[논문]수중글라이더를 활용한 동해 최초 연속 물성 단면 관측 보고

임규창; 박종진

doi:10.7850/jkso.2024.29.1.056

수중글라이더를 활용한 동해 최초 연속 물성 단면 관측 보고
Report about First Repeated Sectional Measurements of Water Property in the East Sea using Underwater Glider 원문보기

바다 : 한국해양학회지 = The sea : the journal of the Korean society of oceanography, v.29 no.1, 2024년, pp.56 - 76

임규창 (경북대학교 경북해양과학연구소) , 박종진 (경북대학교 지구시스템과학부)

초록
AI-Helper

동해에서 수행된 국내 최장기 수중글라이더 운용 및 연속 단면 관측 결과를 보고한다. 본 연구팀은 수중글라이더를 활용하여 2020년 9월 18일부터 12월 21일까지 총 95일 동안 국립수산과학원(NIFS) 정선 관측 106 라인에 거의 일치하는 37.9 °N 위도선을 따라 동경 129.1 °E ~ 131.5 °E 사이를 6회 왕복하는 국내 최초의 연속 물성 단면 관측을 성공리에 수행하였다. 본 수중글라이더는 2020년 9월 18일 129.1 °E 위치에서 투하되어 9월 19일부터 88일간의 비행 관측을 수행하였고, 2020년 12월 15일부터 6일간 129.2 °E 위치에서 위치 제어 유지(Virtual Mooring)후 회수되며 전체 운용을 마무리하였다. 표층부터 800 dbar 수심까지 톱니형태의 궤적을 그리면서 총 수평거리 2550 km를 비행하는 동안 글라이더의 경로 이탈은 RMS 거리 262 m를 벗어나지 않을 정도의 매우 안정적인 경로 추종 모드를 보여줬다. 비행 관측을 통해 획득한 총 12개의 고해상도 물성 횡단면 자료로부터 수온과 염분의 연속적인 변동이 보이는 아중규모 특성을 확인하였고, 국립수산과학원(NIFS)의 격월 선박 관측 자료와 비교함으로써 시공간 해상도 차이에 따른 뚜렷한 특성을 발견하였다. 첫째는 공간 해상도 차이에 따른 결과로 표층 전선역의 세기 및 이동, 수온약층 강화현상 등 아중규모 현상들이 글라이더 횡단면 자료에서만 뚜렷하게 관찰되었다. 이러한 아중규모 구조는 현행 선박 관측 자료의 정점 간격(25 km) 보다 작다는 특징이 있었는데, 동해 내 아중규모 구조의 이해를 위해서는 고해상도 관측이 필요함을 의미한다. 둘째는 시간 해상도 차이에 따른 결과로 글라이더 자료에서 추출한 평균 7일 간격의 수온과 염분 시계열이 대략 6주 주기를 갖는 월중변동(Intramonthly variation) 특성을 보인다는 것과 대략 1주 동안 급격한 관측치의 변동이 나타난다는 것을 확인하였다. 이는 격월 정선 관측 자료에는 확인되지 않는 특징이다. 따라서, 정선 관측해역의 물성 변동을 이해하기 위해서는 선박 관측과 비교하여 상대적으로 비용이 저렴하고 효율적인 글라이더 관측을 통한 보완이 필요하다고 여겨진다. 마지막으로 두 플랫폼 간 관측치의 편차를 확인하였는데, 이러한 편차의 요인을 공간 규모에 기초한 정점의 정의 및 시간 규모에 따른 변동성, 그리고 각 플랫폼의 CTD 측정 장비의 교정 관점에서 논하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

