본 연구는 51년 장기(1967-2017년) 수온 관측자료와 ONI(Oceanic Niño Index)를 이용하여 El Niño와 La Niña가 한국 동해 연안용승 발생에 미치는 영향을 파악하였다. 수온의 시계열분석 결과 하계 연안용승 발생빈도가 동해남부(울기~감포) 연안에서 가장 높았다. 하계 ONI 가 2.5 이상 급감하는 연변동이 발생한 1987-1988년과 1997-1998년에 동해 전 연안역(부산~고성)의 수온이 4~7 ℃ 급상승하였다. ONI가 1.5 이상으로 El Niño가 강한 1987, 1997년과 ONI가 -0.8 이하로 La Niña가 강한 1988, 1998년 동해 연안역의 수온구조가 서로 다르게 나타났다. El Niño가 강한 시기 연안해역의 이상 수온은 음의 값으로 비교적 차가운 냉수괴가 분포한다. 이는 수온 경계층경사(Baroclinic tilting)가 강해 연안역의 수온 성층 형성 수심이 얕아지기 때문이다. La Niña가 강한 시기는 El Niño가 강한 시기와 반대로 이상 수온은 양의 값으로 수온이 높게 나타났다. 또한 수온의 경계층경사가 El Niño가 강한 시기에 비해 약해 수온 성층이 El Niño가 강한 시기보다 깊은 곳에 형성된다. El Niño가 강한 시기 얕은 수심에 수온성층이 형성되는 현상은 하계 남풍계열의 바람에 의한 연안용승이 발생할 확률을 높일 수 있다. 반대로 La Niña가 강한 시기에는 남풍계열의 바람이 지속적으로 불어도 연안용승이 발생할 확률이 작다. 왜냐하면, 수온성층이 El Niño가 강한 시기에 비해 깊은 수심에서 형성되기 때문이다.
본 연구는 51년 장기(1967-2017년) 수온 관측자료와 ONI(Oceanic Niño Index)를 이용하여 El Niño와 La Niña가 한국 동해 연안용승 발생에 미치는 영향을 파악하였다. 수온의 시계열분석 결과 하계 연안용승 발생빈도가 동해남부(울기~감포) 연안에서 가장 높았다. 하계 ONI 가 2.5 이상 급감하는 연변동이 발생한 1987-1988년과 1997-1998년에 동해 전 연안역(부산~고성)의 수온이 4~7 ℃ 급상승하였다. ONI가 1.5 이상으로 El Niño가 강한 1987, 1997년과 ONI가 -0.8 이하로 La Niña가 강한 1988, 1998년 동해 연안역의 수온구조가 서로 다르게 나타났다. El Niño가 강한 시기 연안해역의 이상 수온은 음의 값으로 비교적 차가운 냉수괴가 분포한다. 이는 수온 경계층경사(Baroclinic tilting)가 강해 연안역의 수온 성층 형성 수심이 얕아지기 때문이다. La Niña가 강한 시기는 El Niño가 강한 시기와 반대로 이상 수온은 양의 값으로 수온이 높게 나타났다. 또한 수온의 경계층경사가 El Niño가 강한 시기에 비해 약해 수온 성층이 El Niño가 강한 시기보다 깊은 곳에 형성된다. El Niño가 강한 시기 얕은 수심에 수온성층이 형성되는 현상은 하계 남풍계열의 바람에 의한 연안용승이 발생할 확률을 높일 수 있다. 반대로 La Niña가 강한 시기에는 남풍계열의 바람이 지속적으로 불어도 연안용승이 발생할 확률이 작다. 왜냐하면, 수온성층이 El Niño가 강한 시기에 비해 깊은 수심에서 형성되기 때문이다.
This study investigated the effects of El Niño and La Niña on coastal upwelling in the East Sea of Korea using long-term (1967-2017) water temperature observation data and Oceanic Niño Index (ONI). As a result of time series analysis of water temperature, the occurrence frequenc...
