[논문]과거 해양자료 복원을 통한 한반도 주변해역 표층수온의 장기변동 연구

박명희; 송지영; 한인성; 이준수

doi:10.7837/kosomes.2019.25.7.881

과거 해양자료 복원을 통한 한반도 주변해역 표층수온의 장기변동 연구
A Study of Long-term Trends of SST in the Korean Seas by Reconstructing Historical Oceanic Data 원문보기

海洋環境安全學會誌 = Journal of the Korean society of marine environment & safety, v.25 no.7, 2019년, pp.881 - 897

박명희 (국립수산과학원 기후변화연구과) , 송지영 (국립수산과학원 기후변화연구과) , 한인성 (국립수산과학원 기후변화연구과) , 이준수 (국립수산과학원 기후변화연구과)

초록
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국립수산과학원은 과거 해양관측자료 복원사업을 통해 1961년 이전의 정선해양관측 및 연안정지관측 자료를 복원하여 디지털화 하였다. 먼저 한국근해 해양관측(정선해양관측) 자료 중 과거부터 현재까지 정점이 일치하는 21개 정점에 대한 지난 80년-92년간 표층수온의 연변동을 분석한 결과 다소 차이는 있으나 상승 경향을 나타내었으며, 서해와 남해는 기존 연구와 동일하게 연안역보다 근해역에 위치한 정점에서 수온상승 경향이 높게 나타났다. 그러나 동해는 기존 연구와 달리 연안역보다 근해역에 위치한 정점에서 낮은 수온상승 경향을 나타내었다. 다음으로 복원된 연안정지관측 자료 중 각 동·서·남해를 대표할 수 있는 3개 정점에 대한 지난 89년-98년간 표층수온의 연변동을 살펴보면 동해(주문진, 1.63℃), 남해(거문도, 1.16℃). 서해(부도, 0.79℃)로 동해의 상승경향이 가장 뚜렷하였으며, 뚜렷한 주기성은 파악하기 어려우나 대체로 3~6년을 주기로 상승과 하강을 반복함을 알 수 있었다. 특히 1980년대 이후 대부분 정점에서 양의 편차를 나타내었다. 마지막으로 해양-대기 상호작용을 이해하기 위해 연안정지관측정점의 표층수온변화에 따른 기온의 상관성을 분석한 결과 상관계수 값이 남해(거문도)는 0.76, 서해(부도)는 0.34, 동해(주문진)는 0.32로 남해가 가장 높게 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

We reconstructed and digitized the National Institute of Fisheries Science (NIFS) Serial Oceanographic observations (NSO) and Coastal Oceanographic observations (NCO) data attained prior to 1961 through historical oceanographic observation data rescue projects. Increasing trends of long-term sea surface temperature (SST) were shown from the NSO data of 21 available stations for the past 80 to 92 years. In general agreement with previous research results used in the data of the past 50 years, we calculated the rate of temperature rise. As a result of analyzing the spatial distribution of SST change rate in the Korean of shore region using selected oceanographic data, the West Sea and South Sea showed a higher tendency of temperature rise in the offshore area than in the coastal area. However, unlike the results of previous studies, the East Sea (Gangwon Line and Ulsan Line) showed a lower water temperature rise than the coastal stations. Annual fluctuations of NCO's SST data from 1989 to 1998 for three stations representing the East Sea, South Sea, and West Sea, (Jumunjin, Geomundo and Budo, respectively) revealed that the East Sea showed the highest SST increase for the 10 years. The increases were 1.63 ℃ at Jumunjin, 1.16 ℃ at Geomundo, and 0.79 ℃ at Budo. As a result of the investigation, it can be concluded that SST is repeatedly rising and falling with a period of 3 ~ 6 years. Especially, since the 1980s, most of the stations show positive anomalies of SST. Lastly, to understand ocean_atmosphere interactions, we analyzed the correlations between SST of the NCO stations and air temperature around them and the results were 0.76 for the South Sea (Geomundo), 0.34 for the West Sea (Budo), and 0.32 for the East Sea (Jumunjin) with the highest correlation in the South Sea.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 복원된 한국근해 해양관측(정선해양관측) 자료 중 과거부터 현재까지 정점이 일치하는 21개 정점과 복원된 연안정지관측 자료 중 각 동·서·남해를 대표할 수 있는 3개 정점에 대하여 장기간 표층수온의 연변동과 수온편차를 살펴보았다.

