우리나라 연안에서 매년 발생하는 적조는 환경적, 경제적인 피해의 발생으로 국가적인 문제로 대두되고 있다. 본 연구에서는 10년간의 해양 기상자료를 수집하여 적조발생에 우호적인 조건을 분석하고 각 해양 기상 요소를 이용하여 2012년부터 2014년까지의 해양 기상상황에 적용하여 적조발생예측을 시도하였다. 그 결과 2012년과 2013년은 실제 적조발생 6~11일 전에 적조의 발생가능경보를 할 수 있었다. 그러나 2014년은 평년에 비해 많은 강수(장마), 낮은 일조시수, 저수온 해역 발생 등의 이유로 적조예측의 정확도가 떨어지는 결과를 얻었다. 따라서 적조발생에 일조량이 미치는 영향을 더욱 고려할 필요가 있으며 추가적인 기상 및 해양요소들의 복합적인 분석이 더욱 필요할 것으로 사료된다.
우리나라 연안에서 매년 발생하는 적조는 환경적, 경제적인 피해의 발생으로 국가적인 문제로 대두되고 있다. 본 연구에서는 10년간의 해양 기상자료를 수집하여 적조발생에 우호적인 조건을 분석하고 각 해양 기상 요소를 이용하여 2012년부터 2014년까지의 해양 기상상황에 적용하여 적조발생예측을 시도하였다. 그 결과 2012년과 2013년은 실제 적조발생 6~11일 전에 적조의 발생가능경보를 할 수 있었다. 그러나 2014년은 평년에 비해 많은 강수(장마), 낮은 일조시수, 저수온 해역 발생 등의 이유로 적조예측의 정확도가 떨어지는 결과를 얻었다. 따라서 적조발생에 일조량이 미치는 영향을 더욱 고려할 필요가 있으며 추가적인 기상 및 해양요소들의 복합적인 분석이 더욱 필요할 것으로 사료된다.
Red tide occurs every year in the coastal seas of the South Korea, This phenomena has become a national issue of environmental and economic damage. In this study, we analyzed a suitable conditions to occur the red tide by using oceanic and atmospheric data during 10 years, These factors were applied...
Red tide occurs every year in the coastal seas of the South Korea, This phenomena has become a national issue of environmental and economic damage. In this study, we analyzed a suitable conditions to occur the red tide by using oceanic and atmospheric data during 10 years, These factors were applied to predict the red tide occurrence from 2012 to 2014. As a result, in 2012 and 2013, it is able to alarm the red tide occurrence before 6~11 days. However, in compared to the normal year and 2014, the prediction of red tide occurrence were less accurate because of more precipitation, short sunshine duration, low temperature waters. Therefore, it is necessary to further investigate the impact of sunshine duration(Solar radiation) on red tide occurrence, it is more necessary to consider the comprehensive analysis using additional oceanic and atmospheric factors.
Red tide occurs every year in the coastal seas of the South Korea, This phenomena has become a national issue of environmental and economic damage. In this study, we analyzed a suitable conditions to occur the red tide by using oceanic and atmospheric data during 10 years, These factors were applied to predict the red tide occurrence from 2012 to 2014. As a result, in 2012 and 2013, it is able to alarm the red tide occurrence before 6~11 days. However, in compared to the normal year and 2014, the prediction of red tide occurrence were less accurate because of more precipitation, short sunshine duration, low temperature waters. Therefore, it is necessary to further investigate the impact of sunshine duration(Solar radiation) on red tide occurrence, it is more necessary to consider the comprehensive analysis using additional oceanic and atmospheric factors.
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문제 정의
본 연구는 기상 및 해양학적인 인자들과 관련하여 적조가 형성되는 기구와 적정한 기상 및 해양학적 조건을 이해하고 적조에 의한 피해를 최소화하는데 필요한 기초자료를 제공하고 적조의 발생 시기를 예측하는데 그 목적이 있다.
