[논문]동해 난수성 에디의 장기간 지속에 관하여

진현근; 박영규; 박균도; 김영호

doi:10.7850/jkso.2019.24.2.318

초록
AI-Helper

HYCOM 재분석 자료를 이용하여 동해에서 2003년과 2014년에 장기간 지속되었던 두 개의 난수성 에디를 선정하여 각각 WE03과 WE14로 명명하고 비교 분석하였다. 두 난수성 에디가 형성되는 시기는 동한난류가 평년에 비해 북상하는 것으로 나타났으며, 이들 난수성 에디는 동한난류와 아한대전선의 상호작용을 통해 상대적으로 수심이 얕은 한국대지 해역에서 생성되었다. 겨울철 연직 혼합에 의해서 난수성 에디의 중심부는 수심 150 m까지 $13^{\circ}C$, 34.1 psu 가량의 균질한 특성을 보였다. WE03이 생성된 후 이듬해인 2004년에 대한해협 서수도를 통해 동해로 유입되는 해수의 양이 평년에 비해 많았으나 WE14가 생성된 후 이듬해인 2015년에는 대한해협 서수도를 통해 동해로 유입되는 해수의 양이 평년에 비해 많지 않았다. 이에서 대마난류가 난수성 에디에 열과 염을 공급하지만, 난수성 에디의 장기 지속에는 큰 영향을 미치지 않음을 알 수 있다. 두 난수성 에디는 울릉도 부근에서 1년 6개월 이상 유지되었는데, 두 에디의 이동경로에 있어 특별한 공통점은 보이지 않았다. 울릉분지 부근에서는 동한난류의 사행 등으로 크고 작은 에디가 계속 생성된다. 장기간 존속하는 난수성 에디는 특별한 외적 요인에 의해서 생성되는 것이 아니라, 동한난류 또는 동한난류가 사행하는 과정에서 생성된 에디와의 상호작용을 통해 생성된 것으로 보인다. 동한난류가 평년에 비해 북상했던 시기에 장기간 지속된 난수성 에디가 항상 발생하지는 않았다는 점이 위와 같은 결론을 뒷받침한다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, comparative analysis is performed on the long-term persisted warm eddies that were generated in 2003 (WE03) and in 2014 (WE14) over the East Sea using the HYCOM reanalysis data. The overshooting of the East Korea Warm Current (EKWC) was appeared during the formation period of those wa...

In this study, comparative analysis is performed on the long-term persisted warm eddies that were generated in 2003 (WE03) and in 2014 (WE14) over the East Sea using the HYCOM reanalysis data. The overshooting of the East Korea Warm Current (EKWC) was appeared during the formation period of those warm eddies. The warm eddies were produced in the shallow Korea Plateau region through the interaction of the EKWC and the sub-polar front. In the interior of the both warm eddies, a homogeneous water mass of about $13^{\circ}C$ and 34.1 psu were generated over the upper 150 m depth by the winter mixing. In 2004, the next year of the generation of the WE03, the amount of the inflow through the western channel of the Korea Strait was larger, while the inflow was lesser than its climatology during 2015 corresponding to the development period of the WE14. The above results suggest that the heat and salt are supplied in the warm eddies through the Tsushima Warm Current (TWC), however the amount of the inflow through the Korea Strait has negligible impact on the long-term persistency of the warm eddies. Both of the warm eddies were maintained more than 18 months near Ulleung island, while they have no common feature on the pathways. In the vicinity of the Ulleung basin, large and small eddies are continuously created due to the meandering of the EKWC. The long-term persisted warm eddies in the Ulleung Island seem to be the results of the interaction between the pre-existed eddies located south of the sub-polar front and fresh eddies induced by the meanderings of the EKWC. The conclusion is also in line with the fact that the long-term persisted warm eddies were not always created when the overshooting of the EKWC was appeared.