제안 방법

과거 해양자료 복원을 통한 한반도 근해의 수온변동을 살펴보기 위하여 1961년 이후 새롭게 개편된 정선해양관측 정점과 1961년 이전 정선해양관측정점 중 정점의 이동 없이 일치하는 21개 정점에 대하여 조화분석방법을 이용하여 연평균 표층수온을 구하였고 Fig. 4-9에 제시하였다. 연평균 023℃/year) 상승하였음을 확인할 수 있었다. 그리고 과거자료 복원에 따른 표층수온 변화와 지금까지 많은 논문에서 제시된 표층수온변화와의 차이를 알아보고자 최근 47(1968-2014)년 표층수온 변화도 살펴보았다. 최근 47(1968-2014)년간 106-02 정점은 1.
, 2011). 따라서 표층수온변화에 따른 기온의 영향을 파악하고자 3.1.2의 분석정점을 대상으로 상관성을 분석하였다. 그 후)연 변동과">연변동과 수온편차를 살펴보았다. 또한 해양-대기 상호작용을 이해하기 위하여 3개 연안정지관측정점의 수온과 기온을 이용하여 상관성을 제시하였다.
후)정선해양 관측정점과">정선해양관측정점과 동·서·남해를 대표할 수 있는 3개 연안정지관측정점에 선정한 후, 지난 80(1935-2014)-92(1917-2014)년간 표층수온의 연변동과 수온편차를 제시하였다. 또한 해양-대기 상호작용을 이해하기 위하여 연안정지관측정점의 수온과 기온의 상관성을 살펴보았다.
또한 해역별로 1정점을 선정하여 표층수온변화에 따른 기온의 영향을 파악하기 위하여 상관관계를 분석하였다. 먼저 본 연구에서는 Fig. 3에 제시한 바와 같이 1961년 이후 새롭게 개편된 정선해양관측 정점과 1961년 이전 관측정점 중에서 일치하는 20개 정점과 연안정지관측 3개 정점을 선별하여 80(1935-2014)년-98(1917-2014)년간의 표층수온 변동을 분석하였다. 1961년 이전과 이후에 일치하는 후)조사 방법은">조사방법은 관측 시작 이래 각 관측소에서 매일 오전 10시에 해수를 채수하여 수온을 측정하고 있다.
한반도 근해 수온편차의 장기변동경향을 살펴보기 위하여 1961년 이후 새롭게 개편된 정선해양관측 정점과 1961년 이전 정선해양관측정점 중 정점의 이동 없이 일치하는 21개 정점에 대하여 연평균 표층수온의 편차를 구하여 Fig. 11-16에 제시하였다. 6개 정선에서 수온편차의 뚜렷한 주기성은 파악하기 어려우나 대체로 3-6년을 주기로 상승과 하강을 반복하는 경향을 나타내었다.

대상 데이터

후)정선해양 관측">정선해양관측 정점의 수는 21개로 다음과 같다. 강원선(Gangwon-line) 4개 정점(현 106-02, 03, 05, 07), 울산선(Ulsan-line) 4개 정점(현 208-02, 03, 04, 05), 부산선(Busan-line) 3개 정점(현 207-02, 03, 04), 전남선(Jeonnam-line) 3개 정점(현 311-04, 05, 06), 전북선(Jeonbuk-line) 4개 정점(현 309-02, 03, 05, 08), 충남선(Chungnam-line) 3개 정점(현 308-01, 02, 03)이다. 또한 과거 해양자료 복원을 통한 한반도 주변해역의 수온변동을 살펴보기 위하여 국립수산과학원에서 제공하는 한국근해 해양관측(정선해양관측, 이하 정선해양관측으로 표기함) 자료와 연안정지관측 자료를 이용하였다. Fig.
강원선(Gangwon-line) 4개 정점(현 106-02, 03, 05, 07), 울산선(Ulsan-line) 4개 정점(현 208-02, 03, 04, 05), 부산선(Busan-line) 3개 정점(현 207-02, 03, 04), 전남선(Jeonnam-line) 3개 정점(현 311-04, 05, 06), 전북선(Jeonbuk-line) 4개 정점(현 309-02, 03, 05, 08), 충남선(Chungnam-line) 3개 정점(현 308-01, 02, 03)이다. 또한 한국연안의 수온변화를 살펴보기 위하여 연안정지관측점은 3개(주문진, 거문도, 부도) 정점을 선택하여 분석하였다.
후)표층수온 변화에">표층수온변화에 따른 기온의 영향을 파악하기 위하여 상관관계를 분석하였다. 먼저 표층수온은 동해는 주문진, 남해는 거문도, 서해는 부도 등 3개 연안정지관측점의 일별 표층수온과 기온자료를 이용하였다. 후)조사 항목은">조사항목은 수온, 염분, 용존산소, 영양염류, 동물 플랑크톤 등 17가지이다. 그리고 1960년대 전·후의
한반도 해역별 연안 수온편차의 장기변동 경향을 살펴보기 위하여 3.1.2에서 분석한 연안정지관측점 3개 정점(주문진(동해안), 거문도(남해안), 부도(서해안))의 수온편차를 Fig. 17에 제시하였다.
데이터처리
- 후)조화분석식에">조화분석 식에 적용하였다. 정선해양관측자료 중 1961년 이전과 이후 정점의 이동이 없는 21개 정점에 대하여 식(1)과 같은 조화분해 식을 사용하여 연도별 연평균 수온을 계산하였다.

