한국근해 해양 온도차 발전소의 입지선정에 관한 기초연구 (I)

서영상,장이현,조명희,Suh, Young-Sang,Jang, Lee-Hyun,Jo, Myung-Hee 한국지리정보학회 1998 한국지리정보학회지 Vol.1 No.2

한반도 연근해는 지리적으로 온대해역에 속하나, 동해는 두개의 서로 다른 해류계와 연중 $1^{\circ}C$ 이하의 독특한 동해 고유수가 존재하고 있어, 최근 새로운 에너지 자원으로 주목받으며 적도해역에서 실용화되고 있는 해양온도차발전의 가능성을 본 연구를 통해 한국 연근해역에서 찾고자 하였다. 국립수산진흥원에서 정기 관측하고 있는 정선해양관측자료 중 1966~1995년간 평균 수온자료를 이용하여 계절별, 위도별로 표층과 50, 100, 150, 200, 250, 300, 400 그리고 500m 간 수온차가 $15^{\circ}C$ 및 $20^{\circ}C$ 이상으로 분포하는 해역을 파악하였다. 본 연구 결과에 의하면 $20^{\circ}C$ 이상의 수온차를 이용한 경제성있는 해양 온도차발전소의 최적지는 포항 연근해이며, 운용 유용기간은 8월~10월에 걸쳐 가능한 것으로 나타났다. 또한 $15^{\circ}C$ 이상 수온차 조건을 기준으로 볼 때 해양온도차 발전 가능해역은 포항을 포함한 대부분 동해 연근해역에서 6월부터 12월까지가 적합한 것으로 나타났다. 따라서 이들 대상지역들에 대하여 최근 첨단공간분석도구로 각광받고 있는 GIS(Geographic Information Systems)을 도입하여 온도차발전소 입지를 위한 최적지를 선정하고자 GIS 탐색 1차 요건을 제시한다. This study was carried out to investigate the feasibility of OTEC(Ocean Thermal Energy Conversion) operation, in the East Sea of Korea. Accumulated cruise data of NFRDI (National Fisheries Research and Development Institute) over the period 1966~1995 were used to locate appropriate spot by season as well as by latitude which would show the difference at least $15^{\circ}C$ or more between the surface layer and each depth of 50, 100, 150, 200, 250, 300, 400 and 500m. Our results showed that the coastal areas of Pohang city met the requirement of more than $20^{\circ}C$ difference for OTEC plant from August to October. In contrast, in case that $15^{\circ}C$ would be possible thermal difference to operate OTEC plant, most coastal areas in the East Sea including Pohang from June to December are potential candidates for this future energy source. Therefore, we present in this paper the first option to locate the best place for OTEC plant operation using Geographical Information System (GIS), which is currently used for multi-dimensional space analysis.

Panchromatic 위성 자료를 이용한 선박 확인의 접근 기법

서영상 ( Young Sang Suh ),최철웅 ( Chul Uong Choi ),이나경 ( Na Kyung Lee ),김복기 ( Bok Kee Kim ),장이현 ( Lee Hyun Jang ) 한국지리정보학회 2002 한국지리정보학회지 Vol.5 No.4

The feasibility of counting number of small vessels and position in Korean waters using the panchromatic imageries derived from the IRS-1C was tested. The parameters for interpretation of satellite`s imageries of small vessels were location(position), size, shape, shadow, tone, texture and pattern, height and depth, situation and association with other vessels. The position of small vessels in the sea without GCP(ground control point) was considered to be inclusive in the satellite imagery with 35 km semi-diameter, denoting rough geographical position of the vessel. The size of vessel was measured by length from stem to stern of the vessel, distinguished by following wave on the surface water. Offshore fishing vessels were separated from merchant ships by their length smaller than 100 m. The shape of vessels on panchromatic imagery of IRS-1C appeared just streamline. In case of clouds which were similar to the shape of small vessels, we were able to distinguish between vessel and cloud by shadow of cloud in the water surface. The tone of sea surface was dark black while small vessel appeared bright white. Small vessel was distinguished from the rough texture of the sea surface and the regular pattern of the waves with white capes when weather was not so good. The situation of the fishing activity was estimated by information of fishing method related to the fishing boat such as the pair trawl in the Yellow Sea.

