[논문]서지학적으로 본 대마난류의 몇 가지 역학적 쟁점들

승영호

doi:10.7850/jkso.2019.24.3.439

초록
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지금까지의 연구 결과를 토대로 하여 대마난류의 순환역학에 관한 몇 가지 쟁점들을 정리해 보고 향 후 해결할 문제점들을 짚어보는 기회로 삼고자 하였다. 주요 관심 사항은 대마난류의 형성, 그 수송량의 계절변동 및 동해 내부에서의 분지 현상이다. 대마난류는 북태평양 아열대순환의 일부로서 북태평양 전지구적 바람장에 의해 형성된다. 그러나 마찰, 만의 지형, 장벽효과 등에 따라 그 수송량은 민감하게 변한다. 수송량의 계절변동에 대해서는 여러 학자들에 의해 많은 요인들이 제시되어 왔으나 아한대 바람장이 이와 가장 밀접히 연관되어 있는 것으로 밝혀졌다. 그러나 향후, 아한대 바람장 뿐만 아니라 아열대 바람장까지를 포함한 북태평양 전체 바람장과의 관계를 보여줄 수 있는 연구가 필요해 보인다. 대마난류의 두 분지인 동한난류와 일본연안류의 형성 기작으로서 그동안 서안강화 현상과 해저지형 효과가 가장 유력하게 제시되어 왔다. 그러나 서안강화는 동한난류의 계절변동을 설명할 수 없다는 문제점을 갖고 있음으로 이를 대체할 다른 기작에 대한 연구가 필요하다고 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Some dynamical issues about the Tsushima Warm Current (TWC) are reviewed and checked for the remaining unresolved problems, focusing on the formation of the TWC, seasonal variation of its volume transport and its branching in the East Sea. The TWC is a part of the North Pacific (NP) subtropical gyre...

Some dynamical issues about the Tsushima Warm Current (TWC) are reviewed and checked for the remaining unresolved problems, focusing on the formation of the TWC, seasonal variation of its volume transport and its branching in the East Sea. The TWC is a part of the North Pacific (NP) subtropical gyre driven by the NP global wind system. However, the quantitative amount of volume transport is sensitive to friction, basin geometry, barrier effect and so on. Among many causes suggested by many scientists, subpolar winds are found to be most closely related with the seasonal variation of TWC volume transport. However, more studies relating the latter not only to the subpolar winds but also to those including the subtropical winds seem to be required. The branching of the TWC has been known to be due to the western intensification for the East Korean Warm Current (EKWC) and to the bottom trapping for the Nearshore Branch. Since the former hypothesis is problematic in explaining the seasonal variation of the EKWC, other candidate mechanisms may need to be considered.

주제어

표/그림 (3)

그림 Fig. 1. Currents in the East Sea. The Tsushima Warm Current (EKWC and NB) occupying the southern half of the basin originates from the Kuroshio in the North Pacific and the NKCC circulates cyclonically in the northern half of the basin. EKWC: East Korean Warm Current, NB: Nearshore Branch, NKCC: North Korean Cold Current, KS: Korea Strait, TS: Tsugaru Strait, SS: Soya Strait.
그림 Fig. 2. Time (month)-latitude diagram of the values obtained by zonally-integrating wind stress curl across the North Pacific, which is proportional to total Sverdrup transport. It is shown that the boundary between the positive and negative values changes its position seasonally with respect to the western boundary (Japanese islands).
st, q_sk and q_tk are "flow circuit" transports through, respectively, Soya-Tsugaru, Soya-Korea and Tsugaru-Korea Straits. Directions of flow circuit are marked by arrows with thicker ones implying larger transports." alt="Fig. 3. Schematic diagram showing the formation of volume transports through the (a) Soya and (b) Tsugaru Straits in summer and winter. The strait considered is marked by a thick horizontal arrow. Volume transport through a strait is the sum of all "flow circuit" transports passing through it. The quantities q_st, q_sk and q_tk are "flow circuit" transports through, respectively, Soya-Tsugaru, Soya-Korea and Tsugaru-Korea Straits. Directions of flow circuit are marked by arrows with thicker ones implying larger transports." onerror="this.src='/images/noimg.png'" class="objectfit" /> 그림 Fig. 3. Schematic diagram showing the formation of volume transports through the (a) Soya and (b) Tsugaru Straits in summer and winter. The strait considered is marked by a thick horizontal arrow. Volume transport through a strait is the sum of all "flow circuit" transports passing through it. The quantities q_st, q_sk and q_tk are "flow circuit" transports through, respectively, Soya-Tsugaru, Soya-Korea and Tsugaru-Korea Straits. Directions of flow circuit are marked by arrows with thicker ones implying larger transports.

