$^{228}Ra$를 이용한 이상 저염 대마난류수의 기원 추적 연구

이동섭,김기현,Lee, Tong-Sup,Kim, Ki-Hyun 한국해양학회 1998 바다 Vol.3 No.4

동해의 울릉분지 표층에서 1996년 9월 초부터 11월 사이에 염분$^*$ 32 이하의 저염 해수가 출현했음이 최근 학계에 보고되었으며, 이 해수의 기원으로 여름철에 제주도 부근까지 세력을 확장하는 장강 유출수가 지목되었다. 대한해협의 서수로를 통과하는 해수가 두 단성분(장강 회석수와 쿠로시오 해수) 간의 단순한 혼합에 의한다는 가정하에 $^{228}Ra/^{226}Ra$ 방사능 비를 보존적 추적자로 활용하여, 두 수괴가 대한해협 서수로를 통과하는 표층수를 형성하는데 얼마나 기여하는가를 산정하였다. 알려진 두 단성분의 $^{228}Ra$, $^{226}Ra$ 방사능 측정값과 대한해협 서수로에서 측정한 $^{228}Ra/^{226}Ra$ 방사능 비로써 계산한 결과, 장강 희석수는 평균 염분이 32.17이었던 1996년 9월에 대한해협 서수로 표층수의 $58{\pm}3%$ 그리고 평균 염분이 34.53이었던 1997년 2월에는 $10{\pm}3%$ 기여하였던 것으로 나타났다. 이것은 제한된 자료와 매우 단순한 모델로부터 얻은 결과이지만 장강 유출수가 동해 내부에까지 영향을 주고 있음을 지시하며, 현재 장강 수계에 건설중인 삼협댐이 완공되면 장강 희석수 자체의 변화로 인해 북부 동중국해와 울릉분지 부근에 걸쳐 수십년 시간 규모의 해양 환경 변화가 일어날 것으로 판단된다. Recently it is reported that anomalously low saline surface waters (salinity < 32) occurred at the Ulleung Basin in the East Sea-Japan Sea, during early September to November 1996. Apparent source of such a low saline watermass seems remotely linked to the Changjiang Dilute Water (CDW), which expands to the vicinity of Cheju Island during a flood season. Based on the assumption that waters passing through the Western Channel of the Korea Strait are formed by a mixing of Kuroshio Water and CDW, simplified two end-member mixing model using $^{228}Ra/^{226}Ra$ as a conservative tracer is applied to calculate the contribution of each end member for the formation of low saline surface seawater. Model calculations show CDW contributes $58{\pm}3%$ in September 1996 (S=32.17) and $10{\pm}3%$ in February 1997 (S=34.53) in the formation of surface water flowing into the Western Channel of the Korea Strait. Although results arc deduced from a simplified model with limited data, this study demonstrates that Changjiang discharge is clearly traceable to the interior of the East Sea-Japan Sea in fall season. Undergoing Three Valley Dam construction in the Changjiang River would invoke inevitable changes in the nature and discharge of CDW and its impacts on the marine environment might be significant in the northern East China Sea and even in the Ulleng Basin for coming decades.

울릉 분지 저층수의 아질산염

이동섭,김일남,강동진,김동선,Lee, Tong-Sup,Kim, Il-Nam,Kang, Dong-Jin,Kim, Dong-Seon 한국해양학회 2007 바다 Vol.12 No.3