원격탐사에 의한 동중국해 중규모 와동류의 시공간적 변동 연구

서영상 ( Young Sang Suh ),장이현 ( Lee Hyun Jang ),이나경 ( Na Kyung Lee ),안유환 ( Yu Hwan Ahn ),윤홍주 ( Hong Joo Yoon ) 大韓遠隔探査學會 2004 大韓遠隔探査學會誌 Vol.20 No.4

동계 동중국대륙의 연안수가 발달하여 쿠로시오 난류의 경계역으로 확장된 후 주변의 북상 난류역에 의해 포획됨으로써, 고립되는 현상이 1999년 및 2003년 NOAA 위성영상에 포착되었다. 1999년의 경우 냉핵 와동류(cold core eddy)는 약 2개월간 존재하였고(5월초~6월 하순), cold core의 중심 수온은 15~20℃로 주변보다 2~3℃ 낮게 나타났다. NOAA 위성수온 영상에 포착된 냉핵 와동류의 주변 가장자리 해역에서 SeaWiFS 위성자료로부터 추정된 클로로필 α 분포는 4.0~6.0 mg/m3으로 냉핵 와동류 중심해역의 농도 1.0~3.0 mg/m3 보다 2배 정도 높게 나타났다. 203년 경우 2월 중순에 냉핵 와동류 중심수온은 9~10℃였다. 와동류의 크기는 직경 150km 정도였으며, 냉핵 와동류의 수평 분포양상은 50m 등수심 분포와 유사하게 나타났다. 이어도 (Socotra Rock) 해역을 중심으로 동계~춘계에 발생되는 냉핵 와동류의 형성 메커니즘은 중국대륙 연안수와 쿠로시오 난류가 만나는 경계역에서 수괴간의 힘의 균형, 계절풍 조건 및 해저 지형 분포와 밀접한 관계성이 있는 것으로 나타났다. The mechanism of cold core eddy formation was investigated using boundary conditions between the East China coastal cold water and the Kuroshio Warm Current, wind data related to the monsoon which was measured by QuikSCAT, and the bottom topography of the East China Sea. When winds blow from the southeast at an intensity comparable to that in the winter period in 1999 and 2003, the warm Kuroshio and Tsushima Current became stronger, and temperatures were considerably higher than those of the extended cold water of the coast of the East China. At that time, the cold water was captured by warm water from the Kuroshio and the Tsushima Current. This facilitated the formation of mesoscale cold core eddies with diameter of 150km in the East China Sea in May, 1999 and February, 2003. The cold core eddy which was detected by NOAA, SeaWiFS and QuikSCAT satellites. The East China Sea is considered to be important not only as a good fishing ground but also nursery and spawning area for many kinds of fishes. Therefore, it would be worth studying spatio-temporal variations of the cold core eddy in the environmental conditions of the northwestern East China Sea using systematic remote sensing techniques.

위성추적 표류부이를 이용한 동해 표면수온의 주야간 온도차에 대한 중규모 시공간 변동

서영상 ( Young Sang Suh ),장이현 ( Lee Hyun Jang ),이동규 ( Dong Kyu Lee ) 大韓遠隔探査學會 2001 大韓遠隔探査學會誌 Vol.17 No.3

