[논문]동해 울릉 난수성 소용돌이의 물리적 특성 및 분류

신홍렬; 김인권; 김대혁; 김철호; 강분순; 이은일

doi:10.7850/jkso.2019.24.2.298

동해 울릉 난수성 소용돌이의 물리적 특성 및 분류
Physical Characteristics and Classification of the Ulleung Warm Eddy in the East Sea (Japan Sea) 원문보기

바다 : 한국해양학회지 = The sea : the journal of the Korean society of oceanography, v.24 no.2, 2019년, pp.298 - 317

신홍렬 (공주대학교 대기과학과) , 김인권 (공주대학교 대기과학과) , 김대혁 (공주대학교 대기과학과) , 김철호 (한국해양과학기술원 해양순환.기후연구센터) , 강분순 (국립해양조사원 해양과학조사연구실) , 이은일 (국립해양조사원 해양과학조사연구실)

초록
AI-Helper

울릉 난수성 소용돌이의 물리적 특성 및 동한난류와의 관계를 울릉분지 주변 해역에서 1993년부터 2017년까지의 CMEMS (Copernicus Marine Environment Monitoring Service) 위성 고도계 자료 및 국립수산과학원(NIFS)의 CTD 자료를 사용하여 분석하였다. 울릉 난수성 소용돌이가 동한난류와 연결되어 있는 분포는 전체 소용돌이 숫자의 81%를 차지하며, 울릉 난수성 소용돌이가 동한난류로부터 완전히 분리되어 있는 형태는 7%에 불과하다. 울릉 난수성 소용돌이는 동한난류로부터 형성될 당시에는 그 내부에 고온, 고염의 대마난류의 해수특성을 보유하지만, 월동을 하는 경우에는 내부구조가 크게 변한다. 겨울에는 해수면 냉각에 의한 수직 대류에 의해 소용돌이의 내부에 $10^{\circ}C$, 34.2 psu의 표층 균질층이 만들어지며, 초봄에 최대 약 250 m 수심까지 깊어진다. 여름에는 소용돌이는 수심 100 m 이내의 상층에 성층구조, 하층에는 겨울철에 만들어진 균질층이 남아있는 구조로 변화한다. 1993년부터 25년 동안 62개의 울릉 난수성 소용돌이가 생성되었다. 매년 평균 2.5개의 울릉 난수성 소용돌이가 발생하였고, 평균 수명은 259일(약 8.6개월) 이었다. 울릉 난수성 소용돌이의 평균 크기는 동서방향으로 약 97 km, 남북방향으로 약 109 km 이다. 위성 고도계 자료를 사용한 경우의 울릉 난수성 소용돌이의 평균 크기가 CTD 수온 단면 자료를 사용한 경우보다 1~25 km 작게 산정된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The physical characteristics of the Ulleung Warm Eddy (UWE) and its relationship with the East Korea Warm Current (EKWC) were analyzed using the CMEMS (Copernicus Marine Environment Monitoring Service) satellite altimetry data and the CTD data of the National Institute of Fisheries Science (NIFS) near the Ulleung Basin from 1993 to 2017. The distribution of the UWEs coupled with EKWC accounts for 81% of the total number of the UWEs. Only 7% of the total eddies are completely separated from the EKWC. The UWE has the characteristics of high temperature and high salinity water inside of it when it is formed from the EKWC. However, when the UWE is wintering, its internal structure changes greatly. In the winter, surface homogeneous layer of $10^{\circ}C$ and 34.2 psu inside of the UWE is produced by vertical convection from sea-surface cooling, and deepened to a maximum depth of approximately 250 m in early spring. In summer, the UWE changes into a structure with a stratified structure in the upper layer within a depth of 100 m and a homogeneous layer made in winter in the lower layer. 62 UWEs were produced for 25 years from 1993 to 2017. on average, 2.5 UWEs were formed annually, and the average life span was 259 days (approximately 8.6 months). The average size of the UWEs is 98 km in the east-west direction and 109 km in the north-south direction. The average size of UWE using satellite altimetric data is estimated to be 1~25 km smaller than that using water temperature cross-sectional data.

