다중위성 및 현장관측을 이용한 동해남부 연안용승 발생 전후의 해양환경 특성 Characteristics of Ocean Environment Before and After Coastal Upwelling in the Southeastern Part of Korean Peninsula Using an In-situ and Multi-Satellite Data원문보기
본 연구에서는 하계 냉수대 발생과 관련하여 2007년 6월과 8월의 현장 및 위성에서 관측한 NOAA 해양표면수온과 SeaWiFS 해색 영상 및 QuikScat 자료를 이용하여 동해 남부해역의 수온과 클로로필 a 농도의 단기 변동과 바람을 살펴보았다. 특히, 동한난류 해역의 수온과 Chl-a의 공간적인 분포에 주목하였다. 현장관측 자료의 분석 결과, 울산 부근의 연안용승이 발생 이전인 6월의 클로로필 a 농도의 피크는 전체 조사 정점에서 50m 층에 보였고, 8월의 그 피크는 육지에 근접한 정점 4와 5에서는 10m 그리고 그 외 정점은 30m 층에 나타났지만 정점 5를 제외하고 그 농도는 6월보다 낮게 나타났다. 결과적으로, 클로로필 a 농도의 피크는 농도 차이는 있지만 8월이 6월보다 20-40m 얕은 층에 형성되었고, 이것은 남풍계열의 바람에 의한 연안용승으로 하부층의 영양염 공급 등과 관계하는 것 같다. 위성관측 수온과 클로로필 a 농도는 음의 상관관계를 보였고, 냉수가 발생한 곳에서 클로로필 a 농도는 고농도를 나타내었다. 또한, 남풍계열의 바람에 의한 영향과 동한난류의 이안은 연안에서 발생한 냉수와 Chl-a 등을 외해로 이동시키는 역할을 하였다.
본 연구에서는 하계 냉수대 발생과 관련하여 2007년 6월과 8월의 현장 및 위성에서 관측한 NOAA 해양표면수온과 SeaWiFS 해색 영상 및 QuikScat 자료를 이용하여 동해 남부해역의 수온과 클로로필 a 농도의 단기 변동과 바람을 살펴보았다. 특히, 동한난류 해역의 수온과 Chl-a의 공간적인 분포에 주목하였다. 현장관측 자료의 분석 결과, 울산 부근의 연안용승이 발생 이전인 6월의 클로로필 a 농도의 피크는 전체 조사 정점에서 50m 층에 보였고, 8월의 그 피크는 육지에 근접한 정점 4와 5에서는 10m 그리고 그 외 정점은 30m 층에 나타났지만 정점 5를 제외하고 그 농도는 6월보다 낮게 나타났다. 결과적으로, 클로로필 a 농도의 피크는 농도 차이는 있지만 8월이 6월보다 20-40m 얕은 층에 형성되었고, 이것은 남풍계열의 바람에 의한 연안용승으로 하부층의 영양염 공급 등과 관계하는 것 같다. 위성관측 수온과 클로로필 a 농도는 음의 상관관계를 보였고, 냉수가 발생한 곳에서 클로로필 a 농도는 고농도를 나타내었다. 또한, 남풍계열의 바람에 의한 영향과 동한난류의 이안은 연안에서 발생한 냉수와 Chl-a 등을 외해로 이동시키는 역할을 하였다.
The objective of this paper is to explore the short-term variability of water temperature and chlorophyll a (Chl-a) derived from in-situ and satellite data (NOAA, Sea WiFS and QuikScat) in the upwelling region of the southeastern part of Korean Peninsula in June and August, 2007. Particularly we foc...
The objective of this paper is to explore the short-term variability of water temperature and chlorophyll a (Chl-a) derived from in-situ and satellite data (NOAA, Sea WiFS and QuikScat) in the upwelling region of the southeastern part of Korean Peninsula in June and August, 2007. Particularly we focused on the spatial variability of sea surface temperature(SST) and Chl-a in the East Korean Warm Current region. In the results of the in-situ data, the peaks of Chl-a in june was shown at a depth of 50m The peaks of Chl-a in August was shown at a depth of 10m at the stations 4 and 5 near the land, and a depth of 30m at the other stations. The Chl-a concentrations in August were also lower than those in june except for station 5. As a result, the peaks of Chl-a in August occurred at a depth of 20~40 m shallower than those of Chl-a in june. This indicates that the nutrient-rich water within the mixed layer depth may be immediately supplied by the coastal upwelling, which is due to the southerly component of wind. The relationship between SST and Chl-a showed a negative correlation, and the high concentration of Chl-a occurred in the cold water area. The southerly wind and the East Korean Warm Current influenced a remarkable offshore movement of the cold water and Chl-a near the coastal area.
