초록 ▼

Ⅰ. 제 목
한중 해양과학 공동 협력 연구 : 황해 해양부이 제작 설치 및 황해 해양예보시스템 구축
Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성
1. 목적
한중 협력으로 황해의 해양환경, 자원보존, 관리 및 재해방지를 위한 황해 해양관측 예보지원시스템의 구축, 운영으로 황해 운용해양시스템(Yellow Sea Operational Oceanographic System, YOOS)의 구축 기반 수립
- 한중 협력으로 해양관측 부이를 설계, 제작하여 황해 중부 원해에 설치 운영
- 황해 해양환경 예보지원시스템의 구축

Ⅰ. 제 목
한중 해양과학 공동 협력 연구 : 황해 해양부이 제작 설치 및 황해 해양예보시스템 구축
Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성
1. 목적
한중 협력으로 황해의 해양환경, 자원보존, 관리 및 재해방지를 위한 황해 해양관측 예보지원시스템의 구축, 운영으로 황해 운용해양시스템(Yellow Sea Operational Oceanographic System, YOOS)의 구축 기반 수립
- 한중 협력으로 해양관측 부이를 설계, 제작하여 황해 중부 원해에 설치 운영
- 황해 해양환경 예보지원시스템의 구축 기반 수립
- 한․중 해양과학공동연구센터의 운영 지원
2. 필요성
- 해양 분야도 기상분야와 마찬 가지로 실시간 해양 관측, 기초 해양 현상 연구 및 예측기술 연구가 현업 예보 업무로 연결되어 국가의 해양 관련 업무 수행 지원, 해양 산업지원, 일반 국민 지원 체제로 확장되어야 해양연구에 대한 혜택이 국가 및 국민에 돌아갈 수 있게 된다.
- 우리나라는 많은 인구와 산업 시설이 황해 및 남해 연안에 밀집해 있고 연안역 개발이용이 활발히 이루어지고 있어 황해 연안에 자연 재해, 환경 문제 등이 많아 황해의 해양예보 지원시스템의 구축이 필요하며, 이를 위해서는 중국과의 협력으로 황해 전체를 한 시스템으로 하는 황해 운용해양 관측예보시스템의 구축이 요구된다.
Ⅲ. 연구개발 내용 및 범위
- 황해 중부에 한국과 중국이 협력하여 해양 관측 부이를 설치 운영 타당성 분석
- 황해 중부에 해양 관측부이 시스템의 설치와 운영에 대한 기본 설계
- 황해 중부에 해양 관측부이 시스템의 설치와 운영에 대한 실시 설계
- 황해 최적 부이 제작, 운영을 위한 자료 및 기술 개발
- 황해 원해용 적정 고정식 부이의 제작, 설치 및 운영
- 부이로부터 관측되는 황해중부 해양자료의 관리 및 활용기술 개발
- 황해 해양모델링을 위한 자료 수집 분석
- 황해 해양예보 지원시스템 구축을 위한 각종 해양 모델의 수립
- 황해 해양예보 지원시스템 구축, 시범 운영
- 황해 전체에 대한 해양자료집 생산, 작성
- 황해 통합 해양 예보 지원 체제 기반 구축
- 황해 해양전문가 네트워크 구축 및 황해 지역해양 예보시스템의 국제협력체제 구축
- 한중 해양 과학 공동연구 센터의 지원
Ⅳ. 연구개발 결과
황해 운용해양 관측예보시스템(YOOS) 기본계획 수립
- YOOS의 필요성, 사용자의 요구, 타당성 분석
- YOOS 기반기술의 개발현황 분석 및 수요 조사
- 지역 국가 간의 협력방안 수립
- 황해 원양해양관측 개념설계, 기본설계 작성해양 관측 부이 설계, 제작
- 해양 관측부이 본체, 계류장치, 전원장치 설계, 동역학 분석
- 측장, 제어, 통신 장치 설계, 센서 선정, 기술서 작성
- 해양 부이 제작, 제작된 부이의 청도항에 임시 설치 테스트, 보완해양 관측 부이 설치 운영
- 부이 설치 위치 확정
- 부이의 설치, 운영
황해 해양 자료 네트웍 구축 추진
- 황해 원양 자료 및 양국 연안자료 실시간 교환 활용 추진
- 한국 단독 결정에 따라 기술서 수정 보완, 운영 방안 마련
- 황해 중부 원양 부이 자료 실시간 수신, 관리, 전달 활용체제 수립
- YOOS 사업의 홍보
. YEOS Workshop 개최
. GOOS Workshop 개최
. YOOS 팜플랫의 제작, 한중 양국에 널리 배포황해 해양 예보 시스템 기반 수립
- 황해 해양 모델 입력 자료 생산 연결 체제 수립
- 황해 전체 해양 모델 입력 자료 보완(수심, 수온, 염분 조석, ..)