AI 본문요약
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문제 정의

첫 번째와 두 번째 쟁점을 선택한 이유는 최근 이와 관련하여 몇 가지 새로운 사실들이 밝혀지는 등 이 분야의 연구가 활발해 질 수 있는 계기가 마련되고 있다고 사료되어 이 문제에 대한 현재까지의 상황을 되짚어 볼 필요성이 제기되었기 때문이다. 세 번째 쟁점을 선택한 이유는 현재의 대마난류의 분지 현상에 대한 역학적 해석이 약 40년 전 수립된 이 후 새로운 연구가 시도되고 있지 못하기 때문에 이를 촉진시킬 수 있는 계기를 마련하고자 하는 의도에서 기존 연구의 문제점이 무엇인지 점검해 보고자 하였다.
앞서 언급한 바와 같이 실제로 대마난류는 동해 내부에서 복잡한 이동 경로를 보이고 있는 것으로(Park et al., 2019) 알려져 있으나 큰 규모에서 보았을 때 대체적으로 한국연안측과 일본연안측으로 양분되고 있다고 볼 수 있기 때문에 이러한 관점에서 이 문제를 다루어 보았다.

가설 설정

연해관통류의 형성 및 계절변동은 연해 내부에서의 흐름 행태와는 거의 무관하게 관통류와 연결되어 있는 해양대순환에 의해서만 지배되는 것으로 볼 수 있다. 따라서 첫 번째와 두 번째 쟁점은 동해 내부에서의 대마난류의 행태와는 아무런 상관관계가 없다고 가정하였다. 그러나 이 가정은 세 번째 쟁점 - 즉 대마난류가 동해 내부에서 분지하는 현상 -에 대해서는 성립될 수 없다.
지금까지 관측된 바에 의하면 쯔가루해협과 소야해협을 통한 수송량의 계절변동 특성은 다음과 같다. 첫째, 계절변동의 양상이 세 해협에서 비슷하다는 것이다. 이는 이미 오래 전부터 인지되어 와서 동해순환 수치모델의 경계조건 등으로 활용되어온 바 있다.

성능/효과

3b). 결과적으로 소야해협에서의 계절변동 폭이 쯔가루해협보다 더 커질 수 있음을 보였다. 이 이론으로 쯔가루해협과 소야해협을 통한 수송량의 계절변동 특성을 정성적으로 설명해 줄 수는 있었으나 각 해협에 작용하는 마찰, 지형, 장벽효과(Yang et al.
따라서 소야-쯔가루해협에서 북쪽으로 멀리 떨어진 특정 지역의 바람만 동해순환에 영향을 준다고 볼 수는 없다. 둘째, 대마난류는 아열대순환 서안경계류의 일부이고 이는 아열대 바람장에 의해 조종되는 것으로 알려져 왔다. 따라서 대마난류가 아열대 바람장과 전혀 무관할 수는 없을 것이다.
이는 이미 오래 전부터 인지되어 와서 동해순환 수치모델의 경계조건 등으로 활용되어온 바 있다. 둘째, 소야해협에서 수송량의 계절변동 폭이(~1.5 Sv) 쯔가루해협(~0.4 Sv)보다 더 크다는 것이다. 이 사실은 각 해협의 지형 조건이나 평균 수송량의 크기 등으로 볼 때 쉽게 납득이 가지 않는 매우 흥미 있는 의문점이다.
첫째, 앞서 언급한 바와 같이 북태평양 바람장은 계절에 따라 그 위치를 이동하여 여름에는 북상하지만 겨울에는 충분히 남쪽으로 이동하여 소야-쯔가루해협 부근이 아한대 바람장의 영향을 받을 수 있게 된다(Fig. 2).