The objective of this paper is to explore the short-term variability of water temperature and chlorophyll a (Chl-a) derived from in-situ and satellite data (NOAA, Sea WiFS and QuikScat) in the upwelling region of the southeastern part of Korean Peninsula in June and August, 2007. Particularly we focused on the spatial variability of sea surface temperature(SST) and Chl-a in the East Korean Warm Current region. In the results of the in-situ data, the peaks of Chl-a in june was shown at a depth of 50m The peaks of Chl-a in August was shown at a depth of 10m at the stations 4 and 5 near the land, and a depth of 30m at the other stations. The Chl-a concentrations in August were also lower than those in june except for station 5. As a result, the peaks of Chl-a in August occurred at a depth of 20~40 m shallower than those of Chl-a in june. This indicates that the nutrient-rich water within the mixed layer depth may be immediately supplied by the coastal upwelling, which is due to the southerly component of wind. The relationship between SST and Chl-a showed a negative correlation, and the high concentration of Chl-a occurred in the cold water area. The southerly wind and the East Korean Warm Current influenced a remarkable offshore movement of the cold water and Chl-a near the coastal area.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
따른 수온 및 Chl-a의 공간적인 분포 양상을 잘 볼 수 있는 장점이 있다. 따라서 하계 연안용승 발생에 따른 해양표면 냉수대의 공간적인 분포 양상을 조사하기 위하여 NOAA SST 영상에서 추출한 북위 36.5°N 기준의 동경 129-132°E 선상의 수온을 분석하였다(Fig. 10).
본 연구에서는 하계 냉수대 발생과 관련하여 2007년 6월과 8 월의 현장 및 위성에서 관측한 자료를 이용하여 연안용승이 거의 매년 발생되는 곳인 울산주변 해역의 해양환경 특성을 살펴보았다. 특히 본 연구에서는 하계 연안용승 발생 시기에 주목을 하여 동해 남부해역에서 수온과 클로로필 a 농도와의 관계를 규명하였다.
특히 본 연구에서는 하계 연안용승 발생 시기에 주목을 하여 동해 남부해역에서 수온과 클로로필 a 농도와의 관계를 규명하였다.
하계 냉수대의 시공간 분포를 보기위하여 수평분포 단면의 기준을 어디에 두느냐에 따라서 수온의 확장과 축소에 대한 차이는 있지만, 본 연구에서는 SST 영상을 기준으로 대체로 36.5°N을 경계로 동서 확장을 잘 볼 수 있기 때문에 선택하여 살펴보았다. NOAA SST 영상에서 추출한 수온의 공간적 분포를 보면, 11T4일까지는 동경 130.
제안 방법
SST 영상에서 관측한 냉수대와 Chl-a와의 관계를 살펴보기 위하여 두 영상이 동시에 비슷한 시기에 존재한 200V년 8월 18 일의 SST와 Chl-a의 영상과 이들 영상에서 추출한 Line A와 Line B의 수평 프로파일을 분석하였다(Fig. 11, Fig. 12).
동해 남동부해역 연안 냉수대의 공간분포를 파악하기 위하여 현장관측 시기와 거의 일치하는 NOAA AVHRR 영상의 일평균 해양 표면수온과 SeaWiFS 해색센서에서 추출한 Chi-a 자료를 이용하였다’ 모;:한, 하루 2회(오전과 오후) 관측되는 QuikScat 위성의 바람 자료를 매일 평균하여 울산과 울진 부근의 연근해역에 대한 바람 성분을 분석하였다.
위성 영상에서 제시된 수온과 CM-a의 공간분포를 좀 더 자세히 살펴보기 위하여 Line A와 Line B의 수평 단면도를 조사하였다. SST와 Chl-a 영상에서 추출한 Line A의 수온은 26-3 Ot 범위이며, Chl-a는 수온이 27℃ 이하의 육지에 근접한 연안해역에서 1.
