대한해협과 동중국해의 해황과 수괴의 계절분포: 대기에 의한 냉각효과 보정

신홍렬,황상철,곽종흠,Shin, Hong-Ryeol,Hwang, Sang-Chul,Kwak, Chong-Heum 한국지구과학회 2001 한국지구과학회지 Vol.22 No.1

Water mass classification was conducted using the data of 1985 and 1986 in the East China Sea and the Korea Strait. Kuroshio water (type K) and mixed water (type I) were broadly distributed at 50 m depth in winter and spring, and mixed waters (type I to IV) were distributed in summer and autumn. At 100 m depth of the East China Sea, and mixed water (type I) was broadly distributed in winter and spring, and mixed waters (type I to III) were in summer, and type I was in autumn. Water mass in summer is the most influenced from the Chinese coastal water. In the Korea Strait, the Kuroshio water (type K) was the main water mass in winter and spring, and mixed waters (type I to IV) were in summer and autumn. If temperatures are corrected to remove the cooling effect from the atmosphere, the Kuroshiowater region was diminished, however the mixed water region was expanded in winter and spring. This shows that although the Kuroshio water appears to be a main water mass of the East China Sea and the Korea Strait in winter andspring, in reality the mixed water (type I) which is slightly changed from the Kuroshio water (type K) widely distributed. The tongue-shaped distribution of low density surface water indicates that the water mixed with the Chinese coastal water flows to the Korea Strait and the Okinawa in summer. 대한해협과 동중국해에서 1985년과 1986년에 관측한 수온, 염분자료를 사용하여 수괴를 분석하였다. 대한해협과 동중국해 수심 50m에서의 수괴 분포 특성은, 겨울과 봄철에는 쿠로시오 해수(수괴 K) 및 쿠로시오계 혼합수(수괴I), 여름과 가을철에는 대륙 연안수의 영향을 많이 받은 혼합수(수괴 I${\sim}$IV)의 수괴분포가 넓게 나타났다. 겨울과 봄에 수심 loom의 동중국해는 주로 쿠로시오 해수(수괴 K) 및 쿠로시오계 혼합수(수괴 I)가 넓게 분포하고 있었다. 여름에는 혼합수(수괴 I${\sim}$III)가 널리 나타나 연중 여름에 가장 혼합이 많이 된 수괴가 분포하고 있는 것이 특징이었다. 가을에는 쿠로시오계 혼합수(수괴 I)가 주요 수괴였다. 대한해협에서는 겨울과 봄에는 쿠로시오 해수(수괴 K), 여름과 가을에는 혼합수(수괴 I${\sim}$IV)가 주로 분포하고 있었다. 겨울과 봄철에 대기로부터의 냉각에 의한 보정을 하면,쿠로시오 해수(수괴 K)의 분포해역이 줄어든 대신에 쿠로시오계 혼합수(수괴 I)의 분포 해역이 늘어났다. 즉, 동중국해와 대한해협에서 겨울과 봄에 주로 쿠로시오 해수(수괴 K)가 분포하는 것처럼 보이지만,실제는 약간 변질된 쿠로시오계 혼합수(수괴 I)가 넓게 분포하고 있는 것이다. 계절별 해황특성으로 여름철에 표층 저밀도수의 분포가 대한해협과 오끼나와 쪽으로 향하는 두 갈래 혀 모양의 형태를 나타내고 있었다. 이것은 중국대륙 연안수와 혼합된 저밀도 표층수의 흐름이 대한해협과 동중국해 동남쪽으로 향하고 있는 것으로 사료된다.