후속연구

따라서 대마난류가 아열대 바람장과 전혀 무관할 수는 없을 것이다. 결론적으로 대마난류 수송량이 계절에 따라 남-북으로 이동하는 북태평양 전체 바람장과는 과연 어떻게 연관되어 있는지, 또 해협을 통하여 연결되어 있는 바깥쪽의 해양 상황과는 어떤 관계에 있을지에 대한 설명이 추가적으로 필요할 것으로 보인다.
지형을 고려하지 않았음에도 실제와 비슷한 수송량을 얻은 이유는 아마도 마찰, 지형, 장벽효과(barrier effect)가 마찰계수로 적절히 매개변수화 되었기 때문이 아닐까 사료된다. 결론적으로, 대마난류는 북태평양 바람장에 의해 형성되는 북태평양 아열대순환의 서안경계류의 일부로서 그 수송량의 산정에 있어서 기본적으로 island rule이 적용될 수 있으나 - 즉, 유입, 유출구 사이의 바람장에 의해 수송량이 결정 - 유입, 유출 통로에 작용하는 마찰, 지형효과, 장벽효과(barrier effect) 등에 따라 수송량이 민감하게 달라질 수 있음으로 정확한 수송량의 산정을 위해서는 이들 효과를 적절히 반영할 필요가 있다.
그러나 이렇게 형성된 갈라짐이 동한난류와 일본연안류로 발전된다고 보기에는 다소 무리가 있을 것으로 사료된다. 결론적으로, 대마난류의 분지에 대한 문제는 아직도 논란의 여지가 많으며 향 후 더 많은 연구가 요구된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	대마난류가 생성되는 원인?	주요 관심 사항은 대마난류의 형성, 그 수송량의 계절변동 및 동해 내부에서의 분지 현상이다. 대마난류는 북태평양 아열대순환의 일부로서 북태평양 전지구적 바람장에 의해 형성된다. 그러나 마찰, 만의 지형, 장벽효과 등에 따라 그 수송량은 민감하게 변한다.
	대마난류의 수송량 변동의 원인은?	대마난류는 북태평양 아열대순환의 일부로서 북태평양 전지구적 바람장에 의해 형성된다. 그러나 마찰, 만의 지형, 장벽효과 등에 따라 그 수송량은 민감하게 변한다. 수송량의 계절변동에 대해서는 여러 학자들에 의해 많은 요인들이 제시되어 왔으나 아한대 바람장이 이와 가장 밀접히 연관되어 있는 것으로 밝혀졌다.
	대마난류에 대해 설명하라	난수역에는 대마난류가 흐르는데(EKWC와 NB, Fig. 1), 이 해류는 북태평양 서안경계류인 쿠로시오(Kuroshio, Fig. 1)에서 갈라져 나온 난류수가 대한해협(KS, Fig. 1)을 통해 유입한 것으로 동해에 유입한 후 시공간적으로 매우 복잡한 형태를 보이며 흐르는 것으로 알려져 있으나 대체적으로 두 개의 분지로 - 한국 동해안을 따라 북상하는 동한난류(EKWC, Fig. 1)와 일본 연안을 따라 북상하는 일본연안류(NB, Fig. 1)로 - 갈라진다.

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