- 해양 모델의 기상 입력 제공을 위한 정밀 격자 기상 모델 설치 시범 운영
. ECMWF-HIRLAM 모델 시스템
. NCEP-WRF 모델시스템 황해 전체 해양 예측 시스템 운영 체제 구축, 시범 운영
- 3차원 해양 순환 예보 시스템 수립, 시범 운영 (CMOD, FVCOM, COHERENS, ROMS 모델 황해 수립, 시범 운영, 정밀 격자 예보 확대)
- 광역 모델에서 국지 모델로 네스팅 운용황해 전체 해양 자료집 작성
- 황해 해상풍 기후
- 황해 파랑 기후
- 황해 조석
- 황해 월별 평균 해류도 등 작성 황해 지역 해양 예보 시스템 국제협력 체제 구축
- EU 지원 YEOS 사업 추진
- 유럽, 미국, 중국과 협력, 해양관측예보 전문가 네트웍 구축 한중 해양과학 공동 연구 센터 운영 지원
- 한중 센터 관리 한중 협력 과제 지원
- 한중 센터 운영 부분 지원
Ⅴ. 연구개발 결과의 활용계획
해양관측부이의 설계, 제작, 설치 운영 기술
- 본 과제에서 얻은 부이 제작의 각 단계의 경험과 지식을 적용하여 향후 원해 해양 관측 platform의 제작 설치 시 더욱 효율적이고 경제적인 해양관측시스템 구축에 활용
- 각종 해양 기상, 해양 환경 요소의 측정 장치의 설치 운영 경험과 획득한 기술은 향후 우리나라의 더욱 안정적이고 신뢰성 있는 실시간 해양 관측 시스템 구축에 활용 황해중부 해양부이에서의 실시간 해양 관측 자료
- 이어도, 가거초 기지 자료와 더불어 황해 원해 자료 네트웍을 구성하여 황해 운용 해양예보 시스템 구축에 활용
- 실시간으로 관측 전달되는 각종 기상 및 해양 자료의 기상청에서 황해 해양 기상 예보 및 우리나라 중부 기상 예보의 정확도를 높이는데 활용
- 황해에서 측정 되는 위성 원격 탐사 자료의 현장 검정 자료로 활용하여 원격탐사 자료의 활용도를 높이는데 활용
- 황해 원해에서의 현장 관측 자료는 황해에 적용하는 각종 해양 모델의 검정, 개선 연구에 활용
- 해양 부이에서 측정되는 각종 자료는 황해에서 해양-대기 상호 작용 연구를 위시하여 각종 현상 연구의 기본 자료로 활용
- 전지구 관측시스템 및 전지구 해양 관측 시스템에 한국의 기여로 황해 중부 해양 관측 자료 활용 정밀 격자 기상 입력 생산 체제
- EU를 통해 ECMWF-HIRLAM 정밀 격자 기상 입력 예보 자료와 UM을 통해 NCEP-WRF 기상 입력 예보 자료는 황해 운용해양 예보시스템의 입력 자료로 활용
- 국지 영향을 고려하여 해풍-육풍 영향까지 고려하게 되어 연안에서의 정밀 해양 정보
- 생산 지원에 활용
- 정밀 국지 기상 입력 예보 기술은 향후 파랑, 폭풍해일 등의 후보(Hindcasting)의 입력 자료 생산에 활용 해양 예보 시스템의 결과 단기 해양예보
- 해상 교통, 어로, 양식, 해상 군 작전, 해상, 연안 건설사업 등 여러 해양 산업 활동지원
- 유류 오염 확산, 수색구조, 적조 확산 모델의 입력 자료로 활용하여 유류 오염 등 대책 체제 수립에 활용
- 황해 해양 환경, 생태 예측 시스템의 입력으로 활용하여 황해환경, 자원보전 관리 기반기술 수립에 활용
- 연안 방재 구조물의 설계 조건 산출 및 해상/연안 방재 대책에 활용
- 여수 해양박람회에 전시하여 관람객들로 하여금 해양과 GOOS에 대한 교육 및 홍보

Abstract ▼

I. Title of the Study
Cooperation Research between Korea and China on Yellow Sea Ocean Data Buoy and Ocean Prediction System
II. Objectives and Significance The marine observation and prediction system for the Yellow Sea is essential for the reduction of environmental impact due to large scale

I. Title of the Study
Cooperation Research between Korea and China on Yellow Sea Ocean Data Buoy and Ocean Prediction System
II. Objectives and Significance The marine observation and prediction system for the Yellow Sea is essential for the reduction of environmental impact due to large scale coastal development and prevention of coastal hazards along the coastal area of the Yellow Sea as well as for the support of various maritime activities such as shipping, fisheries, military operations and other ocean industries. Cooperation between Korea and China sharing the same water body, the Yellow Sea, is essential for the establishment of an operational ocean observing and prediction system for the Yellow Sea. The objectives of the cooperation studies are:
i) Design and construction and deployment of offshore observation platform
in the middle of the Yellow Sea
ii) Establishment of an operational forecasting system for the Yellow Sea
iii) Support of operation of Korea-China Joint Ocean Research Center
III. Contents and Scope
- Feasibility studies on operational oceanographic system for the Yellow Sea
- Basic design of the Yellow Sea ocean data buoy system
- Detailed design of the Yellow Sea ocean data buoy system
- Construction and deployment of the ocean data buoy for the Yellow Sea
