POSEIDON and TIPEX projects in the Tropical Ocean by the KIOST

열대 서태평양과 동인도양의 변동성 및 상호작용에 대한 연구의 부족은 동북아시아에서 해양기후예측의 불확실성을 크게 줄이지 못하는 요인이 되어 왔다. 한국해양과학기술원에서 수행하는 대양연구의 목적은 ENSO, IOD, 몬순, 태풍 등 해양/대기 현상의 변화 예측에 필수적인 열대 태평양-인도양 순환 변동성에 대한 분석과 기후 예측 정확도 향상을 위한 해양-대기 모니터링에 있다. 북서태평양 해역을 중심으로 2006년 이후부터 이루어지고 있는 POSEIDON 사업은 적도 및 열대역 해류순환계 종합 모니터링을 통하여 미래 예측 연구를 위한 북서태평양 물리-생태계 접합 모델을 개발하고 있다. 현재 계획중인 TIPEX 프로젝트는 태평양-인도양 사이 적도 해양변화 감시 및 변동성 연구를 위하여 서태평양과 동인도양 해황 및 해수 수송량 관측, 대규모 해양-대기 현상 변동 기작 연구, 기후변화에 따른 생물상 변화와 생지화학적 인자의 상관성 연구, 국제 대양관측망 참여 등을 목적으로 하고 있다. 한국해양과학기술원 및 우리나라는 POSEIDON과 TIPEX 프로젝트를 통한 전지구적 해양 관련 현안문제 해결을 위한 국제협력 대형연구프로그램의 주도적 추진으로 국제사회에서 글로벌 리더십을 확보할 수 있다. 변화 예측에 필수적인 열대 태평양-인도양 순환 변동성에 대한 분석과 기후 예측 정확도 향상을 위한 해양-대기 모니터링에 있다. 북서태평양 해역을 중심으로 2006년 이후부터 이루어지고 있는 POSEIDON 사업은 적도 및 열대역 해류순환계 종합 모니터링을 통하여 미래 예측 연구를 위한 북서태평양 물리-생태계 접합 모델을 개발하고 있다. 현재 계획중인 TIPEX 프로젝트는 태평양-인도양 사이 적도 해양변화 감시 및 변동성 연구를 위하여 서태평양과 동인도양 해황 및 해수 수송량 관측, 대규모 해양-대기 현상 변동 기작 연구, 기후변화에 따른 생물상 변화와 생지화학적 인자의 상관성 연구, 국제 대양관측망 참여 등을 목적으로 하고 있다. 한국해양과학기술원 및 우리나라는 POSEIDON과 TIPEX 프로젝트를 통한 전지구적 해양 관련 현안문제 해결을 위한 국제협력 대형연구프로그램의 주도적 추진으로 국제사회에서 글로벌 리더십을 확보할 수 있다.2

Leading-edge Operation Program of the East Sea Branch, KORDI

The East Sea Branch of KORDI will take the role of monitoring sea levels and coastal erosion/shoreline changes, showing the real-time variability of the sea state not only for oceanographers bu also for fishermen, citizens and for students by constructing a leading-edge survey system. This program will also provide the basic evidences such as nearshore currents and sediment transport for policy-making of coastal zone management, especially along the beach resorts in the East Sea.1

The flow and modeling in the Gulf of Cheonsu

천수만은 육지로 둘러싸인 반폐쇄형 내만으로 지형적인 특성상 수온의 연교차와 공간적인 변화가 크게 나타나는 지역이며, 수로를 따라 남북방향으로 흐른다. 이러한 천수만 해역에서의 해수유동을 파악하기 위해 계절별 조사를 실시하였고, 이를 수치실험으로 재현해보았다.2

