seasonal and spatial variability of the East Sea mixed layer depth

ARGO 자료 등을 포함하여 최근까지 가용한 동해 수온의 프로파일에서 구한 혼합층깊이는 최대 60m 이상의 뚜렷한 계절 변화를 보인다. 이는 계절성이 큰 대기 강제력의 영향으로 판단된다. 또한 해양 내부 과정도 동해 혼합층깊이의 공간 분포 및 계절 변화에 중요한 것으로 나타났다. 즉 울릉 난수 에디. 동한 난류와 북한한류, 극전선 등의 해양 현상도 해양 상층의 성층을 좌우함으로써 동해 혼합층깊이 분포 및 계절 변화에 영향을 준다. 한편, 밀도 기준으로 구한 혼합층깊이는 대부분의 해역에서 10m 이내로 수온 기준 혼합층깊이와 일치하여 수온 기준 혼합층깊이가 혼합층깊이의 대표값으로 적절함을 나타낸다. 그러나 동해 남부 일본 연안, 홋까이도 연안, 심층대류 등의 일부 해역에서는 20m 이상의 차이를 보여 염분의 효과가 중요한 것으로 나타냈다. 본 연구에서 제시한 해양혼합층깊이의 기후값은 동해 식물플랑크톤 분포와의 비교 연구 뿐만 아니라 동해 생지화학 모델링의 기초 입력 자료로 활용될 것으로 판단된다.2

Mixed layer depth in the East Sea (Japan Sea) in summer of 1999 and winter of 2000

This study investigates variability of the mixed layer depth (MLD) and biogeochemical processes-related properties in the East Sea (also called Japan Sea) based on two hydrographic surveys conducted in summer 1999 and in winter 2000. The estimated MLD reveals detailed strcutures of the mixed layer including temperature inversion and barrier layers, in addition to climatological features such as deep mixed layers in the convection area off the Vladivostok and in the Ulleung Basin, and shallow mixed layers near the subpolar front. Possible formation mechanisums for barrier layers and temperature inversion will be presented, in relation with distribution of biogeochemical properties.1

long-term changes of the mixed layer depth in the East Sea

1965년부터 2004년까지 40년간 동해에서 가용한 수온 프로파일 자료를 이용하여 동해 해양혼합층 장기변화를 겨울철을 중심으로 분석하였다. 혼합층 수온은 동해전체에서 상승하는 경향을 보였으나 혼합층깊이는 동해 남쪽에서 얕아지고 북쪽은 깊어지는 경향이 나타났다.2