울릉분지의 일부 저층수에서 아질산염의 존재가 확인된 것은 용존산소가 매우 풍부한 환경에서 예상되지 않던 결과로서 괄목할만한 사실이었지만 과학적으로 설명되지 않았다. 오캄의 제안에 따르면 가능한 몇 가지 설명 가운데 대륙사면 표층 퇴적물 안에서 일어나는 탈질산화의 중간산물로써 해수로 유출되는 것이 제반 여건과 가장 잘 부합된다. 그런데 울릉분지에서는 이런 탈질산화에 따른 무기질소의 손실을 보상하는 특별한 방법이 존재하지 않은 것으로 보이며 이는 현재 심해수의 낮은 질소: 인의 비와 일맥상통한다. 여기에 열염순환을 약화시키는 온난화의 효과가 가중될 경우 현재의 생물펌프가 위축될지 또는 현재 식물플랑크톤 군집을 대체하는 새로운 군집으로 바뀌게 될지도 모른다. 그 경우 이는 동해 생태계가 직면하게 될 심각한 도전이 될 것이다. 한편으로는 수중에 산화제가 풍부함에도 불구하고 표층 퇴적물의 유기탄소함량이 아주 높게 나타나서 울릉분지에서 질소(유기물)의 순환에 대해 풀리지 않는 문제가 여전히 남아있다. Presence of bottom water nitrite in the Ulleung Basin was remarkable because it is totally unexpected phenomenon at such an oxygen-rich environment. Yet no scientific explanation was set forward. Of several plausible explanations, following the Ockham's suggestion, a leaching of nitrite as an intermediate product of denitrification in the top sediment at the slope is most agreeable to given environmental settings. There seems no complementary process to make up the loss of N in the Ulleung Basin, which seems contribute to the characteristically low N:P ratio in the deep waters. If warming proceeds that weakens the thermohaline circulation, a current biological pump may stall and the phytoplankton assemblage might replaced drastically. If so this will pause an utmost challenge to the ecosystem of the East/Japan Sea. Still there remains a contradictory sedimentary signature that requests further explanation regarding the N (or organic C)-cycle such as extraordinarily high organic carbon content despite abundant oxidants in the overlying waters.

여름과 겨울철 남해의 영양염 분포 특성

이동섭,Lee, Tong-Sup 한국해양학회 1999 바다 Vol.4 No.4

여름과 겨울철 남해의 해수에 포함되어 있는 영양염의 분포 특성을 수온, 염분, 겉보기 산소 소모량, pH 등의 환경 인자들과의 상관도를 통해 파악하고자 하였다. 여름철에 영양염의 분포는 염분보다는 수온과 양호한 상관도를 보였으며 생물 활동과 관련이 갚은 pH, 겉보기 산소 소모량과 유의한 상관관계를 보였다. 이로 보아 여름철에 형성되는 염전선역에서 일차생산자에 의한 영양염 소비가 활발하여 염분과 영양염과의 상관성을 강력하게 변형시키는 것으로 판단된다. 겨울철에는 수온이 영양염과 가장 유의한 상관관계를 나타내어 수직 혼합된 냉수와 북상하는 난류의 세력이 만나는 열전선의 위치가 영양염 분포에 가장 중요한 요인으로 분석되었다. 여름철에 가장 우수한 상관도를 보였던 ($R^2$ >0.6) pH의 경우 겨울철에 생물 활동이 미약하여 상관도가 크게 낮아졌다($R^2$ <0.5). 수심에 대해 적분한 질산염+아질산염 인산염 규산염의 값은 각기 여름철에는 321 $mmol{\cdot}m^{-2}$, 23 $mmol{\cdot}m^{-2}$, 637 $mmol{\cdot}m^{-2}$이었고 겨울철에는 261 $mmol{\cdot}m^{-2}$, 31 $mmol{\cdot}m^{-2}$, 742 $mmol{\cdot}m^{-2}$로 계산되었다. 영양염의 질소 대 인의 비는 여름철에는 인이 상대적으로 부족한 반면 겨울철에는 이와 반대로 질소가 결핍되어 우기에 강우와 하천을 통한 질소의 유입이 남해 생태계 유지에 중요한 역할을 하는 것으로 판단된다. This paper presents the results of recent nutrients measurement and analysis in relation to other environmental parameters such as temperature, salinity, AOU and pH in the South Sea, Korea. In summer, temperature showed stronger correlation with nutrients than salinity and also did the parameters related to biological activities such as pH and AOU. Implications of above results exemplify that primary producers in the vicinity of salt front actively consumed nutrients so that nutrients-salinity correlation is strongly modified in the salt front. Nutrient in winter showed significant correlation only with temperature. Nutrient distribution seems governed by the location of thermal front between vertically mixed cold water in northern area and warm waters flowing north. Due to weak biological activity in winter pH-nutrients correlation, which was strongest in summer ($R^2$ >0.6) dropped sharply in winter ($R^2$ <0.5). Depth integrated nitrate+nitrite, phosphate and silicate values are 321 $mmol{\cdot}m^{-2}$, 23 $mmol{\cdot}m^{-2}$, 637 $mmol{\cdot}m^{-2}$ in summer and 261 $mmol{\cdot}m^{-2}$, 31 $mmol{\cdot}m^{-2}$, 742 $mmol{\cdot}m^{-2}$ in winter, respectively. NIP values in summer exhibit phosphorus deficiency, however, winter situation is reversed for nitrogen. Nitrogen input via precipitation and riverine discharge in wet season seems potentially critical for maintaining the South Sea ecosystem.

