한국 남해안의 인공 용승 해역에서 발생하는 해양 환경 변화를 파악하기 위하여 2002년 및 2007년 하계의 수온, 염분, 영양염 및 유동을 관측하였다. 해중산 설치 전인 2002년의 수온, 염분은 수심 약 $30\sim40m$에서 약층이 형성되었고, 영양염은 표층에서 저층으로 농도가 증가하였다. 해중산 설치 후인 2007년의 수온, 염분은 흐름에 따른 해중산 전면부에서는 수심 약 $10\sim40m$에 약층이 나타났으나, 후면부에서는 수심 약 $20\sim30m$에서 수온 및 염분 약층이 상승하여 나타났다. 영양염은 해중산 상층부 수심 약 $30\sim40m$ 집적되었다. 이와 같이 수온, 염둔 및 영양염의 변화를 일으키는 원인을 파악하기 위하여 수온 및 염분을 이용하여 부력 주파수를 나타내었고 수평유동성분을 이용하여 연직전단 및 상대와도를 계산하였다. 수온, 염분 및 영양염 분포가 변화하는 지역은 수주의 혼합이 잘 이루어지는 해역으로 나타났다. 또한 이러한 해역은 상승류가 해양 환경 변화를 일으키는 주요인으로 밝혀졌다.
한국 남해안의 인공 용승 해역에서 발생하는 해양 환경 변화를 파악하기 위하여 2002년 및 2007년 하계의 수온, 염분, 영양염 및 유동을 관측하였다. 해중산 설치 전인 2002년의 수온, 염분은 수심 약 $30\sim40m$에서 약층이 형성되었고, 영양염은 표층에서 저층으로 농도가 증가하였다. 해중산 설치 후인 2007년의 수온, 염분은 흐름에 따른 해중산 전면부에서는 수심 약 $10\sim40m$에 약층이 나타났으나, 후면부에서는 수심 약 $20\sim30m$에서 수온 및 염분 약층이 상승하여 나타났다. 영양염은 해중산 상층부 수심 약 $30\sim40m$ 집적되었다. 이와 같이 수온, 염둔 및 영양염의 변화를 일으키는 원인을 파악하기 위하여 수온 및 염분을 이용하여 부력 주파수를 나타내었고 수평유동성분을 이용하여 연직전단 및 상대와도를 계산하였다. 수온, 염분 및 영양염 분포가 변화하는 지역은 수주의 혼합이 잘 이루어지는 해역으로 나타났다. 또한 이러한 해역은 상승류가 해양 환경 변화를 일으키는 주요인으로 밝혀졌다.
In Southern Sea of Korea, there are upwelling area where artificial seamount were built and the environment variations (temperature, salinity, nutrient and current) of before and after built seamount were observed between 2002 and 2007. In 2002, before the seamount was built, there had stratificatio...
In Southern Sea of Korea, there are upwelling area where artificial seamount were built and the environment variations (temperature, salinity, nutrient and current) of before and after built seamount were observed between 2002 and 2007. In 2002, before the seamount was built, there had stratification at 20-30m. And in 2007, seamount was built, stratification of the seamount at the front and back of it were changed by 10-40 m and 20-30 m, respectively. To know the reason of this results, we used temperature and salinity using Brunt-Vaisala Frequency and horizontal current using vertical shear and relative vorticity. They showed upwelling was mainly reason that changed the ocean environment.
In Southern Sea of Korea, there are upwelling area where artificial seamount were built and the environment variations (temperature, salinity, nutrient and current) of before and after built seamount were observed between 2002 and 2007. In 2002, before the seamount was built, there had stratification at 20-30m. And in 2007, seamount was built, stratification of the seamount at the front and back of it were changed by 10-40 m and 20-30 m, respectively. To know the reason of this results, we used temperature and salinity using Brunt-Vaisala Frequency and horizontal current using vertical shear and relative vorticity. They showed upwelling was mainly reason that changed the ocean environment.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 해중산 설치 전인 2002년 자료와 해중산 설치 후인 2007년 자료를 비교하여 수온, 염분 및 영양 염(DIN 및 DIP)의 해양환경 변화를 파악하였다. 이러한 환경 변화의 원인인 용승현상이 어떠한 매카니즘으로 발생하는지를 살펴 보았다.
