[논문]국립수산과학원 장기 정선 관측 염분 자료의 정확성 평가

박종진

doi:10.7850/jkso.2021.26.1.049

초록
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국립수산과학원(NIFS)의 정선 관측은 높은 시공간 해상도를 가지며 장기간 동안 같은 정점에서 관측을 수행해오고 있어, 전 세계적으로 유례를 찾아볼 수 없을 만큼 귀중한 자료를 생산하고 있으나, 자료의 신뢰성 문제로 해양 기후 변화 연구에 실제적으로 활용되는 경우가 드물었다. 본 연구에서는 동해 심층 물성이 갖는 작은 자연적 변동성의 특성을 활용함으로써 반세기 이상 축적된 정선 관측 자료에서 나타나는 오차를 정량적으로 평가하여, 해양의 장기 변동성 연구에 기여하는 것을 목적으로 한다. 1℃ 등수온면에서 산출한 NIFS 염분 표준 오차는 평균적으로 1961~1980년 자료의 경우 약 0.160 g/kg, 1981년~1994년은 약 0.060 g/kg, 1995~2002년에는 약 0.020 g/kg, 2003년~2014년이 약 0.010 g/kg으로 시기에 따라 크게 달라져온 것으로 분석되었다. 특히 2011년~2014년 사이에 비정상적으로 오차가 증가된 해가 있었으며, 이것은 센서 관리의 미흡으로 염분 편향이 발생하였기 때문으로 파악되었다. 반면, 2012년도에는 안정적인 관측이 수행되어 거의 0.001 g/kg 의 오차를 갖는 매우 정확한 염분 자료가 얻어졌음이 확인되었다. 이 결과를 통해 품질 관리 과정의 체계화와 센서 관리 전문화 시스템을 확충한다면 국립수산과학원 정선 관측이 기후 변화로 인한 해양 변동성 연구에 크게 기여할 수 있을 만큼 충분히 고품질의 자료를 생산할 수 있을 것으로 기대한다. 마지막으로 현 정선 관측의 개선 방향에 대해 몇 가지 제언을 첨부하였다.

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The repeated shipboard measurements that have been conducted by the National Institute of Fisheries Science (NIFS) for more than a half century, provide the valuable long-term hydrographic data with high spatial-temporal resolution. However, this unprecedent dataset has been rarely used for oceanic ...

The repeated shipboard measurements that have been conducted by the National Institute of Fisheries Science (NIFS) for more than a half century, provide the valuable long-term hydrographic data with high spatial-temporal resolution. However, this unprecedent dataset has been rarely used for oceanic climate sciences because of its reliability issue. In this study, temporal variability of salinity error in the NIFS data was quantified by means of extremely small variability of salinity in the deep layer of the south-western East Sea, in order to contribute to studies on long-term variability of the East Sea. The NIFS salinity errors estimated on the isothermal surfaces of 1℃ have a remarkable temporal variation, such as ~0.160 g/kg in the year of 1961~1980, ~0.060 g/kg in 1981~1994,~0.020 g/kg in 1995~2002, and ~0.010 g/kg in 2003~2014 on average, which basically represent bias error. In the recent years, even though the quality of salinity has been improved, there still remain relatively large bias errors in salinity data presumably due to failure of salinity sensor managements, especially in 2011, 2013, and 2014. On the contrary, the salinity in the year of 2012 was very accurate and stable, whose error was estimated as about 0.001 g/kg comparable to the salinity sensor accuracy. Thus, as long as developing proper data quality control procedures and sensor management systems, I expect that the NIFS shipboard hydrographic data could have good enough quality to support various studies on ocean response to climate variabilities. Additionally, a few points to improve the current NIFS shipboard measurements were suggested in the discussion section.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. (a) NIFS hydrographic station map from 1961 to 2014, (b) the number of NIFS profile data in years, (c) the ARGO float data station map from 2000 to 2015, and (d) the number of ARGO profile data in years.
그림 Fig. 2. (a) CREAMS hydrographic station map from July 1993 to March 1999 only in the south-western East Sea, (b) T-S diagram using the CREAMS data shown in (a), (c) T-S diagram using the ARGO float data from 2000 to 2014.
그림 Fig. 3. T-S diagrams of the NIFS data in the East Sea within (a) 1961 ~1970, (b) 1971~1980, (c) 1981~1990, (d) 1991~2000, and (e) 2001~2010.
그림 Fig. 4. Yearly standard deviation of salinity on 1℃ isothermal surface obtained from (a) NIFS data and (b) delayed-mode quality controlled ARGO float data.
그림 Fig. 5. T-S diagrams obtained from NIFS data (a-d) and from ARGO float data (e-h) in (a,e) 2011, (b,f) 2012, (c,g) 2013, and (d,h) 2014.
표 Table 1. NIFS salinity error in accordance with the observation period
그림 Fig. 6. (a) Match-up locations for NIFS data in blue dots and ARGO data in red ones, (b) temporal distribution of match-ups, and (c) histogram of salinity deviation (S_NIFS-S_ARGO) on 1℃ isothermal surfaces between NIFS and ARGO data.

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