주제어

표/그림 (12)

그림 Fig. 1. The selection process for the warm eddies. SLA maps from AVISO and HYCOM data (top), SLA anomaly patterns (middle) and meridional and zonal temperature sections from HYCOM (bottom).
그림 Fig. 2. Monthly mean temperature along with currents at 100 m for WE03.
그림 Fig. 3. Meridional (left) and zonal (right) temperature (top), salinity (middle), and velocity section across WE03 (bottom).
그림 Fig. 4. Evolution of WE03 from Jan. 2004 to July 2005. Temperature and flow at 100 m.
그림 Fig. 5. The same as fig.4, but for meridional section map.
그림 Fig. 6. Location of the center of WE03 as defined by the maximum SSHA. The sky-blue contours mean the cumulative transfer path and the numbers mean the duration in month after the formation of the WE03 in December 2003.
그림 Fig. 7. The same as Fig.2, but for WE14.
그림 Fig. 8. The same as Fig.3, but for WE14.
그림 Fig. 9. The same as Fig4 but for WE14.
그림 Fig. 10. The same as Fig.5, but for WE14.
그림 Fig. 11. The same as Fig.6, but for WE14.
그림 Fig. 12. Volume transports (top) and Temperature transports (bottom) for the western channel of the Korea Strait based on the ADCP data (Fukudome et al., 2010) from 2003 to 2005, and HYCOM data from 2003 to 2005 for WE03 and from 2014 to 2015 for WE14.

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

이와 같은 자료를 통해 장기간으로 연속적인 동해 순환 구조를 파악하는 것이 가능해졌다. 그러므로 본 연구에서는 1993년부터 2017년까지 약 25년간의 해면고도 위성자료 및 수치모델 자료를 활용하여, 장기간 지속된 난수성 에디를 선정하고 이들의 특성을 살펴보고자 한다. 이전 연구에서는 난수성 에디와 동한난류가 밀접하게 관련되어 있다고 제안하였기 때문에 난수성 에디와 동한난류간 상관성을 찾으려고 시도하였으나, 두 사례에서 동한난류의 강도와 난수성 에디 간 직접적인 관계성을 찾을 수는 없었다.
이전 연구에서는 난수성 에디와 동한난류가 밀접하게 관련되어 있다고 제안하였기 때문에 난수성 에디와 동한난류간 상관성을 찾으려고 시도하였으나, 두 사례에서 동한난류의 강도와 난수성 에디 간 직접적인 관계성을 찾을 수는 없었다. 본 연구에서는 1년 이상 장기 지속된 두 개의 난수성 에디를 비교하면서 이들의 생성과 재강화, 소멸 과정을 기술하였다.

제안 방법

물론 열과 염이 동한난류를 통해 공급되겠지만 그 절대량의 변화가 에디의 생성이나 유지를 지배하는 요인은 아니라는 의미가 된다. WE14도 WE03과 같이 주변에 생기는 에디들과 상호작용을 하였다. 2015년 5월 WE14와 대마난류 사이에 조그만 난수성 에디가 생겼고 이 에디와 상호작용을 하면서 7월 경에는 WE14가 커졌다.
수치모델인 HYCOM 자료를 기반으로 하여 동해에서 장기간 지속된 난수성 에디의 특성을 기술하였다. 동한난류가 40˚ N 부근까지 북상 후 사행하면서 상대적으로 수심이 얕은 한국대지 인근 해역에 난수성 에디가 생성되었다.
1993년부터 2017년 까지 자료를 분석하여 2003년과 2014년 겨울에 생성되어 위 세가지 조건을 모두 만족하며 장기간 지속된 난수성 에디 2개를 선정할 수 있었다. 이 에디를 생성 연도를 기준으로 WE03와 WE14라고 명명하고, 에디의 물리적 특성과 에디의 지속 기간을 분석하였다. HYCOM에서 모의된 두 에디들은 국립수산과학원 한국해양자료센터 정선해양관측 자료(KODC data)의 106번 관측라인에서도 렌즈 구조의 등온선 구조로 실존함을 확인할 수 있었다.
장기간 지속된 난수성 에디를 특정하기 위해 다음과 같은 과정을 거쳤다. 첫째, 난수성 에디는 고기압성 순환을 일으키기 때문에 Fig. 1에 나타낸 것처럼 AVISO 및 HYCOM 결과에서 독립된 양의 해면 고도 이상(Sea Level Anomaly; SLA)이 1년 이상 계속 나타나는 경우를 찾아내었다. 둘째, 난수성 에디의 중심에서는 주변보다 수온이 높기 때문에 수온 연직 구조는 남북 방향 및 동서 방향 단면에서 모두 U자 또는 V자 형태가 나타나는지 확인하였다.