본 연구에서는 해양·기상정보를 이용하여 우리나라의 남해안을 중심으로 코클로디니움적조에 대한 적조예보프로그램을 개발했다.
제안 방법
비록 적조발생과 관련한 상세한 원인과 결과가 아직은 분석되지 않았지만, 앞서 제시한 해양·기상학적 조건들은 우리나라 적조발생과 관련하여 연안해역의 코클로디니움 적조의 사전 발생에 대한 우호적인 환경조건을 제시한다.
수집된 해양·기상자료를 적조가 발생한 날짜에 대입하여 적조가 발생한 시기의 기온, 수온, 강수, 일조 시수 그리고 평균 풍속을 추출한 후 각각의 해양·기상요소별 적조 발생에 적합한 임계값을 설정하여 2012년, 2013년 그리고 2014년에 각각 적용하여 각 요소들의 조건을 만족하는 적조발생에 우호적인 환경 조건을 가진 날을 적조 발생 가능일로 예측하였다.
이 프로그램은 첫째로 적조발생 가능 날을 수 일전에 알게 해주며, 둘째로 각 해양·기상요소에 따라 적조경보, 적조주의보, 상태 유지 그리고 적조 없음 단계로 예상 값을 알 수 있게 해준다.
코클로디니움 적조발생에 우호적인 해양 및 기상학적 조건은 수집된 자료의 해석으로부터 유추해낼 수 있었는데, 여름철의 많은 강수량(24.4 ∼ 54.5 mm), 높은 수온(22 ∼ 25℃) 및 기온(20 ∼ 30℃), 적절한 일조시수(2 ∼ 10.3h)와 바람(2.4 ∼ 4.6m/s) 등을 이용하였다.
대상 데이터
2003년부터 2012년까지 10년간 적조가 발생했던 시기의 해양·기상 자료를 분석하였다.
본 연구의 공간적 범위로는 적조의 발생빈도가 많은 한반도의 남해안(여수, 남해, 통영)을 대상으로 하며 조사 기간은 2003년부터 2012년까지의 10년간 대상해역의 기상자료를 이용하였다.
해수면온도자료는 국립해양조사원에서 발표하는 각 연구대상지역의 조위관측소에서 측정된 분 단위 해수면온도자료를 일일 평균값으로 변환하여 사용하였다[11]. 예측결과와 비교하기 위한 적조 발생 현황 자료는 국립수산과학원에서 제공하는 적조발생 상황 정보를 이용하였다. 적조발생상황정보에는 일일 단위의 적조 발생 해역, 적조 생물, 밀도 및 특보상황 등의 정보가 제공된다[12].
이용한 기상자료는 각 지방기상대에서 관측되고 기상청에서 종합 발표하는 년·월보자료에서 획득한 일일데이터 중 기온, 강수량, 일조시수 그리고 일평균 풍속 자료를 사용하였으며, 적조가 주로 발생하는 7월부터 8월의 자료를 분석하였다[10].
작성한 프로그램을 이용하여 여수와 남해 그리고 통영에서의 2012년, 2013년 그리고 2014년 7, 8월의 해양·기상정보에 시험적으로 대입하여보았다.
해수면온도자료는 국립해양조사원에서 발표하는 각 연구대상지역의 조위관측소에서 측정된 분 단위 해수면온도자료를 일일 평균값으로 변환하여 사용하였다[11]. 예측결과와 비교하기 위한 적조 발생 현황 자료는 국립수산과학원에서 제공하는 적조발생 상황 정보를 이용하였다.
성능/효과
결과적으로 본 연구의 연구대상지역에서 적조가 발생할 수 있는 일반적인 해양·기상학적 호조건으로는 적조가 최초 발생하기 1∼4일 전에 24.4∼54.5mm 정도의 강수량과 20∼30℃의 따뜻한 기온, 2∼10.3h 범위의 일조시수, 2.4∼4.6m/s의 풍속 및 남서풍계열의 바람 등이 요구되어진다.
1℃를 기록하였다. 남해와 통영은 각각 30일, 32일간 적조가 지속되어 모든 해역에서 8월 27일 완전 소멸이 확인되었다.