45 ㎛)로 여과한 후 90% acetone 10 M를 가하여 냉암소에서 24시간 동안 색소를 추출하였다. 클로로필 a 농도는 형광광도계 (Fluorometer, Tuner Design Model 10-AU)를 사용해 시 료에 5 % 염산액 1~2 방울을 첨가한 후 첨가전과 후의 형광 값을 측정하고 형광광도법으로 정량적인 농도 값을 산출하였다.
하계 연안용승에 의한 냉수대가 발생하기 전인 6월 19일의 울산 부근 연안해역에서 현장 관측한 외해쪽 정점 1에서 연안 쪽 정점 5까지 5개 정점에 대한 현장관측 수온, Chl-a, SPM 및 DIN의 연직 프로파일을 살펴보았다(Fig. 6). 해양표면에서 수온과 Chi-a의 분포 범위는 20-21 ℃와 0.
위하여 위성에서 관측한 영상을 이용하였다. 현장 관측 시기와 같은 일자의 위성 영상은 구름의 영향 등으로 없어서 현장 관측 시기와 1일 정도 차이가 나지만 2007년 6월 20일의 위성 영상에서 추출한 동서간 SST와 Chi-a의 수평 프로파일을 분석하였다(Fig. 7과 Fig. 8).
1). 현장관측 정점은 외해쪽 정점 1에서 연안쪽 정점 5까지 5마일 간격으로 조사하였다. 또한, 동해 연안을 따른 연안정지관측 표면수온은 국립수산과학원에서 매일 오전 10시에 각 측정소에서 관측한 6월과 8월 자료를 이용하였다.
대상 데이터
현장관측 정점은 외해쪽 정점 1에서 연안쪽 정점 5까지 5마일 간격으로 조사하였다. 또한, 동해 연안을 따른 연안정지관측 표면수온은 국립수산과학원에서 매일 오전 10시에 각 측정소에서 관측한 6월과 8월 자료를 이용하였다.
본 연구에서는 2007년 6월과 8월의 경도 128-132°E와 위도 35-38°N을 대상해역으로 하여 NOAA 위성에서 추정한 해양표면 수온(SST)과 SeaWiFS 해색센서에서 추정한 클로로필 a, QuikScat 마이크로파 위성에서 관측한 바람 자료와 현장 관측자료를 이용하였다(Fig. 1). 현장관측 정점은 외해쪽 정점 1에서 연안쪽 정점 5까지 5마일 간격으로 조사하였다.
본 연구해역에서 현장 관측은 하계 냉수대 발생 전후와 관련하여 하계 냉수대의 발생이 없던 시기인 2OT7년 6월 19일과 냉수대가 가장 강하게 발생한 시기 주변인 8월 17일에 울산 연안해역에서 각각 CTD 관측 및 채수를 하였다. 채수는 클로로필 a (Chl-a), 입자성 부유물질(SPM), 용존무기질소(DIN), 인산염 (PQ), 규산염(Si), 용존산소(DO)를 Fig.
각각 CTD 관측 및 채수를 하였다. 채수는 클로로필 a (Chl-a), 입자성 부유물질(SPM), 용존무기질소(DIN), 인산염 (PQ), 규산염(Si), 용존산소(DO)를 Fig. 1에 나타낸 5개 정점에서 6월에는 Chl-a를 제외한 SPM과 DINe 시료의 문제로 표면, 10, 20, 30, &)m의 자료만 이용하였다. 8월은 표면, 10, 么), 30, 50, 100m 수심에서 각 요소들에 대하여 채수한 자료를 이용하였다.
현장 관측한 연근해의 수온과 Chi-a의 공간적인 분포를 살펴보기 위하여 위성에서 관측한 영상을 이용하였다. 현장 관측 시기와 같은 일자의 위성 영상은 구름의 영향 등으로 없어서 현장 관측 시기와 1일 정도 차이가 나지만 2007년 6월 20일의 위성 영상에서 추출한 동서간 SST와 Chi-a의 수평 프로파일을 분석하였다(Fig.
이론/모형
영양염류 중 질산질소(NO3-N)는 Cu-Cd 칼럼을 이용한 아질산 환원법, 아질산질소(NO2-N)는 NED 제 2 염산 염법으로 측정하였고, 질산질소와 아질산질소를 합하여 용 존 무기질 소(DIN)로 나타내었다. PQ와 Si는 몰리브덴 청법으로 발색하여 측정하였다. SPMe 현장에서 채취한 해수 1L를 실험실로 옮겨 무게를 알고 있는 45 mm GF/C 여과지로 여과한 후건 조기에서 105 ℃로 2시간 동안 건조한 다음 데시케이터에서 30분간 방냉하여 무게를 측정 후 여과 전과 후의 무게차로 계산되었다.