2005년 7-8월에 관측한 북동태평양 $131.5^{\circ}W$의 해수특성 및 해양구조

신홍렬,황상철,Shin, Hong-Ryeol,Hwang, Sang-Chul 한국해양학회 2008 바다 Vol.13 No.3

북동태평양 열대 해양의 해수특성과 해양구조를 파악하기 위하여 2005년 7-8월에 $131.5^{\circ}W$ 관측선에서 관측한 CTD 자료를 분석하였다. 또한 적도 부근 태평양의 해수특성을 전반적으로 이해하기 위하여 서태평양 $137^{\circ}-142^{\circ}E$에서의 CTD 자료도 분석하여 동태평양의 분석 결과와 비교하였다. 여름철 동태평양의 표층수온은 적도반류 해역에서 가장 높았다. 이것은 $28^{\circ}C$ 이상의 고온수가 봄과 여름철에 적도반류를 타고 서태평양으로부터 동태평양으로 이동하여 약 $4^{\circ}-15^{\circ}N$ 사이에서 동서로 연결되기 때문이다. 북적도해류의 표층에 나타나는 저염분 고용존산소의 해수는 동태평양의 파나마만으로부터 서태평양의 필리핀 부근까지 이동하는 저염분수 때문이다. 반면 남적도해류의 표층에 고염분과 저용존산소의 해수가 분포하는 것은 남태평양 아열대 기원의 고염분수가 적도를 넘어 남적도해류 표층의 열대해수(Tropical Water)와 심층의 고염분수를 형성하고 있기 때문이다. 수심 약 500-1500 m 사이의 중층에서는 염분최소층이 분포하는데, $5^{\circ}N$ 이남은 남극중층수(AAIW) 기원의 해수가, $5^{\circ}N$ 이북은 북태평양중층수(NPIW) 기원의 해수가 분포한다. $4^{\circ}-6^{\circ}N$ 해역에서는 직경 약 200 km이며 반시계 방향으로 회전하는 냉수성 소용돌이(cold eddy)가 관측되었다. 서태평양에 비해 동태평양에서 표층수온은 $1^{\circ}C$ 이상 낮았으며 표층염분은 높았다. 적도 부근의 표층 아래에 분포하는 고염분수는 동태평양에서 상대적으로 저염분(약 0.5 psu) 이었고, $14^{\circ}N$ 이남에서 염분최소층의 염분과 밀도는 동태평양에서 높았다. To investigate hydrographic structure and characteristics of the tropical ocean in the eastern and the western Pacific, CTD(Conductivity-Temperature-Depth) data along $131^{\circ}W$ and $137^{\circ}-142^{\circ}E$ in July-August 2005 were analyzed. Sea surface temperature along $131.5^{\circ}W$ in summer is highest in the Equatorial Counter Current(ECC) because of the high-temperature water greater than $28^{\circ}C$ moving through the ECC from the western Pacific to the eastern Pacific in spring and summer. Based on the evidence of the presence of low salinity and high dissolved oxygen water in the North Equatorial Current(NEC), we suggested that the low salinity water moved from the Gulf of Panama to the east of Philippine along the North Equatorial Current(NEC). The South Equatorial Current(SEC) had the most saline water from surface to deep layer because the saline water from the Subtropical South Pacific Ocean moved to the north. The salinity minimum layer was observed at 500-1500 m depth along $131.5^{\circ}W$. The water mass with the salinity minimum layer in the north of $5^{\circ}N$ came from the North Pacific Intermediate Water(NPIW) and that in the south of $5^{\circ}N$ came from the Antarctic Intermediate Water(AAIW), which was more saline than the NPIW. Cyclonic cold eddy with a diameter of about 200km was found in $4-6^{\circ}N$. Sea surface temperature along $131.5^{\circ}W$ in the eastern Pacific was lower than along $137^{\circ}-142^{\circ}E$ in the western Pacific; on the other hand, sea surface salinity in the eastern Pacific was higher than in the western Pacific. Subsurface saline water from the Subtropical South Pacific Ocean was less saline in the eastern Pacific than in the western Pacific. Salinity and density(${\sigma}_{\theta}$) of the salinity minimum layer south of $14^{\circ}N$ was higher in the eastern Pacific than in the western Pacific.

동해 울릉 난수성 소용돌이의 물리적 특성 및 분류

신홍렬,김인권,김대혁,김철호,강분순,이은일,SHIN, HONG-RYEOL,KIM, INGWON,KIM, DAEHYUK,KIM, CHEOL-HO,KANG, BOONSOON,LEE, EUNIL 한국해양학회 2019 바다 Vol.24 No.2