대상 데이터

1993년부터 2017년 까지 자료를 분석하여 2003년과 2014년 겨울에 생성되어 위 세가지 조건을 모두 만족하며 장기간 지속된 난수성 에디 2개를 선정할 수 있었다. 이 에디를 생성 연도를 기준으로 WE03와 WE14라고 명명하고, 에디의 물리적 특성과 에디의 지속 기간을 분석하였다.
2014년 9월부터 동한난류가 40°N까지 북상하였고 2014년 10월 경, 난수성 에디(WE14)로 점차 발달하였다(Fig. 7).
모델 자료는 SST 위성자료 및 ARGO, XBT 등 해양관측자료가 동화되어 있는 Global Ocean Forecasting System (GOFS) 3.0의 HYCOM + NCODA Global Reanalysis & Analysis data (GLBu0.08) (이하 HYCOM) (Cummings, 2005; Cummings and Smedstad, 2013)이다.
모델의 공간해상도는 1/12°이고, 연직으로는 40개의 병합층으로 구성되어 있지만, Levitus 표준 수심으로 변환된 자료가 제공된다(https://www.hycom.org/dataserver/gofs-3pt0/reanalysis).
본 연구에서는 해면고도 위성자료와 수치모델 자료를 사용하였다. 해면고도 위성자료는 AVISO SSALTO/DUACS Delayed-Time Level-4 sea surface height (https://icdc.
이는 다수의 위성에서 수집한 관측자료를 기반으로 생성되었는데, 1993년 1월부터 2002년 2월까지는 Topex/Poseidon, 2002년 2월부터 2008년 10월까지는 Jason-1, 2008년 10월부터 2016년 6월까지는 OSTM/Jason-2, 2016년 6월부터 현재까지는 Jason-3 자료를 수집한 것이다. 해면 고도 이상(Sea Level Anomaly)자료는 1993-2013년 간 위성 자료를 바탕으로 하여 산출되었다.
해면고도 위성자료는 AVISO SSALTO/DUACS Delayed-Time Level-4 sea surface height (https://icdc.cen.uni-hamburg.de/fileadmin/user_upload/icdc_Dokumente/AVISO/hdbk_duacs.pdf) (이하 AVISO)로, 수평 해상도가 1/4°인 일자료이다.

성능/효과

만약 자료가 부분적으로만 존재하였다면 다른 에디나 대마난류와 상호작용을 하면서 생기는 온수 띠 등을 동한난류의 직접적인 영향이라고도 결론을 내릴 수 있을 것이다. 3차원 재분석 자료를 활용하여 전체적인 구조를 파악함으로, 기존에 제시된 결과가 부족한 자료 때문이라는 것을 파악할 수 있었다.
두 난수성 에디 모두 겨울철 연직혼합이 발생한 시기에 그 세력이 가장 강하였으며, 연직혼합이 끝난 직후 표층부터 성층화가 발생하였고 약화되었다. 또한 WE14가 존재하였던 시기에는 간헐적으로 동한난류의 공급이 약해지거나 중단(201501, 201509)되기도 하였다.
1에 나타낸 것처럼 AVISO 및 HYCOM 결과에서 독립된 양의 해면 고도 이상(Sea Level Anomaly; SLA)이 1년 이상 계속 나타나는 경우를 찾아내었다. 둘째, 난수성 에디의 중심에서는 주변보다 수온이 높기 때문에 수온 연직 구조는 남북 방향 및 동서 방향 단면에서 모두 U자 또는 V자 형태가 나타나는지 확인하였다. 에디의 중심은 HYCOM 자료 상에서 양의 해면 고도 이상이 최대값이 나타나는 점으로 정의하였다.
(1995)에서 보고된 울릉분지의 난수성 에디를 2년여에 걸쳐 위성자료와 정선관측자료를 이용하여 추적하고 분석하여, 에디 내의 균질한 고온 고염수는 겨울철 연직 혼합에 의해 생성된다고 제시하였다. 이 연구에서는 이전 연구와는 달리 난수성 에디가 동한난류나 북한한류와의 상호작용을 통해 울릉분지 외부로 이동할 수 있음을 보여 주었다. 또한 에디가 장기간 유지되기 위해서는 동한난류를 통해 열염 및 에너지 공급이 필요하다고 제시하였다.

