용하여 월별 강수량 및 수평면 일사량을 분석하였다(Fig. 3). 함평만에서 수괴변동은 기상변화와 깊은 상관성을 가지며 순환하는 패턴을 보였다.
대상 데이터
함평만의 조석 비대칭 특성을 살펴보기 위하여 함평만 안쪽(Fig. lb의 ♦ 정점)에서 파고계 (Wave Tide Recorder, 洌eport)를 설치하여, 2000년 5월 1일부터 30일까지 관측한 조위자료와, 1988년 11월 한 달 동안 농업진흥공사(1989)에서 만 입구 도리포 부근(Fig. lb의 . 정점)에서 관측한 조위자료를 조화분해 하였으며, 그 결과를 Table 3에 제시하였다. 만 입구와만 안쪽에서 와 Mi의 진폭비 (A7A2)는 각각 0.
성능/효과
그리고 저층으로 갈수록 낙조시간이 표층의 낙조시간보다 20분 이상 짧고, 반대로 창조시간이 길어지는 조류의 비대칭 현상이 심한 것으로 나타났다.
6은 2000년 5월 25일 소조기와 6월 2일 대조기에 조류관측과 동시에 관측한 수온, 염분 수직분포이다. 두시기 모두 갈수기로 인하여 염분은 전체적으로 만 입구와 만 안쪽에서 수평적인 차이는 보이지만 수직적으로는 표, 저층 간에 큰 차이를 보이지 않은 균일한 상태를 유지였다. 수온의 경우 증가된 일사량으로 인하여 성층현상이 발생하였는데 소조기의 경우 만 중앙부와 만 안쪽에서 강하게 형성된 모습을 볼 수 있었다.
이러한 결과는 연구해역의 인근인 목포주변해역이 낙조 우세해역이라는 분석결과와 유사하다(강주환 외, 1998; 강주환 외 2002). 또한 창조시 최강유속을 보이기 전 1차적인 최강유속에 도달한 후에 다시 최강 유속으로 증가하는 쌍봉조류 (double-peak tidal current) 현상이 전수층에서 나타났다. 이러한 현상은 특히 대조 시에 특히 뚜렷하였으며, 이와 같은 점을 고려해볼 때 함평만은 넓은 조간대가 분포하여 천해 조에 의한 조석왜곡이 심한 지역으로 평가된다(Byun and Cho, 2006).
985-6.998 Joule/n?으로 수직혼합이 활발한 만 입구 조사지점 5 (1.126 Joule/ir『)와 수심이 급격히 변하는 조사지 점 18(0.985 Joule/n?)에서 가장 낮고, 성층이 발달한 만안 쪽 조사지점 21(6.998 Joule/mj에서 가장 높아, 전반적으로 만 안쪽으로 갈수록 증가하는 경향을 보였다. 만 전체적으로 수직적인 수온, 염분차가 작은 12 월과 대조기(6월 2일 관측)의 함평만 내부에서 계산된 성층계수는 각각 0.
조류 관측 결과 함평만 입구에서는 창조시간이 낙조 시간보다 약 1시간 이상 길며, 고조 2시간 전후로 최강 유속을 보이는 조류 및 조석은 뚜렷한 비대칭적인 특성을 보인다. 이러한 조류의 비대칭성은 조석이 전파되면서 바닥마찰과 넓은 조간대의 발달, 수심과 수로 폭의 변화 등 지형변화에 의한 천해조 발달로 야기되며, 특히 반일주조 우세해역에서는 그 모체가 되는 천문조와 천해조 사이의 위상차이로 해역의 조석 비대칭 특성을 나타낼 수 있다(강주환 외, 1998).
최강유속 발생시기와 세기 또한 비대칭적인 면을 보이는데, 소조시 저고조 (lower high water)후 약 1시간-1시간 30분 전후로 0.65-0.77 m/sec, 고고조(higher low water)후 약 1시간 40분-2시간 전후로 0.74-0.85 m/sec의 최강 낙조류가 나타났으며, 저고조 도달전 1 시 40분 전후로 0.38-0.68 m/sec, 고고조 도달전 2시간 전후로 0.57-0.86 m/secS] 최강창조류가 나타났다. 대조시에는 고고조 후 약 2시간 30분 전후로 소조 시보다 약 0.