경남 남해안 매물도와 국도 사이에 설치되어 있는 해중산에 의한 해양환경 변화를 파악하였다. 본 연구에서는 해중산 설치 전인 2(X)2년 자료와 해중산 설치 후인 2007년 자료를 비교하여 수온, 염분 및 영양염(DIN 및 DIP)의 해양환경 변화를 파악하였다. 이러한 환경 변화의 원인인 용승현상이 어떠한 매카니즘으로 발생하는지를 살펴 보았다.
이러한 연구결과를 바탕으로 한국의 경남 남해안 매물도와 국도 사이에 설치되어 있는 해중산해역의 해양환경 변화를 조사하여 주변 해역의 환경 변화를 파악하였다.
따라서 본 연구에서는 해중산 설치 전인 2002년 자료와 해중산 설치 후인 2007년 자료를 비교하여 수온, 염분 및 영양 염(DIN 및 DIP)의 해양환경 변화를 파악하였다. 이러한 환경 변화의 원인인 용승현상이 어떠한 매카니즘으로 발생하는지를 살펴 보았다.
제안 방법
경남 남해안 매물도와 국도 사이에 설치되어 있는 해중산에 의한 해양환경 변화를 파악하였다. 본 연구에서는 해중산 설치 전인 2(X)2년 자료와 해중산 설치 후인 2007년 자료를 비교하여 수온, 염분 및 영양염(DIN 및 DIP)의 해양환경 변화를 파악하였다.
획득한 2002년 9월 및 2007년 7월에 자료를 동서 방향(EW line), 남북 방향(SN line)의 수온 및 염분의 연직 분포로 나타내었다. 동서 및 남북 방향의 영양염연직분포를 파악하기 위하여 DIN(Dissolved Inorganic Nitrogen) 과 DIP(Dissolved Inorganic Phosphate)# 수심별 자료(정점 01은 수심 10 m 간격이고 그 외의 정점들은 표층과 중층 그리고 저층)를 이용하여 객관적 보간(objective interpolation)을 실시했다.
또한 이 시기 해역의 안정도를 파악하기 위하여 수온, 염분의 값을 이용하여 부력주파수(Brunt-Vaisala frequency)를 연직적으로 나타내었다 (식 1).
수주의 혼합 정도 및 그 회전성을 파악하기 위하여 ADCP 의 수평유동(u 및 v-currenQ을 이용하여 연진전단(vertical shear : VS)과 상대와도(relative vorticity : RV)를 계산하였다(식2 및 3).
5초마다 데이터를 기록하도록 설정한 뒤 수심 1 m 간격으로 자료를 보정하였고, 영양염(DIN, DIP)은 니스킨 채수기 (Niskin bottle sampler)-8- 사용하여 현장에서 채취한 해수를 폴리에틸렌 병에 담아 냉장 보관 후 실험실에서 해양환경공정시험 방법(해양수산부, 2005)에 따라 분석을 실시 하였다. 유동관 측은 ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler; RDI, workhorse mariner 300KHz)를 이용하여 동서 및 남북 방향으로 정선 관측을 실시하였다.
대상 데이터
Fig. 1은 연구해역의 정점을 나타내고 있으며 정점 01( 34°36 ' N, 128°30 ' E)에 인공해중산(42 x H2 x 20 : W x L x H, m)이 수심 약 40 m에 설치되어 있다. 해양 관측 조사는 2002년에는 정점 01을 기준으로 2 km 간격으로 동서 관측선 7개 정점(St.
18, 19, 20, 21)을 설정하였다. 유동관측은 2007년 7월에 동서 방향과 남북 방향로 6 km씩 십자형모양으로 실시하였다(Table 1).