후속연구

비록 대마 난류 혹은 동한 난류가 난수성 에디에 직접 열과 염을 공급하지는 않더라도, 난수성 에디의 열과 염은 대한해협을 통해서 공급된다. 본 연구에서 분석한 수치 모델 결과를 활용한다면 이 경로를 구체적으로 밝힐 수 있을 것으로 생각된다.
, 2004). 이 중심층의 순환이 표층의 난수성 에디 형성에 기여할 개연성은 있으나 이 연구에서는 파악하지 못하였다. 비록 대마 난류 혹은 동한 난류가 난수성 에디에 직접 열과 염을 공급하지는 않더라도, 난수성 에디의 열과 염은 대한해협을 통해서 공급된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	난수성 에디의 중심부에서 식물성 플랑크톤의 번식에 필요한 영양염이 부족해지는 이유는?	, 2017). 난수성 에디의 중심부에서는 표층에서 저층으로 향하는 침강이 발생하기 때문에 식물성 플랑크톤의 번식에 필요한 영양염이 부족할 수 있으며, 냉수성 에디에서는 반대 기작이 발생한다. 그러므로 에디는 어장 형성에도 영향을 미쳐(Sugimoto and Tameishi, 1992), 에디의 특성에 대한 연구는 학술적인 측면이나 사회ㆍ경제적인 측면에서 매우 중요하다.
	에디 중심의 온도에 따른 분류는?	, 2019), 에디는 주로 동한난류 및 아한대전선이 사행하는 과정에서 생성된다고 알려져 있다. 자연적으로 에디 중심의 온도가 주변보다 높으면 난수성 에디로, 낮으면 냉수성 에디로 불리는데, 전자의 평균 직경과 수명은 각각 100~150 km 와 3~4개월로 알려져 있고. 후자는 전자보다 약 10% 정도 작고 수명도 2-3개월 가량으로 짧은 것으로 알려 있다(Shin et al.

참고문헌 (18)

서성봉, 박영규, 박재훈, 이호진, Hirose N., 2013. 고해상도 해양예보모형 HYCOM에 재현된 쓰시마난류. Ocean and Polar Res., 35(2): 135-146.

원문보기 상세보기
홍진실, 서성봉, 전찬형, 박재훈, 박영규, 민홍식, 2016. HYCOM 재분석 자료가 재현한 동해 수온 및 염분 평가. Ocean and Polar Res., 38(4): 271-286.

원문보기 상세보기
Chang, K.I., W.J. Teague, S.J. Lyu, H.T. Perkins, D.K. Lee, D.R. Watts, Y.B. Kim, D.A. Mitchell, C.M. Lee, and K. Kim, 2004. Circulation and currents in the southwestern East/Japan Sea: Overview and review. Progress in Oceanography, 61: 105-156.

상세보기
Chang, Y.S. and Y.G. Park, 2015. Variation of Flow Properties during a Collision Event of Two Mesoscale Eddies in the Gulf Stream Region from Numerical Simulation. Ocean Sci. J., 50(3): 567-579. http://dx.doi.org/10.1007/s12601-015-0052-y.