이론/모형

(2010)과 Hwang et al.(2012)의 방법을 따라 연도별, 월별로 각각 상이한 일자에 관측된 표면수온자료들을 각 월의 15일에 관측된 것으로 간주하여 조화분석 식에 적용하였다. 정선해양관측자료 중 1961년 이전과 이후 정점의 이동이 없는 21개 정점에
성능/효과
- 11-16에 제시하였다. 6개 정선에서 수온편차의 뚜렷한 주기성은 파악하기 어려우나 대체로 3-6년을 주기로 상승과 하강을 반복하는 경향을 나타내었다. 먼저 동해안에 위치한 강원선(Gangwon-line)과 울산선(Ulsan-line)의 수온편차를 살펴보면 강원선(Gangwon-line, Fig.
- 그 결과 첫 번째로 정선해양관측자료에 대한 지난 80-92년간 표층수온 연변동은 동해(강원선(Gangwon-line), 울산선(Ulsan-line))는 평균 1.63℃(0.020℃/year), 남해(부산선(Busanline), 전남선(Jeonnam-line))는 평균 0.95℃(0.011℃/year), 서해(전북선(Jeonbuk-line), 충남선(Chungnam-line))는 평균 0.56℃(0.007℃/year)로 동해에서 가장 뚜렷한 상승률을 보였다. 또한 후)분석 정점을">분석정점을 대상으로 상관성을 분석하였다. 그 결과(Fig. 18)를 살펴보면 상관계수 값은 남해(거문도)가 0.76, 서해(부도)가 0.34, 동해(주문진)가 0.32로 남해(거문도)가 표층수온과 기온의 상관성이 가장 높게 나타났다.
- 후)층 수온">층수온 상승률이 1968년 이후보다 높은 결과에 대한 원인을 규명하기 위해서는 향후 연구가 필요하다고 판단된다. 그리고 한국근해 표층수온의 변동 경향을 공간 분포로 살펴보면 서해와 남해는 기존 연구와 동일하게 연안역보다 근해역에 위치한 정점에서 수온상승 경향이 높게 나타났고, 이는 조석에 의해 연안역에서 연직혼합이 강화된 효과라고 판단된다. 그러나 동해(강원선(Gangwon-line)과 울산선(Ulsan-line))는 기존 연구와 달리 연안역보다 근해역에 위치한 정점에서 낮은 수 2000년대에는 CTD/STD와 Niskin 채수기를 사용하였으며, 현재에는 CTD와 채수기가 하나의 시스템으로 이루어진 Rossette-CTD system을 사용하고 있다. 따라서 1930년대부터 1980년 이전까지 동일한 관측장비와 방법을 사용하고 있어 본 연구에서 과거 복원된 자료를 분석하는데 크게 문제가 없을 것으로 판단된다.
- 후)울산선(Ulsan-lin)보다는">울산선(Ulsan-lin) 보다는 낮은 상승률이었다. 또한 동해에 위치한 2개의 정점과는 달리 과거자료 복원에 따른 표층수온의 변화와 최근 47(1968-2014)년간의 표층수온 변화에서 연안역이 근해역보다 높은 표층수온 상승 경향을 보였다. 전남선(Jeonnam-line, Fig.
- 후)세기 변화가">세기변화가 영향을 미치는 것으로 연구결과를 제시하기도 하였다. 마지막으로 해양-대기 상호작용을 이해하기위해 연안정지관측정점의 표층수온변화에 따른 기온의 상관성을 분석한 결과 상관계수 값이 남해(거문도)는 0.76, 서해(부도)는 0.34, 동해(주문진)는 0.32로 남해가 가장 높았다. 이는 남해가 후)대마 난류의">대마난류의 영향을 직접적으로 받는 해역이기 때문에 수온과 기온은 지역별로 차이가 있으며, 유사한 위도에서도 연안과 근해의 표층수온과 기온의 분포는 다르다. 본 연구에서는 해역별로 대표하는 3개의 정점을 선택하여 표층수온과 기온의 상관성을 분석하였으나, 해양과 대기의 상호작용을 이해하기에는 부족하였다. 따라서 복원된 자료를 바탕으로 해양과 대기의 상호작용에 의한 기후변화를 보다 잘 이해하기 위해서는 지역별 수심, 해류의 영향 및 도시화 정도를 고려하여 보다 많은 정점에 대한 열수지 분석이 필요하다.
후속연구
- 후)밝힌 바">밝힌바 있다. 그러나 1968년 이전 동해의 표층수온 상승률이 다른 해역에 비해 낮은 이유에 대해서는 추가적인 연구가 필요하다. 다음으로 수온편차의 경우 한반도 근해와 연안에서 뚜렷한 주기성은 파악하기 어려우나 대체로 3-6년을 주기로 상승과 하강을 반복하였으며, 1980년대 이후 대부분 정점에서 양의 편차를 나타내었다.
- 후)온 상승률을">온상승률을 계산한 기존 연구결과들과 대체적으로 일치하였다. 그러나 1968년 이전의 남해의 표층수온 상승률이 1968년 이후보다 높은 결과에 대한 원인을 규명하기 위해서는 향후 연구가 필요하다고 판단된다. 그리고 후)연직 혼합이">연직혼합이 강화된 효과라고 판단된다. 그러나 동해(강원선(Gangwon-line)과 울산선(Ulsan-line))는 기존 연구와 달리 연안역보다 근해역에 위치한 정점에서 낮은 수온상승 경향을 나타내었고, 이는 다른 해역보다 연안역 수심이 깊고 조석이 강하지 않은 해역적 특성과 동한난류의 존재 및 그 변동 등과 같은 복합적 요인이 영향을 미치는 것으로 추정되며, 향후 이에 대한 추가적인 원인규명이 필요할 것으로 생각된다. 두 번째로 복원된