해역의 환경특성을 고려한 해양환경 기준설정과 수질등급 평가

노태근,이동섭,이상룡,최만식,박철,이종현,이재영,김성수,Rho, Tae-Keun,Lee, Tong-Sup,Lee, Sang-Ryong,Choi, Man-Sik,Park, Chul,Lee, Jong-Hyun,Lee, Jae-Young,Kim, Seung-Su 한국해양학회 2012 바다 Vol.17 No.2

육상기인 오염원의 해양유입의 급속한 증가로 인해 유해성 적조발생이 빈번해졌을 뿐 아니라, 양식기술의 발달과 과밀양식으로 인해 연안역의 자가 오염증가가 가속화되고 있다. 따라서 해양환경 관리와 적절한 해역이용을 위해 과학적인 관리의 필요성이 증가하고 있다. 현행 환경기준은 일본의 해역 수질기준을 준용하여 육상의 배수기준에 희석 비율을 적용시켜 설정하는 공학적인 방식이다. 그리고 해역의 환경특성을 고려하지 않고 일률적인 값을 적용하였다. 유럽연합, 미국, 호주, 캐나다 등의 선진국에서는 이미 20여 년 전부터 종합적인 수질관리대책을 마련하고 있다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 해양환경 특성에 적합한 수질평가 기준을 설정하기 위해 해역을 해류, 조석, 탁도 등을 기준으로 다섯 가지의 생태구로 구분하였다. 그리고 국가해양측정망의 관측항목 중에서 부영양화의 원인항목(용존 무기질소(dissolved inorganic nitrogen, DIN), 용존 무기인(dissolved inorganic phosphorus, DIP)과 일차반응항목(클로로필, Secchi depth)과 이차반응항목(저층용존산소포화도, bottom dissolved oxygen saturation)에 해당하는 항목들을 평가항목으로 선정하였다. 용존 무기질소, 용존 무기인과 클로로필의 기준값은 각각의 생태구에서 하천의 유입 영향이 최소인 외양역 정점의 2000년에서 2007년까지의 계절별 평균값 중 최대값으로 하였고, Secchi depth는 계절별 평균값 중 최소값을 선택하였다. 그리고 저층용존산소 포화도는 외양역의 평균값 중 최소포화도 값인 90%를 전체 생태구의 기준값으로 정하였다. 전체연안을 체계적이고 동일한 기준으로 관리하기 위해서 개별 평가항목의 점수로부터 원인항목, 일차반응 항목, 이차반응 항목 순으로 큰 가중치를 부여하는 가중선형합산 방식으로 수질지수를 계산하였다. 2000년부터 2007년까지 모든 정점에서 구한 수질지수의 분포는 최소값인 20과 중앙값이 30에서 빈도수가 높은 쌍봉분포가 나타났다. 따라서 수질지수의 쌍봉분포 앞부분에 해당하는 23이하를 매우좋음(I등급)으로 하였고 최소값+표준편차 이하를 좋음(II등급), 최소값+2표준편차 이하를 보통(III등급), 최소값+3표준편차 이하를 나쁨(IV등급), 그리고 최소값+3표준편차 초과일 때 아주나쁨(V등급)으로 정하였다. For the development of reference values and evaluation of water quality in various environmental conditions, we divided the coastal region around Korean peninsular into 5 distinctive ecological regions based on the influence of surface current, depth, tidal range, turbidity, and climate condition. We used national marine environment monitoring data collected by National Fisheries Research & Development Institute(NFRDI) from 2000-2009. For the reference values, we used maximum seasonal mean from 2000 to 2007 for DIN, DIP, and chlorophyll-a and minimum seasonal mean for secchi depth measured at stations without the influence of river runoff in each ecological regions. For the reference value of bottom dissolved oxygen saturation, we used minimum mean value of 90% calculated from minimal riverine influence stations of whole regions. We calculated enrichment score for each assessment criteria. The enrichment score of DIN, DIP, and Chlorophyll-a was 1 (=< reference value), 2 (< 110% of reference value), 3 (< 125% of reference value), 4 (< 150% of reference value), and 5 (> 150% of reference value). The enrichment score of DO saturation and Secchi depth was 1 (> reference value), 2 (> 90% of reference value), 3 (>75 % of reference value), 4 (> 50% of reference value), and 5 (< 50% of reference value). We calculated water quality index using weighted linear combination of five enrichment score for the comparison of whole regions. From the water quality index distribution calculated from all stations between 2000 and 2007 period, we classified into 5 grade based on the standard deviation calculated from total water quality index. We assigned grade very good(I), good(II), moderate(III), bad(IV), and very bad(V) when the water quality index was less than 23, minimum + 1 sd, +2 sd, +3 sd, and grater than minium+ 3 sd, respectively.