주제어

표/그림 (20)

그림 Fig. 1. The locations of CTD observation stations provided by NIFS (National Institute of Fisheries Science). Black rectangle indicates the region of interest for the Ulleung Warm Eddy.
그림 Fig. 2. Grid points for the correction of the CMEMS data (▲: tidal station, □ and ○: grid points to be calibrated).
그림 Fig. 3. Distributions of sea level anomaly (SLA). (A) Before and (B) after the correction.
그림 Fig. 4. The ocean current map and study area of the East Sea. Black rectangle indicates the region of interest for the Ulleung Warm Eddy (modified from Park et al., 2013).
그림 Fig. 5. Search process of the Ulleung Warm Eddy (UWE) using the sea level anomaly (black curve) data in in July 4th, 2011. (A) The black dots indicate the minimum flow velocity. (B) The red dots indicate that the V-G algorithm is satisfied. (C) The blue areas indicate the area where the Okubo-Weiss parameter (W) is less than -0.2σ. (D) Red points and the blue areas indicate the only areas where the relative vorticity is negative (warm eddies).
그림 Fig. 6. The number of generations of the UWEs at each year from 1993 to 2017.
그림 Fig. 7. The number of monthly (A) generations and (B) extinctions of the UWEs.
그림 Fig. 8. The lifespan of the UWEs.
그림 Fig. 9. Four types of the UWE pattern according to distributions of the East Korean Warm Current (EKWC). (A) Type I (enclosed pattern by the EKWC), (B) Type II (coupled pattern by the EKWC), (C) Type III (warm streamer pattern) and (D) Type IV (independent pattern). The black and white arrows represent the mainstream of the EKWC (or the Tshshima Warm Current) and the UWE, respectively. The current vector shows the velocity field computed from the SSH during 1993-2017.
그림 Fig. 10. Seasonal changes of the UWE ’s temperature (upper pannel) and salinity (lower pannel) vertical structure formed in January 2007.
그림 Fig. 11. Seasonal changes of the UWE ’s temperature (upper pannel) and salinity (lower pannel) vertical structure in 2015.
그림 Fig. 12. SSH contour (red) representing the EKWC and the UWE in February 26th, 2013. The concentric circular closed curve of the SSH contour indicates the UWE, the black arrows along the line 104 through the center of the UWE in the vicinity of 37 ° N are the geostrophic velocity vectors. The light blue region shows the area with the Okubo-Weiss parameter W <0 (eddy range).
그림 Fig. 13. Comparison of the size of the UWE calculated from SSH (A) and temperature vertical section (B and D) at line 104 in February 2013. (A and B) The blue line shows the Okubo-Weiss method (O-W), the red solid line shows the Winding Angle method (W-A), and the green solid line shows the geostrophic velocity method of Vector Geometry algorithm (velocity). (C and D) Methods to estimate the UWE size by using the isotherm of the thermocline (CTD), 10℃ isotherm at 100m depth (100m 1 0℃) and outermost isotherm at 200m depth (200m T) in water temperature vertical section are shown.
표 Table 1. The average size of the UWEs calculated from altimetric data (SSH) and vertical section of water temperature by type
그림 Fig. 14. The average size of the UWEs calculated by maximum velocity method in (A) the east-west direction and (B) the north-south direction.
그림 Fig. 15. The average size of the UWEs calculated by O-W method in (A) the east-west direction and (B) the north-south direction.
그림 Fig. 16. Size changes in the east-west direction and the north-south direction of the UWE generated in July 2014.
그림 Fig. 17. Schematics of three UWE patterns according to distributions of the EKWC. (A) Coupled pattern, (B) warm streamer pattern, (C) independent pattern. The black arrows indicate the mainstream of the EKWC and Tshshima Warm Current, and the red arrow represents the UWE.
그림 Fig. 18. Ulleung Warm Eddy patters. (A) Coupled (W1) and Warm Streamer (W2) patterns in May 21th, 2010, and (B) Coupled (W3) and Independent (W4) patterns in July 25th, 2011.
그림 Fig. 19. Schematic illustration of seasonal change of the UWE’s temperature (T) and salinity (S) vertical structure.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	추후의 연구가 필요한 이유는 무엇인가?	울릉 난수성 소용돌이는 동한난류와 접속되어 있는 제 1유형과 2유형의 상태에서 동한난류로부터 고온·고염의 해수 및 운동에너지를 공급받는 것으로 사료된다. 다만 각각의 유형들이 울릉도 주변 해역에서 단독으로 나타나기 보다는 2∼3개의 소용돌이가 함께 나타나는 경우가 많다. 즉, 제 1유형으로 2개의 소용돌이가 동시에 나타나거나, 제 1유형과 2유형의 소용돌이가 동시에(Fig.
	울릉 난수성 소용돌이란 무엇인가?	, 2013). 즉, 울릉 난수성 소용돌이는 35°N∼39°N, 129°E∼133°E의 범위(Fig. 1과 Fig. 4에서 검정색 선의 상자) 내에서 동한난류의 첫 번째 사행으로부터 형성된 소용돌이로 정의하였고, 이 범위 내에서 울릉 난수성 소용돌이의 물리적인 특성(동한난류와의 관계, 구조 변화, 수명, 생성 및 소멸 시기, 크기)을 분석하였다.
	여러 종류의 소용돌이가 공존하는 이유는 무엇인가?	18B) 나타나는 경우도 많다. 여러 유형의 소용돌이가 공존하는 것은 동한난류의 복잡한 사행과 다양한 형태의 소용돌이들이 생성과 병합 및 이동을 반복하면서 복잡하게 혼재하기 때문으로 보이며, 상세한 것은 추후의 연구가 필요할 것이다.