울릉 난수성 소용돌이의 물리적 특성 및 동한난류와의 관계를 울릉분지 주변 해역에서 1993년부터 2017년까지의 CMEMS (Copernicus Marine Environment Monitoring Service) 위성 고도계 자료 및 국립수산과학원(NIFS)의 CTD 자료를 사용하여 분석하였다. 울릉 난수성 소용돌이가 동한난류와 연결되어 있는 분포는 전체 소용돌이 숫자의 81%를 차지하며, 울릉 난수성 소용돌이가 동한난류로부터 완전히 분리되어 있는 형태는 7%에 불과하다. 울릉 난수성 소용돌이는 동한난류로부터 형성될 당시에는 그 내부에 고온, 고염의 대마난류의 해수특성을 보유하지만, 월동을 하는 경우에는 내부구조가 크게 변한다. 겨울에는 해수면 냉각에 의한 수직 대류에 의해 소용돌이의 내부에 $10^{\circ}C$, 34.2 psu의 표층 균질층이 만들어지며, 초봄에 최대 약 250 m 수심까지 깊어진다. 여름에는 소용돌이는 수심 100 m 이내의 상층에 성층구조, 하층에는 겨울철에 만들어진 균질층이 남아있는 구조로 변화한다. 1993년부터 25년 동안 62개의 울릉 난수성 소용돌이가 생성되었다. 매년 평균 2.5개의 울릉 난수성 소용돌이가 발생하였고, 평균 수명은 259일(약 8.6개월) 이었다. 울릉 난수성 소용돌이의 평균 크기는 동서방향으로 약 97 km, 남북방향으로 약 109 km 이다. 위성 고도계 자료를 사용한 경우의 울릉 난수성 소용돌이의 평균 크기가 CTD 수온 단면 자료를 사용한 경우보다 1~25 km 작게 산정된다. The physical characteristics of the Ulleung Warm Eddy (UWE) and its relationship with the East Korea Warm Current (EKWC) were analyzed using the CMEMS (Copernicus Marine Environment Monitoring Service) satellite altimetry data and the CTD data of the National Institute of Fisheries Science (NIFS) near the Ulleung Basin from 1993 to 2017. The distribution of the UWEs coupled with EKWC accounts for 81% of the total number of the UWEs. Only 7% of the total eddies are completely separated from the EKWC. The UWE has the characteristics of high temperature and high salinity water inside of it when it is formed from the EKWC. However, when the UWE is wintering, its internal structure changes greatly. In the winter, surface homogeneous layer of $10^{\circ}C$ and 34.2 psu inside of the UWE is produced by vertical convection from sea-surface cooling, and deepened to a maximum depth of approximately 250 m in early spring. In summer, the UWE changes into a structure with a stratified structure in the upper layer within a depth of 100 m and a homogeneous layer made in winter in the lower layer. 62 UWEs were produced for 25 years from 1993 to 2017. on average, 2.5 UWEs were formed annually, and the average life span was 259 days (approximately 8.6 months). The average size of the UWEs is 98 km in the east-west direction and 109 km in the north-south direction. The average size of UWE using satellite altimetric data is estimated to be 1~25 km smaller than that using water temperature cross-sectional data.

동해 남서해역에서의 난수성 소용돌이에 대하여

안희수,심경신,신홍렬,AN, HUISOO,SHIM, KYUNGSIN,SHIN, HONG-RYEOL The Korean Society of Oceanography 1994 韓國海洋學會誌 Vol.29 No.2

The characteristics and fluctuations of structures and spatial distributions of warm eddies (anticyclonic eddies) in the southwestern part of the East Sea (the Japan Sea) are discussed based on the data gathered y the Fisheries Research and Development Agency, Korea from 1967 to 1968. The warm eddies existed very often in the southwest of the Ullung Island. The warm eddies are elliptical in shape and the mean size is about 130 km in diameter. Bimonthly distributions of warm eddies, the largest value of observed frequency and diameter in August and the least in June, indicate that the generation of the warm eddy is related with the development of the East Korean Warm Current. The warm eddies move west, north or southward with 0.80∼2.50 cm/sec or stay over a few months at the same place southwest of the Ullung Island. Movement of warm eddies may be influenced by the neighboring currents, the Rossby wave and the topography. The relationship between the position of warm eddies and the bottom topography suggests that the development and the movement of warm eddies are controlled by the Ullung Basin. The warm eddies should be divided into two groups. One group is the shallow warm eddy with strong baroclinic characteristics and the other is the deep one with strong Barotropic characteristics. The shallow group seems to be closely related with positive values (in summer) of the sea level difference between Pusan and Mozi (the Tsushima Current), while the deep group has no relation with that.

초고해상도 둥지격자 수치모델을 이용한 울릉도-독도 해역 해양순환 모의

김대혁(Daehyuk Kim),신홍렬(Hong-Ryeol Shin),최민범(Min-bum Choi),최영진(Young-Jin Choi),최병주(Byoung-Ju Choi),서광호(Gwang-Ho Seo),권석재(Seok-Jae Kwon),강분순(Boonsoon Kang) 한국해안해양공학회 2020 한국해안해양공학회 논문집 Vol.32 No.6