공극수 모델로 추정한 강화도 갯벌의 탈질산화 작용

나태희,이동섭,Na, Tae-Hee,Lee, Tong-Sup 한국해양학회 2005 바다 Vol.10 No.1

강화도 남단 갯벌의 상부조간대 세 정점에서 퇴적물 시료를 채취하여, 공극수에서 질산염 등 영양염을 분석하였다. 질산염의 공극수내 분포를 단순한 1차원 모델로 분석한 결과, 탈질산화율은 장화리에서 $7.8{\sim}9.4{\times}10^{-7}{\mu}mol{\cdot}cm^{-2}{\cdot}sec^{-1}$, 동막에서 $1.4{\sim}3.6{\times}10^{-7}{\mu}mol{\cdot}cm^{-2}{\cdot}sec^{-1}$로 추정되었다. 이는 타 지역에서 보고된 반응속도와 별 차이가 나지 않는 규모였다. 탈질산화율은 여름철에 낮았으며, 퇴적물 입도가 상대적으로 조립한 장소에서 1.5배 이상 빠르게 나타나서, 입도가 탈질산화 반응물질의 공급속도를 조절하는 중요한 인자 중의 하나로 판단되었다. 탈질산화는 무기질소 성분을 $N_2$로 영구적으로 갯벌의 계 외로 제거함으로써 지화학적 정화능으로 제시될 수 있지만, 열역학적 판단기준으로 보면 계에 대해 정화라는 개념을 부여하는 데에는 문제가 있다고 판단된다. 또한 현재 갯벌이란 용어가 생태환경적 기능이 상이한 염습지, 모래갯벌과 펄갯벌을 통칭하고 있어서 과학적인 분류가 시급한 것으로 나타났다. We measured nitrate and other nutrients in sediment pore waters retrieved from three sites at the southern upper-tidal flats of the Ganghwa Island. Denitrification rate is estimated by applying a simple 1-D model to the nitrate profiles. Results from Jangwha and Dongmak sites are $7.8{\sim}9.4{\times}10^{-7}{\mu}mol{\cdot}cm^{-2}{\cdot}sec^{-1}$, and $1.4{\sim}3.6{\times}10^{-7}{\mu}mol{\cdot}cm^{-2}{\cdot}sec^{-1}$, respectively. Rates are comparable to those reported around the world in an order of magnitude. Denitrification was lower in summer. The rates were about 1.5 times higher at site where the surface sediments consist of relatively coarser particles. This implies that particle size would control the reactant supply to the subsurface sediment. One may claim the denitrification as an evidence of the biogeochemical purification function of tidal flat. However, the purification seems not a general attribute of a tidal flat when whole system is scrutinized by a thermodynamic criterion. Currently the term 'tidal flat' is used when describing the diverse coastal wetlands such as salt marshes, sandy tidal flats and muddy tidal flats, which exhibit quite different ecological functions. Thus it is worthy of mentioning that the classification of coastal wetlands on the basis of sedimentological characteristics and biogeochemical functions should facilitate our understanding.