북서태평양 관측, 모델, 기존문헌 분석을 통한 북적도 잠류(NEUC) 존재 유무

북서태평양 해류계는 대표적으로 위도 10∼15°N 사이에 서향하는 북적도해류(North Equatorial Current; NEC), 그리고 북서태평양 서쪽의 경계부에서 고위도로 향하는 쿠로시오 해류(Kuroshio Current; KC)와 저위도로 향하는 민다나오해류(Mindanao Current)로 이루어져 있다. 최근에 위도 20∼25°N를 중심으로 춘계에 강하게 동향하는 아열대반류(Subtropucal Count Current; STCC)의 존재가 알려지면서 이에 대한 많은 연구가 이루어졌다. 그러나 북적도잠류(North Equatorial Under Current)는 개념적 해류로 Wang and Hu에 의해 1999년에 처음 제안된 후, NPOCE Science Plan (2010) 내에서 Mindanao Under Current와 Luzon Under Current의 상호 작용에 의해 개념적으로 형성되어지는 모식도로 제시된 것이 전부이다. 본 연구에서는 북서태평양의 NEUC의 존재 유무를 이해하기 위하여, 북서태평양 경도 135°E를 중심으로 장기 계류 관측한 3개 정점의 해류 관측 결과, 해양순환모델 결과, 기존 북서태평양 해수 순환 연구 문헌을 분석하여 NEUC의 존재 가능성을 파악하였다.rent)로 이루어져 있다. 최근에 위도 20∼25°N를 중심으로 춘계에 강하게 동향하는 아열대반류(Subtropucal Count Current; STCC)의 존재가 알려지면서 이에 대한 많은 연구가 이루어졌다. 그러나 북적도잠류(North Equatorial Under Current)는 개념적 해류로 Wang and Hu에 의해 1999년에 처음 제안된 후, NPOCE Science Plan (2010) 내에서 Mindanao Under Current와 Luzon Under Current의 상호 작용에 의해 개념적으로 형성되어지는 모식도로 제시된 것이 전부이다. 본 연구에서는 북서태평양의 NEUC의 존재 유무를 이해하기 위하여, 북서태평양 경도 135°E를 중심으로 장기 계류 관측한 3개 정점의 해류 관측 결과, 해양순환모델 결과, 기존 북서태평양 해수 순환 연구 문헌을 분석하여 NEUC의 존재 가능성을 파악하였다.2

열대 북서태평양에서 해수면과 소용돌이에 의한 아열대반류의 변화

북서태평양 아열대해역은 에크만수렴, 표층부력, 혼합층 전선 등의 다양한 원인에 의하여 아열대반류(STCC)가 봄에서 초여름사이에 생성되어지는 것으로 알려져 있다. STCC의 장기 변동 특성을 이해하기 위하여 ADCP에 의한 관측 자료와 해수면고도 자료를 분석하였다. 자료 분석을 통하여 STCC는 16°-18°N 와 22°-24°N 사이에 두 개의 큰 밴드가 있는 것으로 확인되었다. 1992년 이후의 해수면은 남부 STCC 밴드를 중심으로 남쪽은 점차 상승하고 북쪽 해역은 하강하는 추세가 뚜렷하다. 공간적인 해수면 변동 차이는 지형류균형에 의하여 아열대반류를 강화시키는 요인이 된다. 2005년 이전에는 남쪽의 STCC가 늦겨울에서 초여름 사이에 존재하는 특성이 있으나. 2005년 이후에는 약 21 개월 이상의 지속성을 가지고 전 계절에 걸쳐서 존재하는 것이 특징이다. 남부 STCC 주변에 존재하는 소용돌이들은 남쪽 17.5°N와 북쪽의 20.5°N를 중심으로 시계방향과 반시계방향으로 회전하는 중규모성 소용돌이의 밴드축이 각각 형성되어 있다. 동향하는 남부 아열대반류는 지형류균형에 의한 강화와 중규모성 소용돌이 밴드 사이의 상호작용에 의하여 유지되어진다. 소용돌이의 회전은 동향하는 STCC에 대하여 추가적인 추진력으로 작용하게 되고, 사행하는 STCC를 유지시키는 원인이 된다.석하였다. 자료 분석을 통하여 STCC는 16°-18°N 와 22°-24°N 사이에 두 개의 큰 밴드가 있는 것으로 확인되었다. 1992년 이후의 해수면은 남부 STCC 밴드를 중심으로 남쪽은 점차 상승하고 북쪽 해역은 하강하는 추세가 뚜렷하다. 공간적인 해수면 변동 차이는 지형류균형에 의하여 아열대반류를 강화시키는 요인이 된다. 2005년 이전에는 남쪽의 STCC가 늦겨울에서 초여름 사이에 존재하는 특성이 있으나. 2005년 이후에는 약 21 개월 이상의 지속성을 가지고 전 계절에 걸쳐서 존재하는 것이 특징이다. 남부 STCC 주변에 존재하는 소용돌이들은 남쪽 17.5°N와 북쪽의 20.5°N를 중심으로 시계방향과 반시계방향으로 회전하는 중규모성 소용돌이의 밴드축이 각각 형성되어 있다. 동향하는 남부 아열대반류는 지형류균형에 의한 강화와 중규모성 소용돌이 밴드 사이의 상호작용에 의하여 유지되어진다. 소용돌이의 회전은 동향하는 STCC에 대하여 추가적인 추진력으로 작용하게 되고, 사행하는 STCC를 유지시키는 원인이 된다.2