지역해양수치모델(ROMS)을 이용하여 동해 및 울릉도-독도 해역의 해양순환을 모의하였다. 동해 3 km 격자 수치모델과 HYCOM 9 km 격자 자료를 사용하여 울릉도 1 km 격자 수치모델, 울릉도-독도 300 m 격자 수치모델들을 서로 단방향 둥지격자화 기법으로 구축하였다. 그 과정에서 상위모델과는 다른 수심 자료 및 내·외삽 방법에 의해 나타날 수 있는 개방 경계자료의 왜곡에 대한 보정방법을 제시하였다. 구축한 시스템을 이용하여, 2018년 울릉도-독도 지역에서 수평해상도가 300 m인 초고해상도 해양순환 모의 결과를 산출하였다. 초고해상도 수치모델은 같은 조건임에도 불구하고 초기장 및 개방 경계자료에 따라 서로 다른 특징이 나타났다. 따라서 수치모델 결과를 인공위성 고도계 자료로 추정한 유속 자료 및 국립수산과학원의 수온 관측자료를 사용하여 비교 검증하였다. 검증결과 HYCOM 자료를 경계장으로 사용한 둥지격자기법 결과는 1km 격자모델 보다 300 m 격자모델 결과에서 RMSE, Mean Bias, Pattern Correlation, Vector Correlation이 전반적으로 향상되었다. 그러나 동해 3 km 수치모델을 사용한 결과에서는 1 km 모델의 결과가 300 m 결과보다 우수하게 나타났다. 수온 수직단면도에서는 수평해상도가 고해상도 일수록, 등온선의 골과 마루의 수직구조가 뚜렷해지는 경향이 나타났다. 또한 울릉도-독도 300 m 모델은 상위모델에서 재현되지 않았던 섬의 지형 효과에 따른 카르만 와열이 나타났다. The ocean circulation was simulated in the East Sea and Ulleungdo-Dokdo region using ROMS (Regional Ocean Modeling System) model. By adopting the East Sea 3 km model and the HYCOM 9 km data, Ulleungdo 1 km model and Ulleungdo-Dokdo 300 m model were constructed with one-way grid nesting method. During the model development, a correction method was proposed for the distortion of the open boundary data which may be caused by the bathymetry data difference between the mother and child models and the interpolation/extrapolation method. Using this model, a super-high resolution ocean circulation with a horizontal resolution of 300 m near the Ulleungdo and Dokdo region was simulated for year 2018. In spite of applying the same conditions except for the initial and boundary data, the numerical models result indicated significantly different characteristics in the study area. Therefore, these results were compared and verified by using the surface current data estimated by satellites altimeter data and temperature data from NIFS (National Institute of Fisheries Science). They suggest that in general, the improvement of the one-way grid nesting with the HYCOM data on RMSE, Mean Bias, Pattern correlation and Vector correlation is greater in 300 m model than in the 1 km model. However, the nesting results of using East Sea 3 km model showed that simulations of the 1 km model were better than 300 m model. The models better resolved distinct ridge/trough structures of isotherms in the vertical sections of water temperature when using the higher horizontal resolution. Furthermore, Karman vortex street was simulated in Ulleungdo-Dokdo 300 m model due to the terrain effect of th islands that was not shown in the Ulleungdo 1 km model.

관측 기반 과학적 지식에 근거한 과학교과서 황해 및 동중국해 해류모식도

박경애,박지은,최병주,이상호,신홍렬,이상룡,변도성,강분순,이은일,PARK, KYUNG-AE,PARK, JI-EUN,CHOI, BYOUNG-JU,LEE, SANG-HO,SHIN, HONG-RYEOL,LEE, SANG-RYONG,BYUN, DO-SEONG,KANG, BOONSOON,LEE, EUNIL 한국해양학회 2017 바다 Vol.22 No.4