여름철 동중국해 및 남중국해 표층수의 Ra 동위원소를 이용한 수계분석

양한섭,이동섭,Yang, Han-Soeb,Lee, Tong-Sup 한국해양학회 1999 바다 Vol.4 No.4

라디움(Ra) 동위원소 분포특성을 이용하여 동중국해와 남중국해 여름철 표층수의 해수의 조성을 밝히고자 하였다. 염분과 라디움 동위원소 방사능비($^{228}Ra/^{226}Ra$)의 분포는 동중국해와 남중국해에서 각기 쿠로시오 표층수와 장강 희석수, 쿠로시오 표층수와 연안 희석수의 두 단성분 해수의 단순혼합으로 설명하기에 적절하게 점진적으로 변화하는 분포양상을 나타냈다. 동중국해의 경우에 두 단성분 해수의 혼합은 Ra 동위원소비와 염분의 두 추적자로 각각 정량화가 가능하였는데, 결과를 비교해 보면 쿠로시오에 가까운 정점에서는 매우 비슷한 결과를 보였으나 대마난류가 분지된 이후부터는 차이가 커지기 시작하였다. 이러한 차이를 보이게 하는 가능한 요인으로 중층수와의 혼합이 지목되었다. 이 경우 염분과 Ra 동위원소비는 서로 반대방향으로 교란될 것으로 예상된다. 즉 염분은 저염수의 기여도를 과소평가하는 방향으로 반대로 Ra 동위원소비는 과대평가하게 되므로 두 결과값의 중간값이 실제에 가까울 것으로 판단되었다. This study aims to decipher surface water mass interaction in summer in the South China Sea and East China Sea by radium isotope distribution pattern. Salinity and activity ratio of radium ($^{228}Ra/^{226}Ra$) showed gradual changes, which were adequate to apply simple two end-member mixing between Kuroshio surface water and Changjiang Dilute Water for the East China Sea and the former and Nearshore Diluted Watermass (NDW) for the South China Sea. Two tracer methods, salinity and Ra isotope ratio, were compared for East China Sea. Results showed remarkable consistency for waters near Kuroshio, however, discrepancy were noticeable after Tsushima Warm Current branching. Mixing with subsurface waters may cause the discrepancy. When mixed with subsurface waters, salts and radium isotope ratio are expected to be biased in opposite direction, i. e. prone to underestimate the fraction of less saline water in the case of salts and vice versa for Ra isotope ratio. Taking the mean values of two different results seems more realistic to estimate fraction of end-members.