참고문헌 (34)

An, H., K.S. Shim and H.-R. Shin, 1994. On the warm eddies in the southwestern part of the East Sea (the Japan sea). J. Korean Society. Oceanogr., 29(2): 152-163.
Arruda, W., D. Nof and J.J. O'Brien, 2004. Does the Ulleung eddy owe its existence to beta and nonlinearities? Deep Sea Res. I, 51: 2073-2090.
Chaigneau, A., 2005. Eddy characteristics in the eastern South Pacitic. J. Geophys. Res., 110: C06005, doi:10.1029/2004JC002815.

상세보기
Chaigneau, A., A. Gizolme and C. Crados, 2008. Mesoscale eddies off Peru in altimeter records: Identificatioin algorithms and eddy spatio-temporal patterns. Prog., Oceanogr., 79(2-4): 106-119.

상세보기
Chaigneau, A., G. Eldin and B. Deqitte, 2009. Eddy activity in the four major upwelling systems from satellite altimetry (1992-2007). Prog. Oceanogr., 83: 117-123.

상세보기
Chelton, D.B., M.G. Schlax. R.M. Samelson and R.A. de Szo, 2007. Global observations of large oceanic eddies. Geophys. Res. Lett., 34: L15606, doi:10.1029/2007GL030812.

상세보기
Chelton, D.B., M.G. Schlax, R.M. Samelson and T.A. de Szoeke, 2011. Global observations of nonlinear mesoscale eddies. Pro. Oceanogr., 91:167-216, doi:10.1016/j.pocean.2911.01.002.
Choi, B.J., D.S. Byun and K.H. Kang, 2012. Satellite-altimeter-derived East Sea surface currents: estimation, description and variability pattern. J. Korea. Soc. Oceanogr., 17: 225-242.
Ichiye, T. and K. Takano, 1988. Mesoscale eddies in the Japan Sea. La Mer, 26: 69-76.
Isern-Fontanet, J., E. Garcia-Ladona and J. Font, 2003. Identification of marine eddies from altimetric maps. J. Atmos. Oceanic Technol., 20: 772-778.

상세보기
Isern-Fontanet, J., J. Font, E. Garcia-Ladona, M. Emelianov, C. Millot and I. Taupier-Letage, 2004. Spatial structure of anticyclonic eddies in the Algerian basin (Mediterranean Sea) analyzed using the Okubo-Weiss parameter. Deep-Sea Res. II, 51: 3009-3028.

상세보기
Isern-Fontanet, J., E. Garcia-Ladona and J. Font, 2006. Vortices of the Mediterranean Sea: An Altimeteric Perspective. J. Physic. Oceanogr., 36: 87-103.

상세보기
Isoda, Y. and S.I. Saitoh, 1993. The Northward Intruding Eddy along the East Coast of Korea. J. Oceanogr., 49: 443-458.

상세보기
Katoh, O., 1994. Structure of the Tsushima Current in the southwestern Japan Sea. J. Oceanogr., 50: 317-338.