마지막으로 일조시수와 바람은 수온이나 강수량과 달리 적조발생에 결정적인 인자로 작용하지는 않는 것으로 보이나 발생한 적조를 성장시키고 적조생물의 밀도를 높이는데 도움을 준다. 이때의 조건으로는 일조시수의 경우 일 누적일조시수로 2∼10.
수온은 15∼35℃의 범위 내에서 적조생물의 성장에 제한인자로 작용하는데, 적조생물의 배아는 수온이 15℃ 이상이 되었을 때 발생하며 수온이 증가하여 30℃이상이 되면 적조생물의 성장이 저지되고 사멸하는 것으로 알려져 있으므로 수온과 관련한 적조발생 가능범위를 15∼30℃로 상정할 수 있는데 수집된 기상자료 분석결과 적조가 발생하고 적조의 밀도가 높아져 적조경보가 발령되었던 당시의 수온은 22∼25℃의 범위에 분포하는 것을 확인할 수 있다.
비록 적조발생과 관련한 상세한 원인과 결과가 아직은 분석되지 않았지만, 앞서 제시한 해양·기상학적 조건들은 우리나라 적조발생과 관련하여 연안해역의 코클로디니움 적조의 사전 발생에 대한 우호적인 환경조건을 제시한다. 적조발생예측 결과, 2012년과 2013년의 적조예보는 발생가능예보 후 수 일 이내로 적조가 현장에 실제로 발생하여 비교적 높은 정확도를 보였으나 2014년에는 각 조건의 임계치를 동일하게 적용하였음에도 불구하고 정확도에서 상당한 차이를 보였다.
300 cell/mL의 밀도를 보였다. 통영은 적조발생 경고가 유지된 날은 5일간으로 다른 지역에 비해 짧았지만 경고 후 9일째인 7월 17일 통영해역에서 실제로 적조가 최초 발생하였고 8월 22일까지 32일간 유지되다 소멸되었다.
후속연구
결론적으로, 정확한 적조발생예보를 위해서는 앞서 언급한 여러 가지 해양·기상학적 인자들의 더욱 정밀한 결합이 필요 하다고 할 수 있다. 적조예보에 관련한 여러 해양·기상인자들을 가지고 적조발생의 확률지수를 평가하고 이러한 인자들과 적조발생간의 원인과 결과는 적조예보에 사용된 실제적인 방법을 적절하게 조절함으로서 상세하게 정의할 수 있을 것으로 기대된다.
적조예보에 관련한 여러 해양·기상인자들을 가지고 적조발생의 확률지수를 평가하고 이러한 인자들과 적조발생간의 원인과 결과는 적조예보에 사용된 실제적인 방법을 적절하게 조절함으로서 상세하게 정의할 수 있을 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서 수행한 해양·기상 정보를 이용한 적조예보는 미래의 더욱 발전되고 정확한 적조발생 예측정보를 제공하는데 기본적이 배경이 될 것으로 생각된다.
결론적으로, 정확한 적조발생예보를 위해서는 앞서 언급한 여러 가지 해양·기상학적 인자들의 더욱 정밀한 결합이 필요 하다고 할 수 있다. 적조예보에 관련한 여러 해양·기상인자들을 가지고 적조발생의 확률지수를 평가하고 이러한 인자들과 적조발생간의 원인과 결과는 적조예보에 사용된 실제적인 방법을 적절하게 조절함으로서 상세하게 정의할 수 있을 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서 수행한 해양·기상 정보를 이용한 적조예보는 미래의 더욱 발전되고 정확한 적조발생 예측정보를 제공하는데 기본적이 배경이 될 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
적조방제에 사용되는 방법은 무엇이 있는가?