영양염류 중 질산질소(NO3-N)는 Cu-Cd 칼럼을 이용한 아질산 환원법, 아질산질소(NO2-N)는 NED 제 2 염산 염법으로 측정하였고, 질산질소와 아질산질소를 합하여 용 존 무기질 소(DIN)로 나타내었다. PQ와 Si는 몰리브덴 청법으로 발색하여 측정하였다.
해양물리학적 요소인 수온과 염분은 CTD(Seabird SBE 19-plus)로 연속 관측하였으며, DO는 Winkler-Azide 변법으로 측정하였다. 영양염류 중 질산질소(NO3-N)는 Cu-Cd 칼럼을 이용한 아질산 환원법, 아질산질소(NO2-N)는 NED 제 2 염산 염법으로 측정하였고, 질산질소와 아질산질소를 합하여 용 존 무기질 소(DIN)로 나타내었다.
성능/효과
4의 연안 정지관측 수온과 일치하였다. 그리고 본 연구에서 제시한 그다음 날(8월 18일)의 영상에서는 울기 부근(Line A)의 저수온은 사라지고 포항 부근에서 울진까지 20-23 笆 이하로 외해역에 존재하는 28 ℃ 이상의 수온보다 5 ℃ 이상 낮은 냉수 발생해역과 연안정지관측 자료와 잘 대응하는 것을 알았다. 같은 남풍계열의 바람에 울기와 죽변에서의 수온 차이는 Lee et al.
그 이후에는 25 ℃ 이하의 수온이약화되었으나, 22-23일에 다시 약한 냉수가 발생한 후 소멸되는 양상을 보였다. 본 연구에서 현장 관측한 시기는 위성 영상에서 분석한 자료에 의하면 강한 냉수가 발생한 시기는 아니지만, 냉수의 발생이 진행 중인 시기인 것을 알았다.
연안정지관측 6월의 평균 수온은 6월 초순에서 말로 갈수록 수온이 증가하는 경향을 보였으나, 6월 21-26일 사이의 평균 수온은 상대적인 감소를 나타내었다. 세 지역에 대한 평균표면 수온과 지역별 수온과의 관계를 보면, 울기는 6월 전체 기간 동안 평균수온보다 0.5-1.5 ℃ 낮았으며, 감포는 6월 10T 3일 사이에 평균수온보다 약 0.4-1.3 ℃ 낮은 것을 제외하고 0.5-2.4 ℃ 높은 경향을 보였다. 죽변은 1022일 사이에 평균 수온보다 약 1.
위성관측 SST와 Chi-a의 공간적 분포를 보면, 둘 사이의 관계는 6월과 유사하게 음의 상관관계를 보였으며, 특히 북위 36-37°N에서 동서 방향으로 낚시 바늘 형태로 분포한 저수온의 SST 분포 형태는 Chi-a의 고농도 분포와 잘 일치하였다 (Fig. 10). 이것은 Fig.
하계 동해남부 주변해역의 냉수 분포는 이전의 연구에서 밝혀진 바와 같이 남풍계열의 바람에 의한 연안용승과 관계가 있으며, 이 냉수는 해류의 흐름을 따라 연안에서 외해 약 300km 까지 분포하는 것을 위성관측에서 알 수 있었다’ 본 연구에서 조사한 위성관측 수온과 Chl-a 영상을 분석한 결과, 남풍계열의 바람에 의한 영향과 동한난류의 흐름이 연안에서 발생한 냉수와 Chl-a 등을 외해로 이동시키는 역할을 하고 있는 것도 알았다. 위성영상은 해양표면에서의 해양물리 및 해양생물의 시공간적인 분포를 조사하는데 유용하게 활용된다.