상세보기
Kim, J.M., 2019. Influence of Dok Cold Eddy movement ont the East Korea Warm Current fluctuation. M.S. Thesis, Kunsan National University (in Korean), Kusan, 108 pp.
Lee, D.K. and P. Niiler, 2005. The energetic surface circulation patterns of the Japan/East Sea. Deep-Sea Res. II, 52 : 1547-1563.

상세보기
Lee, D.K. and P. Niiler, 2010a. Surface circulation in the southwestern Japan/East Sea as observed from drifters and sea surface height. Deep-Sea Res. I, 57: 1222-1232.

상세보기
Lee, D.K. and P. Niiler, 2010b. Eddies in the southwestern East/Japan Sea. Deep-Sea Res. I, 57: 1233-1242.

상세보기
Lee, G.H., 2010. Surface circulation in the East Sea from surface drifters and altimetry. M.S. Thesis, Kunsan National University, Gunsan, 106 pp.
Lee, G.J., 2013. Mesoscale eddies in the East/Japan Sea derived from low-resolution gridded altimeter data : Detection algorithms and chatacteristics of statistical eddy properties. M.S. Thesis, Seoul National University (in Korean with English abstract), Seoul, 71 pp.
Lie, H.J., S.K. Byun, I. Bang and C.H. Cho, 1995. Physical Structure of eddies in the southwestern East Sea. J. Korean Society. Oceanogr., 30(3): 170-183.
Matsuoka, D., F. Araki, Y. Inoue and H. Sasaki, 2016. A New Approach to Oean Eddy Detection, Tracking, and Ebent Visualization. Procedia Computer Science, 80: 1601-1611.

상세보기
Mitchell, D.A., W.J. Taegue, M. Wimbush, D.R. Watts and G.G. Sutyrin, 2005. The Dok Cold Eddy. J. Physic. Oceanogr., 35: 273-288.

상세보기
Morrow, R., F. Birol, D. Griffin and J. Sudre, 2004. Divergent pathways of cyclonic and anti-cyclonic ocean eddies. Geophys. Res. Lett., 31: L24311, doi:10.1029/2004GL020974.

상세보기
Nencioli, F., C. Dong, T. Dickey, L. Washburn and McWilliams, 2010. A vector geometry-based eddy detection algorithm and its application to a high resolution numerical model product and high-frequency radar surface velocities in the Southern California Bight. J. Atmos. Oceanic Technol., 27(3): 564-579.

상세보기
Park, J.J. and K. Kim, 2013. Deep currents obtained from Argo float trajectories in the Japan/East Sea. The Sea, Deep-Sea Res. II, 85: 169-181.

상세보기
Park, K.-A., J.-E. Park, B.-J. Choi, D.-S. Byun and E.-I. Lee, 2013. An oceanic current map of the East Sea. The Sea, 18: 234-265.

원문보기 상세보기
Sadarjeon, I.A. and F.H. Post, 2000. Detection, quantification, and tracking of vortices using streamline geometry. Comput. Graphics, 24: 333-341.

상세보기
Saraceno, M., P.T. Strub and P.M. Kosro, 2008. Estimates of sea surface height and near-surface alongshore coastal currents from combinations of altimeters and tide gauges. J.Geophys. Res., 113: C11013, doi:10.1029/2008JC004756.

상세보기
Shin, H.R., C.-W. Shin, C. Kim, C.-K. Byun and S.C. Hwang, 2005. Movement and structural variation of warm eddy WE92 for three years in the Western East/Japan Sea. Deep-Sea Res. II, 52: 1742-1762.

상세보기
Shin, H.-R., S.-K. Byun, C. Kim, S.C. Hwang and C.-W. Shin, 1995. The characteristics of the structure of a warm eddy observed to the northwest of Ulleungdo in 1992. J. Korean Society. Oceanogr., 30: 39-56 (in Korean with English abstract).
Shin, H.-R., Y. Nagata and J. Yoshida, 1992. Detailed structure and water-type distribution of the warm-core ring 86B, September 1987. Deep-Sea Res. Part A, 39: S115-S130.

상세보기
Tomosada, A., 1986. Generation and decay of Kuroshio warm corea rings. Deep-Sea Res., 33: 1475-1486.

상세보기
Yasuda, I., K. Okuda and J. Li, 1992. Evolution of a Kuroshio warm-core ring variability of the hydrographic structure. Deep-Sea Res., 39(S1): S131-S161.

상세보기

저자의 다른 논문 :

LOADING...

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증