동해 북부해역 유광층에서 TEP 분포와 이산화탄소 인자와의 상호관련성

전현덕,노태근,이동섭,Jeon, Hyun-Duck,Rho, Tae-Keun,Lee, Tong-Sup 한국해양학회 2012 바다 Vol.17 No.2

Transparent exopolymer particles(TEP)는 식물플랑크톤이 배출하는 다당류 물질이 자가응집을 통해 생성되는 끈적거리는 특성을 가진 물질로 해중설 형성에 중요한 역할을 담당한다고 밝혀져 왔다. 본 연구는 동해 북부해역에서 TEP 농도 분포특성과 탄소순환에서 역할을 이해하기에 이산화탄소계 인자, 엽록소-a 농도들을 관측하였다. 동해 북부해역의 TEP는 $0{\sim}338{\mu}g\;Xeq\;l^{-1}$로 연안역의 농도보다 낮으나 다른 외양역의 대번식기와 유사한 값이 나타났다. TEP의 공간분포는 엽록소-a의 공간 분포특성과 유사하게 나타나고 있는 것으로 보아 식물플랑크톤이 TEP의 주요 기원으로 사료된다. 직접 측정한 pH와 총 알칼리도의 값을 이용하여 총 용존 무기탄소($TCO_2$)를 계산하였으며, 염분 35 psu에 해당하는 값으로 변환된 $NTCO_2$는 수온에 대해 선형적으로 감소하고 있다. 수온으로 계산된 $NTCO_2$와 현장에서 측정한 $NTCO_2$와의 차이는 생물적인 과정에 의한 이산화탄소의 제거($NTCO_{2bio}$)를 나타내는데, 난수역에서 $NTCO_{2bio}$값이 음의 값이 나타났고 TEP의 농도가 높은 것으로 보아 생물적인 과정에 의해서 해수중의 이산화탄소가 감소한 것으로 사료된다. 북위 $44^{\circ}-46^{\circ}$ 냉수역은 표층에서 TEP 농도는 낮지만, 엽록소-a 최대층에서 TEP의 농도 또한 높게 나타났고 TEP에 포함된 탄소(TEP-C)가 $NTCO_{2bio}$의 약 40%를 기여하였다. 본 연구에서 TEP농도가 해수 중의 이산화탄소 농도 및 pH와 뚜렷한 상관관계가 나타나지 않아서 이산화탄소 농도에 따른 TEP의 반응은 살펴볼 수 없었으나 해수 중의 탄소순환에서 생물적인 과정을 이해하는데 TEP가 중요하게 고려되어야 함을 시사한다. Transparent exopolymer particles (TEP) are formed by aggregation of polysaccharide products excreted by phytoplankton and have sticky character like gel. They play important role in the production of marine snow in water column. To study the distribution pattern of TEP concentration and its role in carbon cycle in the surface ocean, we measured pH, Total alkalinity (TA), and chlorophyll-a in addition to physical characteristics of seawater within the surface water column. TEP concentrations ranged from nearly undetectable values to $338{\mu}g\;Xeq\;l^{-1}$. They were considerably lower than previously reported values from costal sites, but showed similar values observed in other oceanic region during phytoplankton bloom periods. The spatial distribution of TEP concentrations were similar to those of chlorophyll-a, which indicate that the production of TEP were closely related to phytoplankton. Calculated total dissolved inorganic carbon ($TCO_2$) from the pH and TA was normalized to 35 psu of salinity ($NTCO_2$) and showed negative linear relationship with temperature. Biological drawdown of $NTCO_2$ ($NTCO_{2bio}$) was estimated from the difference between theoretical $NTCO_2$ values and observed $NTCO_2$. In the warm region located south of $40^{\circ}N$ along the $132.5^{\circ}N$ meridional lines, $NTCO_{2bio}$ showed negative value and TEP concentrations were high. This suggested that negative $NTCO_{2bio}$ may be attributed to the biological processes. At the stations located between 44 and $46^{\circ}N$, TEP concentrations showed high concentration at the chlorophyll-a maximum layer within the water column while they showed low concentration in the surface layer. Carbon content of TEP constituted about 40% of $NTCO_{2bio}$ at the chlorophylla maximum layer. In this study, we could not observe any positive and negative relationship between TEP concentration and $NTCO_2$ or pH. It is obvious that we should consider the importance of TEP in the biological carbon cycling processes within surface layer.