- Management of real-time data retrieved from the Yellow Sea ocean data buoy
- Preparation of basic data for the establishment of Yellow Sea ocean prediction system
- Establishment of ocean prediction numerical models for the Yellow Sea
- Establishment of operational ocean prediction system for the Yellow Sea
- Production of gridded data sets for the Yellow Sea
- Establishment of marine experts network for the Yellow Sea Operational Oceanographic System
- Support of operation of Korea-China Joint Ocean Research Center
Ⅳ. Results
Basic design of the Yellow Sea Ocean Data Buoy System
- Studies on necessity, users demand and feasibility of YOOS
- Survey of basic technologies for YOOS
- Plan for regional cooperation between Korea and China
- Basic design of ocean data buoy for the Yellow Sea Detailed design and construction of the Yellow Sea ocean data buoy system
- Design of the hull and mooring system, dynamic analysis of the buoy system
- Design of sensor, control, data acquisition and telemetry system
- Construction and test of the ocean data buoy Deployment and operation of the buoy
- Selection of the buoy location
- Deployment of the buoy and routine operation Ocean data network for the Yellow Sea
- Exchange of real-time ocean data between Korea and China for YOOS
- Extension of ocean data collection system for the Yellow Sea
- Data acquisition and management of the real-time data from the Yellow Sea buoy
- Promotion of YOOS Program through Workshop, Booklet, etc. Preparation of input for ocean prediction system
- Preparation of input data for Yellow Sea ocean prediction
- Operational production of meteorological forcing input
. ECMWF-HIRLAM model system
. NCEP-WRF model system
- Establishment of operational ocean prediction system for the Yellow Sea
- Establishment of various 3-D circulation models for the Yellow Sea (CMOD, FVCOM, COHERENS, ROMS)
- Establishment of sea state prediction system for the Yellow Sea
- Interface of the prediction models with meteorological forcing prediction system
- Pilot demonstration of the Yellow Sea Operational Forecasting System Generation of gridded data sets for the Yellow Sea
- Wind Climate of the Yellow Sea
- Wave Climate of the Yellow Sea
- Tide of the Yellow Sea
- Monthly mean current of the Yellow Sea Establishment of marine experts network for YOOS
- YEOS Program of the EU
- Establishment of Expert Network for YOOS Support of operation of Korea-China Joint Ocean Research Center
- Support of CKJORC operation
- Support of research program of CKJORC
V. Applications of the results
Design and construction of the ocean data buoy
- Application of basic technologies in building real-time offshore observation platform for the construction of more efficient real-time ocean observing system in Korea Observation data from the Yellow Sea Ocean Data Buoy
- Establishment of operational ocean prediction system in Korea
- Weather prediction for the Yellow Sea and central area of Korea
- Calibration and validation of satellite ocean remote sensing for the Yellow Sea
- Calibration and validation of ocean models for the Yellow Sea
- Basic research on air-sea interaction