함평만의 입구에서 관측된 조류는 뚜렷한 비대칭 현상을 보이고 있으며, 만 안쪽으로 갈수록 조석 비대칭이 강화되며 천해조가 발달하는 것으로 나타났다. 이러한 비대칭 현상은 퇴적물 이동, 물질 수송 등에 많은 영향을 미칠 수 있다.
후속연구
함평만의 경우 만 안쪽의 성층 발달지역과 만 입구에서 주 수로 지역의 수직혼합이 잘 된 두 지역에서 여름과 겨울의 조류/조석 잔차류 차이가 발생할 수 있으며 이에 따른 만과 외해 사이의 해수, 열 그리고 부유/용 존 물질 등의 교환특성이 달라질 것으로 판단된다. 따라서 앞으로 함평만 내의 정확한 해수유동 특성과 물질 이동을 파악하기 위해서는 물성구조가 다른 두 지역에서 ADP등을 이용한 전수심 유속의 장기관측과 더불어 수온, 염분 구조 변화 조사가 요구된다.
이러한 전선은 지형적인 특성에 의한 조류 마찰에너지 분포 차이와 넓은 조간대로 인한 부가적인 효과가 더해져 발생할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 이러한 전선은 좁은 내만 내에서 조류변화에 따라 규모 및 위치 변동이 가능할 것으로 보여 전선역의 구조변화 및 생성소멸과정을 파악하기 위해서는 조석주기별로 창, 낙조 시기에 수온, 염분의 집중적인 추가조사가 필요할 것으로 보인다. 특히 이러한 전선역에서는 종종 환경학적으로 영양염류의 분포에도 큰 영향을 미치는데(Yuasa and Ueshima, 1992), 만내에서 작은 규모의 조석 전선이 생태학적으로 어떤 역할 하는지에 대한 것도 앞으로 추가적으로 연구되어야 할 사항이다.
목적이 있다. 이러한 연구 결과는 향辛 함평만의 연안 환경오염관리를 위한 종합적인 대책 수립 등에 좋은 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
또한 이러한 전선은 좁은 내만 내에서 조류변화에 따라 규모 및 위치 변동이 가능할 것으로 보여 전선역의 구조변화 및 생성소멸과정을 파악하기 위해서는 조석주기별로 창, 낙조 시기에 수온, 염분의 집중적인 추가조사가 필요할 것으로 보인다. 특히 이러한 전선역에서는 종종 환경학적으로 영양염류의 분포에도 큰 영향을 미치는데(Yuasa and Ueshima, 1992), 만내에서 작은 규모의 조석 전선이 생태학적으로 어떤 역할 하는지에 대한 것도 앞으로 추가적으로 연구되어야 할 사항이다.
참고문헌 (20)
강주환, 문승록, 안성모, 2002, 천해조 및 조간대가 발달된 하구에서의 부유사이동 특성. 한국해안해양공학회지, 14, 201-208
해양수산부, 1999, 갯벌 생태계조사 및 지속 가능한 이용방안 연구. 해양수산부 보고서, 875 p
Byun, D.S. and Cho, Y.K., 2006, Double peak-flood Curent asymmetry in a shallow-water-constituent dominated embayment with a macro-tidal flat. Geophysical Research Letters, 33, L16613, doi:10.1029/2006GL026967
Simpson, J.H., Hughes, D.G, and Morris, N.C.G., 1977, The relation of seasonal stratification to tidal mixing on the continental shelf In Angel, M.(ed.), A voyage of discovery. Supplement to Deep-Sea Research, 24, 327-340
Simpson, J.H. and Hunter, J.R., 1974, Fronts in the Irish Sea. Nature, 250, 404-406
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