동해 각 분지의 수층내 산소 소모율 추정

김일남,민동하,이동섭,Kim, Il-Nam,Min, Dong-Ha,Lee, Tong-Sup 한국해양학회 2010 바다 Vol.15 No.2

해양환경에서의 산소 소모율에 관한 자료는 생지화학적인 탄소 순환뿐만 아니라 기후 모델을 구성하는 중요한 변수들 중에 하나이다. 그러나 동해의 산소 소모율 자료는 모델에 이용될 수 있는 하나의 변수로써는 아직 구체적으로 정립되지 못했다. 해수의 물리적인 특성이 서로 다른 동해의 각 분지에서 깊이에 따른 수층내 산소 소모율 분포를 1999년 여름에 관측된 겉보기 산소 소모량과 프레온-12 분압 나이를 이용하여 계산한 후, 200~2000 m 수심구간에서 지수함수로 표현하였다. 계산된 산소 소모율은 일반적으로 상층 수심에서 높고 수심이 깊어짐에 따라 감소하는 경향을 보였다. 산소 소모율은 서부와 동부 일본 분지에서 뚜렷한 차이를 보이지 않았고, 울릉분지는 표층 영 역(수심 0~200 m)을 포함했을 때와 그렇지 않았을 때 추정치의 차이가 컸으며, 야마토 분지는 저층에서 다른 분지에 비해서 산소 소모율이 굉장히 낮은 값을 보였다. 수심 200~2000 m 사이에서 산소 소모율은 서부 일본 분지에서 8.15~0.83, 동부 일본분지에서 8.11~0.68, 울릉 분지에서 5.29~0.73, 야마토 분지에서 7.31~0.06 ${\mu}mol$ $kg^{-1}$ $yr^{-1}$을 보였다. 향후, 기후 변화와 관련하여 겨울철 표층해수역의 산소 불포화도를 고려한 산소 소모율 추정이 요구된다. The oxygen utilization rate (OUR) is one of the crucial parameters for ocean carbon cycling and climate models. However, parameterization of OUR in the East Sea (Sea of Japan) is yet to be established. We estimated the basin-specific OURs in the East Sea and fitted them with exponential functions with depth by using pCFC- 12 age and apparent oxygen utilization (AOU) measured in summer 1999. The estimated OURs are higher in the upper water column and decrease with depth, in general. The vertical distributions of the estimated OURs in the Western and Eastern Japan Basins (WJB & EJB) are very similar. The OURs in the Ulleung Basin (UB) varied greatly depending on whether the surface layer (0~200 m) data are included in the OUR estimate or not. Apparently, weaker oxygen consumption occurs in the deep layer of Yamato Basin (YB). The ranges of the OURs between 200 m and 2000 m at WJB, EJB, UB, and YB are 8.15~0.83, 8.11~0.68, 5.29~0.73, and 7.31~0.06 ${\mu}mol$ $kg^{-1}$ $yr^{-1}$, respectively. Consideration of the wintertime surface water oxygen disequilibrium condition in estimating the OUR will be necessary in the future study.

남해 표층 퇴적물에서의 인의 존재상

손재경(Jae Kyung Son),이동섭(Tong Sup Lee),양한섭(Han Seob Yang) 한국수산과학회 1999 한국수산과학회지 Vol.32 No.5

To understand the role of shelf sediment in phosphorus biogeochemical cycle, we carried out sequential sediment extraction (SEDEX) of P and porewater analysis on 14 core samples collected in the South Sea of Korea. SEDEX classified P-pools into 5 phases and results are grouped into two cateories: reactive P (loosely sorbed-P and Fe bound-P) and refractory P (detrital inorganic-P, authigenic mineral-P and organic-P). Total P concentrations are decreased with sediment depth in all samples as a result of dissolution to porewater. Reactive P comprises about 20∼50% of total P, and iron bound-P is the major form consisting 70∼80% of reactive P-pool. Iron bound-P decreases sharply with depth. Depth profiles of dissolved P concentration in porewater show mirror image of iron bound-P, revealing the role of FeOOH as a regulator of reactive P supply to overlying water culumn. Authigenic mineral-P consists less than 5% of total P, thus removal of reactive P by converting into refractory P seems inefficient in shelf sediment. This implies that continental shelf sediment sequesters P temporarily rather than permanently. Results show local variation. Nakdong estuary receiving large amount of terrigenous input shows the highest concentration of total P and reactive P. Here iron oxyhydroxides at the surface sediment control the water column flux of P from sediment. Although total P content at the surface is comparable (500∼600 ㎍ g^(-1)) between the South Sea and East China Sea, the former contains more iron bound-P and less derital inorganic-P than the latter. Reasons for the difference seem due in part to particle texture, and to biological productivity which depends roughly on the distance from land.