대양사업 (POSEIDON) 결과와 대양간 해양순환(TIPEX) 프로그램 계획

전지구적 기후 변화에 따른 열대 및 적도역의 해양·대기 변동이 우리나라에 미치는 영향을 이해하기 위하여 주요 대양해역에 대한 체계적인 해양과학적 접근이 필요하다. 한국해양과학기술원에서 수행하고 있는 ‘북서태평양의 해양환경 변화가 한반도 주변해에 미치는 영향 연구(POSEIDON)’ 사업에서는 북서태평양이 우리나라 주변해에 미치는 해양기후순환생태 영향을 정량적으로 평가 및 예측하여 중기(2020) 변동성 최적 시나리오를 작성하기 위한 다양한 주제의 연구를 수행중이다. 물리적 해양환경을 이해하기 위하여 난수풀 해역에 3개의 계류 정점을 다년간 유지하여 해류 변동특성과 유기물 침강플럭스를 모니터링 하고 있으며, 금년에는 열대역의 혼합층 및 내부파 특성을 이해하기 위하여 PIES 5대를 추가적으로 계류하였다. 해양생태 환경 특성을 이해하기 위하여 북서태평양의 해역별 부유생물 생태계의 구조적 특성과 해양환경․생태계 변화 요인에 따른 부유생물 군집의 연변동성을 파악하였고, 미래 예측을 위한 생태계 모델의 입력 변수를 생산하였다. 대양사업에서는 특히 영국의 POLCOM-ERSEM 모델 운용기술을 도입하여 북서태평양 연근해를 대상으로 물리-생태 모델을 수립하여 미래 해양 변화 예측을 위한 연구를 수행중이다.주변해에 미치는 영향 연구(POSEIDON)’ 사업에서는 북서태평양이 우리나라 주변해에 미치는 해양기후순환생태 영향을 정량적으로 평가 및 예측하여 중기(2020) 변동성 최적 시나리오를 작성하기 위한 다양한 주제의 연구를 수행중이다. 물리적 해양환경을 이해하기 위하여 난수풀 해역에 3개의 계류 정점을 다년간 유지하여 해류 변동특성과 유기물 침강플럭스를 모니터링 하고 있으며, 금년에는 열대역의 혼합층 및 내부파 특성을 이해하기 위하여 PIES 5대를 추가적으로 계류하였다. 해양생태 환경 특성을 이해하기 위하여 북서태평양의 해역별 부유생물 생태계의 구조적 특성과 해양환경․생태계 변화 요인에 따른 부유생물 군집의 연변동성을 파악하였고, 미래 예측을 위한 생태계 모델의 입력 변수를 생산하였다. 대양사업에서는 특히 영국의 POLCOM-ERSEM 모델 운용기술을 도입하여 북서태평양 연근해를 대상으로 물리-생태 모델을 수립하여 미래 해양 변화 예측을 위한 연구를 수행중이다.2