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	최근 우리나라 주변해역의 표층수온 변화는 어떠한가?	우리나라 주변해역의 표층수온은 최근 47(1968-2014)년간 1.18℃ 상승하였으며, 같은 기간 전 세계의 표층수온은 0.38℃ 상승하였다. 우리나라의 수온상승률은 전 세계 평균수온보다 3배 이상 높은 수준이다. 이는 한국 주변해역에 대한 기존의 연구들에서도 해양 표층의 수온이 대기와 마찬가지로 상승하고 있음을 잘 나타내고 있다(Hahn, 1994; Kang, 2000; KMA, 2008).
	한반도 주변의 해양은 어떤 특징이 있나?	019℃/year) 상승하여, 과거자료의 복원에 따른 수온 상승률보다 빠르게 상승함을 알 수 있었다. 앞에서 살펴본 바와 같이 한반도 주변의 해양은 대체로 온난한 경향을 나타내고 있다. 이러한 결과는 Seong et al.
	표층수온 상승의 원인은 무엇인가?	, 2015; ME and NIER, 2015). 이러한 전 지구적인 기온의 상승은 대기-해양 간 열 교환을 통하여 해양의 표층과 저층에 광범위하게 영향을 미쳐 해양의 온난화와 해수면 상승의 원인이 되고(Kim et al,, 2012), 해수면온도(SST)는 해수의 물리적 변동에 영향을 받기 때문에 해양과 기상 및 기후연구의 중요한 지표가 된다(Jo et al., 1997).

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상세보기
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Seong, K. T., J. D. Hwang, I. S. Han, W. J. Go, Y. S. Suh, and J. Y. Lee(2010), Characteristic for Long-term Trends of Temperature in the Korea Waters, Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety, Vol. 16, No. 4, pp. 353-360.

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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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