- Contribution to the international program such as GOOS and GEOSS Operational prediction of fine mesh meteorological forcing data
- Basic input for the Yellow Sea ocean prediction
- Basic input for detailed fine mesh ocean prediction for coastal area
- Hindcasting of wave and storm surge for the Yellow Sea Short-term ocean prediction for the Yellow Sea
- Ocean service for various marine activities such as safe maritime transportation, oil spill and search & rescue operation, aquaculture, red tide(algal bloom), coastal disaster prevention and various coastal environmental problems
- Reduction of damages caused by storms in the Yellow Sea and coastal area
- Support of fisheries and mariculture industries
- Optimal design of coastal structures and safe and economical construction work
- Support for safe and economic human activities in the marine environments including various marine industry and recreation
- Promotion of Regional GOOS during 2012 Yeosu International Exhibition through demonstration of operational ocean observation and prediction system for the Yellow Sea

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 10
• CONTENTS ... 14
• 목차 ... 16
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 28
• 제 1 절 연구개발의 필요성 ... 28
• 제 2 절 연구개발의 내용 ... 29
• 1. 연구개발의 최종목표 ... 29
• 2. 연구개발 목표 및 내용 ... 30
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 과학 기술 정보 ... 32
• 제 1 절 국제적 동향 ... 32
• 제 2 절 국내 및 지역 해양관측 예보 체제 현황 ... 33
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 36
• 제 1 절 황해 운용해양 시스템(YOOS) 구축 개요 ... 36
• 1. 운용 해양 시스템의 필요성 ... 36
• 2. 황해 운용해양 시스템(YOOS)의 필요성 ... 39
• 3. 황해 해양운용시스템 구축의 기본 요구 사항 ... 42
• 가. 해양 모델 및 활용 체제 ... 42
• 나. 해양 모델의 경계 조건 ... 43
• 다. 실시간 해양 관측 자료 활용 및 자료 동화 ... 43
• 4. 황해 운용해양 시스템 구축과 한중간 협력 ... 44
• 제 2 절 황해 원해 해양 관측 부이의 제작, 설치, 운영 ... 46
• 1. 효율적인 황해 중부 외해 해양 관측의 추진 개요 ... 46
• 가. 황해 외해 실시간 해양 관측 Platform ... 46
• 나. 황해 원해 해양 관측 부이의 크기, 위치에 대한 고찰 ... 47
• 다. 황해 원해 해양 관측 부이의 주요 기능 및 기본 관측 요소 고찰 ... 52
• 라. 황해의 해양 부이 관측의 문제점 및 한중 협력으로 대처 ... 53
• 마. 황해 원해 해양 관측 개선 ... 55
• 2. 황해 부이 시스템 개요 및 기본 요건 ... 57
• 가. 황해 부이 시스템 개요 및 기본 요건 ... 57
• 나. 기술 지표 ... 58
• 3. 부이 본체 및 계류시스템 설계 ... 62
• 가. 부이본체 설계 ... 62
• 4. 황해 중부 원해 해양 부이의 측정, 제어, 통신 장치 설계 ... 72
• 가. 부이 장착 장치 개요 ... 72
• 나. 시스템 구성도 ... 73
• 다. 제어장치 ... 73
• 라. 관측장치 ... 84
• 마. 통신장치 ... 92
• 5. 황해 중부 해양 부이의 제작, 설치 및 운영 ... 94
• 가. 부이의 제작 ... 94
• 나. 부이의 설치 ... 103
• 다. 부이의 운영 ... 110
• 6. 황해 중부 해양 부이 관측 자료의 수신, 관리 ... 113
• 가. 실시간 관측 자료의 수신, 관리 ... 113
• 나. 실시간 자료 제공 홈페이지 제작, 서비스 ... 117
• 7. 황해 중부 해양부이 관측 자료의 분석 ... 119
• 가. 기상 관측 자료 분석 ... 120
• 나. 해양 관측 자료의 분석 ... 128
• 제 3 절 황해 해양 예보 시스템 구축 ... 133
• 1. 황해 해양 예보 시스템의 기반 입력 자료 ... 133
• 가. 해양 입력 자료 ... 133
• 나. 기상 입력 자료 ... 146
• 다. 황해 월평균 해류도 작성 ... 151
• 2. 3차원 해양 순환 모델에 의한 황해 예보 지원 체제 ... 167
• 가. EU와 협력을 통한 3차원 황해 해양 순환 예보 지원 체제 ... 167
• 나. COHERENS 모델에 의한 황해 및 동중국해 해양 순환 예보 ... 190
• 다. ROMS 모델에 의한 황해 및 동중국해 해양 예보 ... 228
• 라. FVCOM 모델에 의한 황해 및 동중국해 해양 예보 ... 243
• 제 4 절 한중 해양과학 공동 연구 센터의 운영 지원 ... 260
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 262
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 264
• 제 6 장 참고문헌 ... 266
• 별첨1: 한․중해양과학공동연구센터 운영보고서 ... 278
• 별첨2: 자체평가의견서 ... 328