The characteristic study of the tidal flat in the Chunsu-Bay

천수만은 서해 연안에 위치한 반폐쇄성 내만으로 육지로 둘러싸인 까닭에 수온의 연교차가 매우 크며, 만내에서도 위치에 따른 수온의 공간적 변화가 크게 나타나는 지역이다(충남대학교, 1996). 지형적인 특성상 만 입구를 통해 해수를 교환하고, 내만의 해수특성은 만 입구를 통해 교환되는 해수교환에 의해 공간 분포가 변화한다. 이곳의 조석특성은 반일주조인 가 우세하며(해양연구소, 1975; 한국전력공사, 1985; 충청남도, 1998), 반조차가 약 230 cm, 반조차가 약 90 cm인 반면, 과 이 각각 약 30 cm 정도이다. 평균조차는 약 4.71 m이고(수로국, 1991), 외만에서 좁은 만입구로 조석이 전파될 때 강한 조류가 발생하여 만 입구에서는 4-6노트(knot)의 강한 조류가 흐른다(해양연구소,1978). 천수만에서의 조류는 남북방향으로 흐르며, 북류는 저조 후 1시간에서 고조 후 1시간까지, 남향류는 고조 후 1시간부터 저조 후 1시간까지 흐르며, 약 10분 정도 해수가 정체된다고 알려져 있다(충남대학교, 1996). 계절적인 변화는 동계보다는 하계 조석의 대조차가 약 5 %정도 크게 나타나고, 동계에 반일주조가 하계보다 우세하게 나타난다(해양연구소, 2000). 천수만은 지형적인 특성상 만 형태와 복잡한 지형의 영향으로 조위와 조류는 국지적 성향이 강하게 나타난다.서해안과 같은 대조차 환경의 반일주조 상에서 하루 두 번 대기에 노출되고, 해수에 잠기는 조간대는 대기와 해양의 열 교환에 기여하는 바가 크다. 만내에 형성된 열의 유출․입에 미치는 영향을 열수지 모니터링을 통해 알아보았다. 열수지 관측은 수직 폴대에 -40cm, -30cm, -20cm, -10cm, 표층, 해수면 위 25cm, 50cm, 100cm, 200cm, 300cm에 각각 10개의 수온계를 고정, 설치하였고(그림 1(a)), 열수지 관측 위치는 황도 조간대 정점(36° 35.888' N, 126° 23.240' E )으로 그림 1(b)에 나타내었다. 관측은 2004년 3월 19일 9시 40분부터 2005년 9월 2일 9시 30분까지 5분 간격으로 1년 이상을 연속 관측하였다. 이 때 자동 기상 장치(autonomous weather station)를 황도(36° 35.676' N, 126° 23.206' E)에 설치하여 풍향, 풍속, 기온, 기압 및 습도를 관측하였다. 기상 관측 결과, 천수만에서의 바람은 겨울에 북서풍이 강하게 불고 여름에 남동풍이 부는 전형적인 한국 기상의 형태를 보였다. 관측 기간이 1년 이상이라 하계와 동계의 계절별 변동이 뚜&2

Long-term Trend and Low-frequency Variation of Relative Sea Level around the Korean Peninsula

The long-term rising trend of relative sea level (RSL) is relatively small along the western coasts (from +0.34mm/yr at Inchon to +1.06mm/yr at Mokpo) and medium along the the southern coasts (more or less +1.80mm/yr), and very large in the Jeju Island (+5.08mm/yr at the Jeju Port and +7.26mm/yr at Seogipo). The rising trend of RSL is alternately increasing and decreasing along the eastern coasts, except at Ulsan (-0.30mm/yr) where it is falling slightly. Since the estimated land-level rise due to post-glacial rebound ranges only about -0.3 to -0.4mm/yr, the resultant sea levels does not alter the rising trend or low-frequency pattern in the seas around Korea. The TOPEX/Poseidon altimetry analysis reveals a basin-averaged increase of +6.1mm/yr in the East Sea, which is twice as much as the global rate of sea-level rise.2

Long-term Variability of Currents moored at the northern boundary of NEC in the northwestern Pacific Ocean

Hydrographic survey and ADCP measurements were carried out as well as biogeochemical samplings by KORDI team in the northwestern Pacific Ocean under the POSEIDON programme ever since it was launched in 2006. Long-term currents were also obtained, which were measured by moored current-meters (1 ADCP for upper 500m layers and 3~4 RCMs for deeper layers) at a station between Oct. 2007 and June 2009. After recovering the current meters from the moored station, two mooring lines for measuring currents and suspended sediments have been deployed at two different locations, which would be operated at least until 2015 when the POSEIDON programme ends. The time series of currents shows that continuous intraseasonal variability associated with the fluctuation of eddy activities, especially with three consecutive peaks of strong currents by westward propagating eddies between May and September 2008. There were also coincident peaks of positive thermal anomalies even down under the depth of 2,000 meters. The background surface currents from satellite altimeter1