1은 연구해역의 정점을 나타내고 있으며 정점 01( 34°36 ' N, 128°30 ' E)에 인공해중산(42 x H2 x 20 : W x L x H, m)이 수심 약 40 m에 설치되어 있다. 해양 관측 조사는 2002년에는 정점 01을 기준으로 2 km 간격으로 동서 관측선 7개 정점(St. 25, 21, 17, 1, 15, 19, 23)과 남북 관측선 7개 정점(St. 24, 20, 16, 1, 14, 18, 22)인 정점 13개에서 실시하였다. 2007년에는 인공해중산(정점 1)을 중심으로 반경 2 km 까지 0.
CTDS. 획득한 2002년 9월 및 2007년 7월에 자료를 동서 방향(EW line), 남북 방향(SN line)의 수온 및 염분의 연직 분포로 나타내었다. 동서 및 남북 방향의 영양염연직분포를 파악하기 위하여 DIN(Dissolved Inorganic Nitrogen) 과 DIP(Dissolved Inorganic Phosphate)# 수심별 자료(정점 01은 수심 10 m 간격이고 그 외의 정점들은 표층과 중층 그리고 저층)를 이용하여 객관적 보간(objective interpolation)을 실시했다.
이론/모형
수온과 염분은 CTD(Sea-Bird Electronics, SBE-19 SEACAT Profiler)를 이용하여 0.5초마다 데이터를 기록하도록 설정한 뒤 수심 1 m 간격으로 자료를 보정하였고, 영양염(DIN, DIP)은 니스킨 채수기 (Niskin bottle sampler)-8- 사용하여 현장에서 채취한 해수를 폴리에틸렌 병에 담아 냉장 보관 후 실험실에서 해양환경공정시험 방법(해양수산부, 2005)에 따라 분석을 실시 하였다. 유동관 측은 ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler; RDI, workhorse mariner 300KHz)를 이용하여 동서 및 남북 방향으로 정선 관측을 실시하였다.
성능/효과
해중산상부 수심 약 47이에서 양(+)의 값인 반시계 방향으로 회전하는 상승류가 보이며, 후면부의 수심 약 39 m 이심에서는 양 (+)의 값과 음(-)의 값이 혼재하여 나타났다. 따라서 연 직전단 이 강하게 나타나는 지역에서 상대와도가 양(+)의 값인 곳은 상승류가 음(-)의 값인 지역은 하강류가 우세하게 나타났다. 상승류가 우세하게 나타난 지역은 수온, 염분 및 영양염의 상승이 나타나는 곳과 일치했다.
먼저, 연구해역의 수온, 염분은 해 중산 구축 전인 2002년에 성층이 전수심 약 30 -40 m에서 나타났다. 그러나 해중산 구축 후인 2007년에는 해중산의 전면부보다 후면부에서 성층의 수심이 약 10 m 상층에 형성되어 해중산 구축 전과 변화하여 나타났다.
상대와 도는 해중산후면부 수심 약 49 m에서 음(-)의 값인 시계방향으로 회전하는 하강류의 분포를 나타났다. 해중산상부 수심 약 47이에서 양(+)의 값인 반시계 방향으로 회전하는 상승류가 보이며, 후면부의 수심 약 39 m 이심에서는 양 (+)의 값과 음(-)의 값이 혼재하여 나타났다.
2007년 하계는 해중산 전면부수심 약 10~40 m 까지 안정하며 후면부는 20~ 30 m 까지 안정하며 30 m 이심은 불안정한 수주를 나타났다. 수주의 혼합 정도와 회전성을 파악하기 위해 연직전단 및 상대와 도를 계산한 결과 연직전 단 값이 높은 지역인수심 39 m 이심에서 상대와 도는 상승류(+)와 하강류(-)의 부분이 혼재하여 나타났다.
상대와 도는 해중산후면부 수심 약 49 m에서 음(-)의 값인 시계방향으로 회전하는 하강류의 분포를 나타났다. 해중산상부 수심 약 47이에서 양(+)의 값인 반시계 방향으로 회전하는 상승류가 보이며, 후면부의 수심 약 39 m 이심에서는 양 (+)의 값과 음(-)의 값이 혼재하여 나타났다. 따라서 연 직전단 이 강하게 나타나는 지역에서 상대와도가 양(+)의 값인 곳은 상승류가 음(-)의 값인 지역은 하강류가 우세하게 나타났다.
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