상세보기
Cummings, J.A. and O.M. Smedstad, 2013. Variational Data Assimilation for the Global Ocean. Data Assimilation for Atmospheric, Oceanic and Hydrologic Applications vol II, chapter 13, pp. 303-343.
Cummings, J.A., 2005. Operational multivariate ocean data assimilation. Quart. J. Royal Met. Soc., Part C, 131(613): 3583-3604.

상세보기
Fukudome, K., J.H. Yoon, A. Ostrovskii, T. Takikawa and I.S. Han, 2010. Seasonal volume transport variation in the tsushima warm current through the Tsushima Straits from 10 Years of ADCP observations. J Oceanogr., 66(4): 539-551.

상세보기
Ichiye, T. and K. Takano, 1988. Mesoscale eddies in the Japan/East Sea. La Mer, 26: 69-75.
Lee, D.K. and P. Niiler, 2010. Eddies in the southwestern East/Japan Sea. Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, 57(10): 1233-1242. http://dx.doi.org/10.1016/j.dsr.2010.06.002.

상세보기
Lie, H.J. S.K. Byun, I.K. Bang and C.H. Cho, 1995. Physical Structure of Eddies in the Southwestern East Sea. Journal of the Korean Society of Oceanography, 30(3): 170-183.
Maure, E.R. J. Ishizaka, C. Sukigara, Y. Mino, H. Aiki, T. Matsuno, J.I. Goes and H.R. Gomes, 2017. Mesoscale eddies control the timing of spring phytoplankton blooms: A case study in the Japan Sea. Geophysical Research Letters, 44: 11115-11124.

상세보기
Mitchell, D.A., D.R. Watts, M. Wimbush, K.L. Tracey, W.J. Teague, J.W. Book, K.I. Chang, M.S. Suk and J.H. Yoon, 2005. Upper circulation patterns in the Ulleung Basin. Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, 52(11-13): 1617-1638.

상세보기
Moriyasu, S., 1972. The Tsushima Current. In: Stommel H, Yoshida K (Eds), Kuroshio: Its Physical Aspects. University of Tokyo Press. Tokyo.
Park, Y.G., K.H. Oh, K.I. Chang and M.S. Suk, 2004. Intermediate level circulation of the southwestern part of the East/Japan Sea estimated from autonomous isobaric profiling floats. Geophysical Research Letters, 31: L13213.
Shin, H.R., C.W. Shin, C.S. Kim, S.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 Research Part II: Topical Studies in Oceanography, 52(11-13): 1742-1762.

상세보기
Sugimoto, T. and H. Tameishi, 1992. Warm-core rings, streamers and their role on the fishing ground formation around Japan. Deep Sea Research Part A., 39: S183-S201. https://doi.org/10.1016/S0198-0149(11)80011-7.

상세보기
Sun, W., C.M. Dong, W. Tan and Y.J. He, 2019. Statistical Characteristics of Cyclonic Warm-Core Eddies and Anticyclonic Cold-Core Eddies in the North Pacific Based on Remote Sensing Data. Remote Sensing, 11(2): 208; https://doi.org/10.3390/rs11020208

상세보기
Tanioka, K., 1968. On the East Korean Warm Current (Tosen Warm Current). The Oceanographical Magazine, 20: 31-38.

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

LOADING...

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

동해 난수성 에디의 장기간 지속에 관하여
On the Persistence of Warm Eddies in the East Sea 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

표/그림 (12)

표/그림 (12)

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (18)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

연구과제 타임라인

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

동해 난수성 에디의 장기간 지속에 관하여 On the Persistence of Warm Eddies in the East Sea 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

표/그림 (12) 모든 표/그림 보기

표/그림 (12) 슬라이드로 보기

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (18)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

박영규 (12)

연구과제 타임라인

전체(0) 논문(0) 특허(0) 보고서(0)

전체(0) 논문(0) 특허(0) 보고서(0)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

동해 난수성 에디의 장기간 지속에 관하여
On the Persistence of Warm Eddies in the East Sea 원문보기

초록
AI-Helper

표/그림 (12)

표/그림 (12)

AI 본문요약
AI-Helper