동해 해양혼합층의 계절변동성

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 지구환경과학부, 2012. 8. 오임상.We constructed a new profile-based 0.5°-resolution monthly mean climatology of the mixed layer depth (MLD) in the East Sea (ES) using most of the available temperature and salinity observations collected from 1931 to 2005. The MLD is defined by a depth at which the temperature is changed from the surface reference value by 0.2oC. The temperature-based MLD shows no significant difference (mostly less than 20 m) from the density-based values over most of the East Sea except in the regions near the Russian coast and the Japanese coast, where barrier layers are formed during a period from late fall through early spring, suggesting that the temperature-based MLD can be a good proxy for the MLD in the East Sea. The range of seasonal variation in the MLD is from about 20 m near the Sub-polar front (SPF, 38oN ~41oN) to about 200 m near the winter convection region (132oE~135oE, 41oN~43oN). The weaker seasonal variation near the SPF results from year-round strong stratification sustained largely by the subduction of relatively cold water underneath the East Korean Warm Current (EKWC) and the complex dynamic process of frontogenesis including lateral dynamics or wind-induced friction. The spatial distribution of the MLD is also changed significantly due to both atmospheric and oceanic processes including eddies and winter convection. For example, a deep mixed layer is developed in the Ulleung Basin during winter due to the Ulleung warm eddy. There was a abrupt and localized deepening along the near-coastal areas in the northern part of the ES in winter and early spring. Barrier layers were clearly identified mainly along the Russian shelf and the Japanese coast during winter, caused by presence of the low-salinity water.Contents Abstract ……………………………………………………….. i Contents ……………………………………………………… iii List of Figures ……………………………………………….... v List of Tables …………………………………………….….. xii Chapter 1. General Introduction ............................................... 1 Chapter 2. Data and Methods .................................................. 16 2.1. Data sources ................................................................................... 16 2.2. Methodologies ................................................................................ 23 2.2.1. Selection of Profiles and Quality Control ................................... 23 2.2.2. Data reduction ............................................................................... 27 Chapter 3. Mixed Layer Depth Criterion ............................... 34 3.1. Estimating mixed layer depth from oceanic profile data .......... 35 3.1.1. General description ...................................................................... 35 3.1.2. Description of methods ................................................................. 38 3.2. Defining a proper method in the East Sea .................................. 46 3.2.1. Definition of the mixed layer depth ............................................. 46 3.2.2. Choosing threshold value ............................................................. 47 iv Chapter 4. Seasonal variability of the MLD in the East Sea ........ 56 4.1. Spatial distributions and seasonal variations of the MLD ........ 51 4.2. Difference between the MLDT and the MLDD ........................... 69 4.3. Comparison of methodology between average profile and individual profile .................................................................................. 73 Chapter 5. Discussion ................................................................ 81 5.1. Relationship between atmospheric forcing and the MLD ......... 82 5.2. Shallow MLD in the sub-polar front region ............................... 95 5.3 Discrepancy between the SST minimum and the MLD maximum in the southern area of the East Sea ............................... 101 5.4. Barrier layer in the East Sea ...................................................... 107 5.5. A relationship of the MLD to chlorophyll–a concentration .... 115 Chapter 6. Conclusion ............................................................. 129 References ................................................................................ 123Docto

Marine heatwaves and subtropical environment in the Sea of Ulleing & Dok-do

본 연구에서는 동해를 포함한 울릉도와 독도에서 발생한 해양열파의 시공간적 특징을 살펴보기 위해 최근 20년(2001~2020)동안 인공위성 자료인 OISST와 동해 외해 6개 지점의 부이(울산, 포항, 울진, 동해, 울릉도, 독도) 표층수온 관측 자료를 분석하였다. OISST에 따른 해양열파의 공간적 발생특징으로 첫째 동한난류의 주축이 지나는 동해 연안 쪽에 빈도가 상대적으로 높았던 해양열파 현상이 울릉도·독도 해역에서도 빈번히 발생하였다. 둘째 2009년 이후에는 동계에 해양열파가 출현하는 빈도와 해역이 증가하였으며, 하계의 해양열파의 경우 최고 수온이 섭씨 30도를 넘는 경우도 확인되었다. 셋째 동해 6개 부이 관측 지점의 연별 해양열파 발생 기간은 5~6일이 35%, 10일 이하가 74%이었으며 독도에서 최장 94일간 지속된 사건도 있다. 특히 2010년 이후 발생 기간이 anomaly를 기준으로 한 강도 또한 뚜렷이 증가하는 경향성이 나타났다. 이러한 영향으로 을릉도-독도 해역에 수중생태계는 이전 발견되지 않았던 아열대 및 온대성 어류의 출현 및 다양한 변화를 보인다.2

Seasonal variability of the mixed layer depth in the East Sea(Japan Sea)

A climatology for the mixed layer depth (MLD) in the East Sea (Japan Sea) was produced using most available profile data collected from 1931 to 2005. It varies seasonally with a range of about 20 m, a minimum, near the subpolar front (SPF, 38°–41°N), 60–100 m in south of 38°N and north of 41°N, and about 200 m near the winter convection region (132°–135°E & 41°–43°N). The weaker seasonality near the SPF seems to result from year–round strong stratification sustained largely by advected warm water of the East Korean Warm Current and a result of complex dynamic process of frontogenesis including lateral dynamics or wind–induced friction. The temperature–based MLD does not shows any significant difference (mostly less than 20 m) from the density–based values over most of the East/Japan Sea except a few localized regions near the Russian and Japanese coasts where barrier layers form from late fall through early spring. This study confirms that atmospheric forcing largely dominates the overall magnitude of MLD seasonal variability in most of the East Sea (Japan Sea).1