We for the first time made a successful longest continuous sectional observation in the East Sea by an underwater glider during 95 days from September 18 to December 21 2020 in the Korea along the 106 Line (129.1 °E ~ 131.5 °E at 37.9 °N) of the regular shipboard measurements by the National Institute of Fishery Science (NIFS) and obtained twelve hydrographic sections with high spatiotemporal resolution. The glider was deployed at 129.1 °E in September 18 and conducted 88-days flight from September 19 to December 15 2020, yielding twelve hydrographic sections, and then recovered at 129.2 °E in December 21 after the last 6 days virtual mooring operation. During the total traveled distance of 2550 km, the estimated deviation from the predetermined zonal path had an average RMS distance of 262 m. Based on these high-resolution long-term glider measurements, we conducted a comparative study with the bi-monthly NIFS measurements in terms of spatial and temporal resolutions, and found distinguished features. One is that spatial features of sub-mesoscale such as sub-mesoscale frontal structure and intensified thermocline were detected only in the glider measurements, mainly due to glider's high spatial resolution. The other is the detection of intramonthly variations from the weekly time series of temperature and salinity, which were extracted from glider's continuous sections. Lastly, there were deviations and bias in measurements from both platforms. We argued these deviations in terms of the time scale of variation, the spatial scale of fixed-point observation, and the calibration status of CTD devices of both platforms.

주제어

표/그림 (13)

그림 Fig. 1. Bottom topography of the study area. The glider's climbing points (red dots) are plotted along with the shipboard locations (black circles) of NIFS Line 106, where a blue star indicates the mid-point of the observation line.
그림 Fig. 2. (A) Slocum G2-deep glider (KG643) before diving for the long-term operation, (B) the glider taken right before flying along the NIFS 106 line on Sep. 18, 2020. (C) The glider recovered right after the long-term operation, (D) an overseas case of glider's condition displaying notable fouling after a long-term operation, and (E) GPS position of the underwater glider during flight for all transects; # No. denotes the sequentially obtained transection.
그림 Fig. 3. (A) Longitude GPS position of the underwater glider in time, with blue lines denoting longitudinal locations of NIFS 106 stations. (B) Yo profiles of the underwater glider in time during the outbound glider flight in October 3-11.
그림 Fig. 4. Comparison of thermal lag corrections with raw measurements for a pair of up-and-down cast profiles. All glider data in this note are thermal-corrected.
그림 Fig. 5. Transections of potential temperature (A) and salinity (B) from glider observations from 19 Sep. to 15 Dec. 2020. Each transect takes a week on average. Red rectangles denote the transects corresponding to the bi-monthly measurements by NIFS, in time, say 22 Oct. and 4 Dec.
그림 Fig. 6. Sections of potential temperature are compared between NIFS (A, C, E) and glider measurements (B, D, F).
그림 Fig. 7. Sections of salinity are compared between NIFS (A, C, E) and glider measurements (B, D, F).
그림 Fig. 8. Temporal evolution of potential temperature along isopycnals during glider observations (From 20 Aug to 15 Dec), along with the NIFS measurements (21 Aug, 22 Oct and 4 Dec) for surface layer (A-D) and intermediate layer (E-H).
그림 Fig. 9. Temporal evolution of salinity along isopycnals during glider observations (From 20 Aug to 15 Dec), along with the NIFS measurements (21 Aug, 22 Oct and 4 Dec) for surface layer (A-D) and intermediate layer (E-H).
그림 Fig. 10. Temporal evolution of potential temperature along isobarics during glider observations (From 20 Aug to 15 Dec), along with the NIFS measurements (21 Aug, 22 Oct and 4 Dec) for surface layer (A-D) and intermediate layer (E-H).
그림 Fig. 11. Temporal evolution of salinity along isobarics during glider observations (From 20 Aug to 15 Dec), along with the NIFS measurements (21 Aug, 22 Oct and 4 Dec) for surface layer (A-D) and intermediate layer (E-H).
그림 Fig. 12. Salinity comparison at two depths with (A) 400 dbar and (B) 500 dbar, respectively, for salinity bias.
그림 Fig. 13. T-S diagram for NIFS and glider datasets at the mid-point of the observation line in the intermediate layer.

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저자의 다른 논문 :

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].

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