후속연구
동해 연안에는 부어류와 오징어 등 상업적으로 중요한 어류 둥이많이 회유하고 있으며, 이러한 것들은 일차적으로 수온에 영향을 많이 받기 때문에 해황 변동을 파악하는 것이 어황 예측에 있어서 대단히 중요하다. 향후 연안용승에 의한 냉수 발생과 자원의 변동을 파악하기 위하여 한 번의 조사 결과로 판단을 내리기 보다는 집중적으로 연속 해양 관측을 실시하여 냉수의 발생과 소멸에 대한 기작을 먼저 파악하고, 그 영향 범위를 예측할 수 있는 해양 물리-생태계 모델을 결합한 3차원 수치 모델에 의한 접근법이 필요할 것으로 생각된다.
참고문헌 (19)
An, H. S.(1974), On the cold water mass around the southeast coast of Korean Peninsula. J. Oceanogr. Soc. Korea, Vol. 9, pp. 11-18.
Furuya, K, Takahashi, and Nemoto. T.(1986), Summer phytoplankton community structure and growth in a regional upwelling area off Hachijo Island, Japan. J. Exp. Mar. Biol. Ecol., Vol. 96, pp. 43-55.
Ishizaka, J., H. Fukushima, M Kishino, T. Saino, and M. Takahashi(1992), Phytoplankton pigment distributions in regional upwelling around the Izu Peninsula detected by coastal zone color scanner on May 1982. J. Oceanogra, Vol. 48, pp. 305-327.
Kawabe, M.(1982), Branching of the Tsushima current in the Japan Sea I. Data analysis. J. Oceanogra., Vol 38, pp. 95-107.
Kim, S. W. and Y. Isoda(1998), Interannual variations of the surface mixed layer in the Tsushima Current region. Umi to Sora. Soc., Vol 74, pp. 11-12.
Kim, S. W., Y. Isoda, and T. Aztunaya(2003), Seasonal variation of phytoplankton in the East Sea using a surface mixed layer ecosystem model. J. Korean Fish. Soc., Vol 36, pp. 178-186.
Kim, S. W., S. Saitoh and D. S. Kim(2002), Spatial distribution of pigment concentration around the East Korean Warm Current region derived from satellite data. J. Korean Fish. Soc., Vol. 35, pp. 265-272.
Kim, S. W., S. Saitoh, J. Ishizaka, Y. Isoda and M. Kishino(2000), Temporal and spatial variability of phytoplankton pigment concentrations in the Japan Sea derived from CZCS images. J. Oceanogr., Vol. 56, pp. 527-538.
Kim, T. R., J. J. Park and S. W. Kim(2010), Spatial distribution of pigment concentration around the East Korean Warm Current region derived from satellite data. Korean J. Remote Sensing, Vol. 26, pp. 100-114.
Lee, C. R., C. Park and C. H. Moon(2004), Appearance of cold water and distribution of zooplankton off Ulsan-Gampo area, eastern coastal area of Korea. J. Korean Fish. Soc., Vol 9, pp. 51-63.
Lee, D. K., J. I. Kwon and S. B. Hahn(1998), The wind effect on the cold water formation near Gampo-Ulgi coast. J. Korean Fish. Soc., Vol. 31, pp. 359-371.
Lee, J. C. and J. Y. Na(1985), Structure of upwelling off the southeast coast of Korea. J. Oceanogr. Soc. Korea, Vol. 20, pp. 6-19.
Lee, J. C.(1983), Variation of sea level and sea surface temperature associated with wind-induced upwelling in the southeast coast of Korea in summer. J. Oceanogr. Soc. Korea, Vol. 18, pp. 149-160.
Lee, J. C., D. H. Kim and J. C. Kim(2003), Chservations of coastal upwelling at Ulsan in summer 1997. J. Oceanogr. Soc. Korea, Vol. 38, pp. 122-134.
Lee, K. B.(1978), Study on the coastal cold water near Ulsan. J. Oceanol., Soc. Korea, Vol. 13, pp. 5-10.
Seung, Y. H.(1974), A dynamic consideration on the temperature distribution in the east coast of Korea in August. J. Oceanogr. Soc. Korea, Vol. 9, pp. 52-58.
Suda, K. and K. Hidaka(1932), The results of simultaneous oceanographical investigation in the Japan Sea in summer, 1929, J. Oceanogra, Vol. 3, pp. 291-375.
Suh, Y. S., L. H. Jang and J. D. Hwang(2001), Temporal and spatial variations of the cold waters occurring in the eastern coast of the Korean Peninsula in summer season. J. Korean Fish. Soc., Vol 34, pp. 435-444.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.