This study investigated the effects of El Niño and La Niña on coastal upwelling in the East Sea of Korea using long-term (1967-2017) water temperature observation data and Oceanic Niño Index (ONI). As a result of time series analysis of water temperature, the occurrence frequency of summer coastal upwelling was the highest in the southeastern (Ulgi ~ Gimpo) coast. In 1987-1988 and 1997-1998, when the annual fluctuations of ONI plunged more than 2.5, the water temperature in whole coast areas of the East Sea (Busan ~ Goseung) rose by 4 ~ 7 ℃. The temperature structure of the East Sea coastal water was different when El Niño was strong with ONI above 1.5 and La Niña with strong ONI below -0.8. When El Niño is strong, the water temperature anomaly in coastal waters is negative. This is due to the strong baroclinic tilting and the formation of shallow temperature stratification in the coastal waters. The strong La Niña season is opposite to the strong El Niño season, whereas the water temperature anomaly is positive. In addition, the baroclinic tilting is weaker than the time of strong El Niño and the temperature stratification is formed deeper than the time of strong El Niño. The formation of temperature stratification at shallow depths when El Niño is strong can increase the probability of occurrence coastal upwelling caused by southerly winds in the summer season. On the contrary, when La Niña is strong, occurrence of coastal upwelling is less likely even if the southerly wind blows continuously. This is because the temperature stratification is formed at deeper than when El Niño is strong.
This study investigated the effects of El Niño and La Niña on coastal upwelling in the East Sea of Korea using long-term (1967-2017) water temperature observation data and Oceanic Niño Index (ONI). As a result of time series analysis of water temperature, the occurrence frequency of summer coastal upwelling was the highest in the southeastern (Ulgi ~ Gimpo) coast. In 1987-1988 and 1997-1998, when the annual fluctuations of ONI plunged more than 2.5, the water temperature in whole coast areas of the East Sea (Busan ~ Goseung) rose by 4 ~ 7 ℃. The temperature structure of the East Sea coastal water was different when El Niño was strong with ONI above 1.5 and La Niña with strong ONI below -0.8. When El Niño is strong, the water temperature anomaly in coastal waters is negative. This is due to the strong baroclinic tilting and the formation of shallow temperature stratification in the coastal waters. The strong La Niña season is opposite to the strong El Niño season, whereas the water temperature anomaly is positive. In addition, the baroclinic tilting is weaker than the time of strong El Niño and the temperature stratification is formed deeper than the time of strong El Niño. The formation of temperature stratification at shallow depths when El Niño is strong can increase the probability of occurrence coastal upwelling caused by southerly winds in the summer season. On the contrary, when La Niña is strong, occurrence of coastal upwelling is less likely even if the southerly wind blows continuously. This is because the temperature stratification is formed at deeper than when El Niño is strong.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 한국 동해 연안용승과 냉수대 출현에 대한 선행 연구(1969 ~ 2019) 결과를 통해 용승 발생의 주요 원인을 파악하고, El Niño와 La Niña가 연안용승 발생에 어떠한 영향을 주는지 파악하고자 한다.
본 연구에서는 하계 한국 동해에서 발생하는 연안용승에 El Niño와 La Niña가 미치는 영향을 파악하기 위해 장기간(51년) 수집된 수온관측자료와 ONI를 이용하여 El Niño와 La Niña 시기 동해연안의 수온분포 특성을 분석하였다.
제안 방법
연안정지관측의 11개 정점(부산, 기장, 울기, 감포, 포항, 영덕, 후포, 죽변, 동해, 주문진, 속초)에서 관측한 표층수온자료(NIFS, 1967 ~ 2017)를 이용하였다. 냉수대 발생시 수온변화 특성을 파악하기 위해 8월 평균수온 그리고 8월 평년편차를 도시 하였다. 또한 정선관측자료 중 하계(8월) 수온 분포자료를 이용하여 수온연직분포도 및 수온수평분포도를 도시하여 년도별 하계 수온 공간 분포를 파악하였다.
또한 국립수산과학원 8월 수온 정선관측자료(NIFS, 1967 ~ 2017)를 이용하여 El Niño와 La Niña 시기의 동해 냉수괴의 수온 수평 및 연직분포 특성을 분석하였다.