현행 중등학교 과학 및 지구과학 교과서에 제시되어 있는 대부분의 해류도는 1930년대 일본 과학자에 의한 대규모 해양 관측을 기반으로 제작된 것이다. 현재 해양학자들의 과학적인 관점으로 보았을 때 이 해류도들은 상당한 오류를 가지고 있고 학생들에게 오개념을 유발할 가능성이 높아 새로운 해류도 제작이 필요하였다. 그러나 황해와 동중국해의 해류는 상대적으로 얕은 수심과 복잡한 지형, 바람, 조류의 영향으로 계절적으로 복잡한 양상을 나타내기 때문에 하나의 해류도로 표현하는 것은 간단하지 않다. 이 문제를 해결하기 위하여 황해 및 동중국해의 해류도 작성에 유의해야 할 주요 항목으로 쿠로시오해류의 동중국해로의 유출입과 북상 경로, 대마난류의 기원과 대한해협으로의 유입, 대만난류의 경로, 제주난류, 양쯔강 유출류의 흐름 양상, 황해 난류의 북상 범위와 경로, 그 외 중국연안류, 한반도 서해안의 서한연안류, 보하이해 해류 등 16가지를 선정하여 이에 기반을 두고 학회의 의견을 수렴하였다. 2014년부터 3년 동안 학회, 전문가 토론회, 자문회의를 통하여 해양학계 과학자들의 오랜 기간 동안 심도 있는 논의와 여러 차례 수정을 통하여 황해와 동중국해에 대한 최종 해류도를 제작하였다. 최종 해류도는 이 해역 해류의 복잡성을 고려하여 여름과 겨울을 대표하는 해류도, 여름과 겨울의 표층과 저층 해류도, 그리고 계절과 깊이에 상관없이 황해 및 동중국해를 대표할 수 있는 하나의 표층해류도 등 총 7개로 제작되었다. 이 해류도들은 향후 동해와 북서태평양 해류도와 연결하여 중등학교 교과서 및 고등교육, 나아가서는 과학 전문가를 위한 해류도로서 널리 활용될 것으로 기대된다. Most of oceanic current maps in the secondary school science and earth science textbooks have been made on the base of extensive in-situ measurements conducted by Japanese oceanographers during 1930s. According to up-to-date scientific knowledge on the currents in the Yellow Sea and the East China Sea (YES), such maps have significant errors and are likely to cause misconceptions to students, thus new schematic map of ocean currents is needed. The currents in the YES change seasonally due to relatively shallow water depths, complex terrain, winds, and tides. These factors make it difficult to construct a unified ocean current map of the YES. Sixteen major items, such as the flow of the Kuroshio Current into the East China Sea and its northward path, the origin of the Tsushima Warm Current and its path into the Korea Strait, the path of Taiwan Warm Current, the Jeju Warm Current, the runoff pattern of the Yangtze River flow, the routes of the northward Yellow Sea Warm Current, the Chinese Coastal Current, and the West Korea Coastal Current off the west coast of the Korean Peninsula, were selected to produce the schematic current map. Review of previous scientific researches, in-depth discussions through academic conferences, expert discussions, and consultations for three years since 2014 enabled us to produce the final ocean current maps for the YES after many revisions. Considering the complexity of the ocean currents, we made seven ocean current maps: two representative current patterns in summer and winter, seasonal current maps for upper layer and lower layer in summer and winter, and one representative surface current map. It is expected that the representative maps of the YES, connected to the current maps of the East Sea and the Northwest Pacific Ocean, would be widely utilized for diverse purposes in the secondary-school textbooks as well as high-level educational purposes and even for scientific scholarly experts.

서태평양 해저산 해역에서 수괴와 무기영양염 거동에 기초한 동적 수층환경 특성

손주원(Juwon Son),신홍렬(Hong-Ryeol Shin),모아라(Ahra Mo),손승규(Seung-Kyu Son),문재운(Jai-Woon Moon),김경홍(Kyeong-Hong Kim) 한국해양환경·에너지학회 2015 한국해양환경·에너지학회지 Vol.18 No.3

不等加熱된 回轉流體水槽에서 발생하는 定常傾壓波의 熱構造

소선섭(Seun-Seup So),신홍렬(Hong-Ryeol Shin),손정호(Jeong-Ho Son),김명환(Myoung-Hwan Kim),윤진석(Jin-Seok Yoon),진수광(Su-Kwang Jin) 한국기상학회 1999 Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences Vol.35 No.1

가속도계를 이용한 파고알고리즘 및 파고센서 개발

최종성(Jong-Seong Choi),신홍렬(Hong-Ryeol Shin),서장원(Jang-Won Seo),김정식(Jung-Sik Kim),박상욱(Sang-Wook Park),정동근(Dong-kun Jung),박종수(Jong-Su Park),김임학(Lim-Hak Kim),박태용(Tae-Yong Park) 한국마린엔지니어링학회 2009 한국마린엔지니어링학회 학술대회 논문집 Vol.2009 No.-

The subject of this study is development of wave height algorithm and sensor. Principle of wave height algorithm was written and made with vertical acceleration measurement by means of an accelerometer placed on a Tilt Assembly System. The field-test of two times for data analysis of wave height sensor was lasted for 8 days with Development Sensor Buoy, Waverider Buoy(Waverider-SG) and Wave Radar(SM-050) in the east costal area. In data analysis of Development Sensor Buoy and Waverider Buoy, the implications of the results were a difference not exceeding 20㎝.

태풍 로빈(ROBIN, 9307)의 運動, 位置에너지 및 顯熱, 潛熱의 全에너지 평가

소선섭(Seun-Seup So),김인식(In-Shick Kim),신홍렬(Hong-Ryeol Shin) 한국기상학회 1996 Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences Vol.32 No.2