현재 발생한 적조방제에 사용되는 방법으로는 황토살포가 유일하다고 할 수 있으며, 추가로 양식장의 침하 및 격리, 해양생물의 신속한 채취, 적조생물을 죽이는 물질 개발 그리고 천적 개발 등이 있으나, 이들은 대부분 국소적인 처방이거나 엄청난 경비가 들기 때문에 실용화의 가능성이 적다[4]. 따라서 경제적 및 친환경적인 조건을 만족하면서 적조 생물을 효율적으로 제거하는 효과적인 방법은 현재까지 없다 할 수있으며, 유일한 해결책은 적조와 관련된 기상 및 해양학적 특성을 파악하여 적조의 발생정보를 정확하게 예측하고 대비하여 그 피해를 줄이는 것이 가장 현실 적인 방법이라 할 수 있다[5].
연안에서 발생하는 적조는 무엇과 관련이 있는가?
그러나 아직까지 충분한 해답을 구하지 못하고 있는 실정이다. 연안에서 발생하는 적조는 생물 및 화학적인 요소 외에 적조발생 해역의 기상 및 해양물리적인 특성과도 밀접한 관련성을 지닌다[9]. 그러나 적조의 발생, 확산 그리고 소멸 등 적조발생의 전반적인 메카니즘에 대한 물리역학적인 규명은 거의 이루어지지 않고 있어 적조 발생의 피해방지 및 피해의 최소화를 위한 예․경보 기술개발이 현실적으로 절실히 요구되어 진다고 할 수 있다.
10년간 대상해역의 기상자료에서 어떤 자료를 사용했는가?
이용한 기상자료는 각 지방기상대에서 관측되고 기상청에서 종합 발표하는 년․월보자료에서 획득한 일 일데이터 중 기온, 강수량, 일조시수 그리고 일평균 풍속 자료를 사용하였으며, 적조가 주로 발생하는 7월부터 8월의 자료를 분석하였다[10].
참고문헌 (16)
H.-S. Shin, "A study on the development direction in Korea marine communication," J. of the korean institute of electronic Communication Sciences, vol. 3, no. 3, 2008, pp. 143-152.
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S.-C. Kim, "Characteristics of meteorological and marine environments for the red tide occurrence in mid-south sea," Yosu National University, 2003, pp. 52.
H.-J. Yoon, "Satellite remote sensing and earth science-Satellite oceanography," J. of the Korean society of remote sensing, vol. 15, no. 1, 1999, pp. 51-60.
J.-M. Park, D.-H. Kim, S.-K. Yang and H.-J. Yoon, "A Study on Estimation of Submarine Groundwater Discharge Distribution Area using Landsat-7 ETM+ images around Jeju island," J. of the korean institute of electronic Communication Sciences, vol. 9, no. 7, 2014, pp. 811-818.
J.-S. Yang, H.-Y. Choi, H.-Y. Choi, H.-J. Jeong, J.-Y. Jeong and J.-K. Park, "The outbreak of red tides in the coastal waters off Kohung, Chonnam, Korea : 1. Physical and chemical characteristics in 1997," The Sea J. of the Korean Society of Oceanography, vol. 5, no. 1, 2000, pp. 16-26.
S. Iizuka and K. Mine, "Maximum groth rate of Gymnodinium sp.(Type-'65), a red tide dinoflagellate, expected under culture condition," Bull. Plankton Soc. Japan, vol. 30, 1979, pp. 139-146.
H.-J. Yoon, Y.-S. Kim, Y.-H. Yoon and S.-W. Kim, "Study on monitoring and prediction for the occurrence of red tide in thd middle coastal area in the south sea of Korea 1. The relationship between the occurrence of red tide and the meteorological factors," Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences, vol. 6, no. 6, 2002, pp. 843-848.
Ministry of Oceans and Fisheries, Statistics of ocean and Fisheries, Ministry of Oceans and Fisheries, 2014, pp. 397.
H.-j. Yoon, S.-C. Kim and I.-H. Park, "Characteristics of meteorological and marine environments for the red tide occurrence in mid-south sea of Korea", J. of korea Institute of Information and Communication Engineering, vol. 7, no. 4, 2003, pp. 845-852.
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