상자 모형으로 추정한 동해의 생물 펌프

김재연,강동진,김응,조진형,이창래,김경렬,이동섭,Kim, Jae-Yeon,Kang, Dong-Jin,Kim, Eung,Cho, Jin-Hyung,Lee, Chang-Rae,Kim, Kyung-Ryul,Lee, Tong-Sup 한국해양학회 2003 바다 Vol.8 No.3

산업혁명 이후 인류가 과량으로 방출한 이산화탄소가 지구환경에 어떤 영향을 미치는지, 그리고 해양이 흡수하는 탄소량의 크기가 얼마인지에 대한 연구들이 진행되고 있다. 대양과 비슷한 순환 특징을 가지고 있는 동해가 이산화탄소 증가와 지구온난화에 대해 어떻게 반응하는지를 알아보기 위한 연구계획의 일환으로 탄소순환에 중요하게 기여하는 생물펌프의 크기를 간단한 상자모형을 적용시켜 추정하였다. 매개변수로는 인산염을 사용하였는데, 동해에서 일어나고 있는 수층 구조의 변화를 고려해서 해수 수지와 용존산소 수지를 맞춘 다음에, 인산염의 과거 자료를 바탕으로 인의 순환 플럭스를 모사하였다. 1952년부터 2040년까지 모사해 본 결과, 동해에서 생물펌프는 점차 강화되고 있고, 현재 0.0156 Pg C yr$^{-1}$ 정도를 해양 내부로 내보내고 있는 것으로 추정된다. 한편 동해의 해수순환은 저층수를 만드는 것이 줄어드는 반면 중앙층으로 유입이 증가하는 추세이다. 산소가 풍부한 표층수가 중앙층으로 유입되면서 유광층에서 하강한 생물입자들의 분해가 이 층에서 활발해져서 영양염을 표층으로 되돌리는 것이 강화될 것으로 보인다. 이렇게 되면 생물에 의한 탄소제거가 늘어나게 될 깃이다. 지난 50년간의 생물펌프 변화로 블 때 산업혁명 이후 생물에 의한 동해의 인류기원 이산화탄소 흡수량은 0.025 Pg C 정도로 추정된다. Recently efforts are underway to analyze the impacts of anthropogenic $CO_2$ on the global environments and the amount of oceanic uptake increase. The East Sea is now viewed as a miniature ocean because its circulation pattern is similar to the ocean conveyer belt. The biological pump of the East Sea is a vital component to understand the carbon cycle quantitatively. In this paper, the biological pump is estimated utilizing the stoichiometric ratio between carbon and phosphorus. A simple phosphate budget model is constructed based on the seawater and dissolved oxygen box model that can simulate the recent structural change in deep water circulation of the East Sea. A model run from you 1952 to 2040 shows the steadily intensifying biological pump. Currently it exports about 0.016 Pg C yr$^{-1}$ , which corresponds to 35% of the carbon introduced into the seawater by the air-sea exchange. An increased oxygen supply to the central water mass as a result of from the transition in the ventilation system might enhance the remineralization of sinking biogenic particles. This should strengthen the upward nutrient flux into the surface layer. Consequently, the biological sequestration of anthropogenic carbon is expected to increase with time. The estimated biological uptake of the anthropogenic carbon in the East Sea since the Industrial Revolution is estimated as 0.025 Pg C.