냉수대 발생시 수온변화 특성을 파악하기 위해 8월 평균수온 그리고 8월 평년편차를 도시 하였다. 또한 정선관측자료 중 하계(8월) 수온 분포자료를 이용하여 수온연직분포도 및 수온수평분포도를 도시하여 년도별 하계 수온 공간 분포를 파악하였다. 선행연구에서 다루었던 연안용승 현상은 주로 7, 8월 발생하였다.
대상 데이터
국립수산과학원 한국해양자료센터에서 제공하는 해양관측자료 중 1967년부터 2017년까지 51년간 하계 수온자료를 연안정지관측자료와 정선관측자료 정점으로부터 수집하였다(http://www.nifs.go.kr/kodc/index.kodc).
또한 한국 동해연안의 연안용승 및 냉수대와 관련된 논문들 중 연안용승과 냉수대의 발생 기원 및 기작에 관한 연구논문은 1969년부터 2018년까지 총 26편이 수집되었다.
연안정지관측의 11개 정점(부산, 기장, 울기, 감포, 포항, 영덕, 후포, 죽변, 동해, 주문진, 속초)에서 관측한 표층수온자료(NIFS, 1967 ~ 2017)를 이용하였다. 냉수대 발생시 수온변화 특성을 파악하기 위해 8월 평균수온 그리고 8월 평년편차를 도시 하였다.
선행연구에서 다루었던 연안용승 현상은 주로 7, 8월 발생하였다. 정선관측자료는 년 6회(2, 4, 6, 8, 10, 12월) 수집되어 왔으며 그중 수온 성층이 잘 나타나는 하계의 수온 구조를 파악하기 위해 본 연구에서는 8월의 자료를 이용하였다.
현재까지 국내·외 학술지에서 한국 동해 연안 용승과 관련된 선행 연구 논문을 수집하였다.
데이터처리
동해 연안역의 수온의 시공간적 분포와 엘리뇨 남방진동의 관련성을 파악하기 위해 NOAA의 Climate Prediction Center(https://origin.cpc.ncep.noaa.gov/) 에서 제공하는 El Niño-Southern Oscillation의 한 척도인 Oceanic Niño Index(ONI)와 8월 평년편차와 비교분석 하였다.
성능/효과
ONI가 각각 1.7, 2.0으로 El Niño가 강한 1987, 1997년과 ONI가 –1.0으로 La Niña가 강한 1988, 1998년 동해연안역의 수온구조가 상이하게 나타났다.
따라서 수평수온분포의 결과와 마찬가지로 El Niño시기의 연안역 수온이 낮게 형성되는 것을 확인할 수 있다.
후속연구
태평양 순년진동(Pacific Decadal Oscillation; PDO)과 동해 해면고도 변동과 상관성이 있으며, 이는 난류의 강도와 관계가 있다(Gordon and Giulivi, 2004). 추후 ENSO 뿐 아니라 PDO와 동해연안의 수온분포 및 해류의 강도 등 다양한 요소들을 통해 각 요소별 주기 특성과 함께 연구해 볼 필요가 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
한국 동해연안해역에 복잡한 해황이 나타나도록 하는 환경요소는?
1). 이와 같이 한국 동해연안해역은 지형특성, 동한난류와 북한한류의 상호작용과 기상(바람·태풍 등) 등의 환경 요소에 의해 복잡한 해황이 나타난다.
한국 동해연안의 해저지형의 특징은?
한국 동해연안의 해저지형은 200 m 수심의 대륙붕단 이후 수심이 급격히 깊어지며, 경상북도 앞바다의 해저융기부(후포퇴), 감포 앞바다부터 남쪽으로 갈수록 대륙붕이 넓어지는 특징이 있다. 또한 한국 동쪽 연안을 따라 북향하는 쓰시마난류(TWC: Tusuhima Warm Current)의 지류인 동한난류(EKWC: East Korea Warm Current)와 북쪽에서 동해연안을 따라 남향하는 북한한류(NKCC: North Korea Cold Current)가 존재하며 이 두 난류와 한류는 북위 37 ~ 41°에서 만나 사행하는 형태의 극전선을 형성한다(Fig.
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