최근 4년간(1996~1999) 동해 연근해역에 투하된 30개의 Argos 표류부이로 관측한 주야간 해표면 온도차의 1.438개 data set 값에 대한 계절별 시공간적 변동양상을 분석하였다. 표류부이에 의해 매일 관측된 수온이 정확히 같은 장소의 것이 아니더라도 하루동안의 공간 이동은 중규모(mesoscale) 공간분석의 관점에서 볼 때, 동일 해역의 수온 변동을 값으로 활용할 수 있다는 결론을 얻었다. 동해 전 해역에서 주야간 온도차의 계절 변화에 대한 변동범위와 RMS (root mean square) 진폭을 구한 결과, 겨울보다 여음에 2~6배 정도 큰 계절 변동을 보였고, 년중 늦봄과 초가을에 가장 큰 일변화를 나타냈다. 주야간 온도차의 공간변동의 경우, 동해의 아극전선대(subpolar front)를 중심으로, 북쪽의 한류권이 남쪽의 난류권 해역보다 윌별 이상변동폭이 컸으나 계절 변동폭은 난류권역이 상대적으로 큰 변동양상을 나타내었다. 운동성이 심한 와동류(eddy)가 형성되어있는 원산근해에서 위성 및 표류부이로 현장 측정한 동시 공간적 표면수온과 주야간 온도차 값을 비교함으로써 위성 추정 표면수온의 주야간 온도차 값에 대한 신뢰성 문제를 검토하고 향후 연구방향을 제시하였다. The daytime and nighttime sea surface temperature (SST) differences and their seasonal variabilities in the East Sea were studied using Argos drifters data during 1996~1999. The SST differences for 1,438 data set were derived from 30 Argos drifters related to the NOAA satellite-based location and data collection system. The horizontal variation of SST differences in summer in the East Sea were higher than those in winter. The relationship between the SST differences and the half day moving distances of Argos drifters was studied. Monthly SST difference in the northern and southern part of 38°N in the East Sea was considered. The SST differences derived from NOAA-14 satellite were compared with those from Argos drifter between daytime and nighttime in the turbulent eddy off Won san coast of Korea.

클로로필 α 추정시 OSMI 밴드의 광학 반응 특성

서영상 ( Young Sang Suh ),이나경 ( Na Kyung Lee ),장이현 ( Lee Hyun Jang ),황재동 ( Jae Dong Hwang ),유신재 ( Sin Jae Yoo ),임효숙 ( Hyo Suk Lim ) 大韓遠隔探査學會 2002 大韓遠隔探査學會誌 Vol.18 No.4

해수광 특성이 시공간적으로 심하게 변동하는 동중국해 북부해역에서 현장 클로로필 α와 OSMI 밴드(412, 443, 490, 555nm) 및 해수 다중 광측정기(PRR-800) 밴드(412, 443, 490, 510, 555, 670, 765nm)간의 관계성을 구한 결과, 클로로필 α에 대한 각 밴드별 remote sensing reflectance (Rrs) 값이 맑은 해수(미국 캘리포니아 근해)에서 보다 동중국해 북부해역에서 크게 나타났다. 또한 440nm와 670nm 영역에서 현장 관측 클로로펼 a에 대한 입자 물질들의 광흡수 값이 맑은 해수의 경우보다 큰 값을 보였다. 그러므로, OSMI밴드에서 클로로필로 인해 최대 흡수가 일어나는 밴드가 443nm임을 추정할 수 있었다. 동중국해를 관측한 OSMI 위성의 각 band (412, 443, 490, 555 nm)로부터 nLw (normalized water-leaving radiance)와 현장 클로로필 α(Chl a)값의 관계성(Chl α=f(nLw)을 구하였다. OSMI 밴드에서 클로로필 α 값과 각 밴드별 nLw 값과의 상관성은 412nm에서 최저 상관성을, 555nm에서 최고 상관성을 나타내었다. 클로로필 α 현장 관측 값 및 OSMI 복합밴드 비 값(nLw412/nLw555, nLw443/nLw555, nLw490/nLw555)을 비교 분석한 결과, nLw490/nLw555 비 값과 현장 클로로필 α 값간에 최고 높은 상관성을 나타내었다. 다음으로 nLw443/nLw555 순으로 안정된 값을 보였으나, nLw412/nLw555와 클로로필 α 값간의 상관성이 가장 낮게 나타났다. 3시간이내 현장 측정 클로로필 α 값을 기준으로 OSMI 및 SeaWiFS 위성 자료를 OC2 알고리즘을 이용하여 추정한 클로로필 값간의 차이는 해양의 수평 공간 변동에 관계없이 OSMI 추정 값이 약 0.3mg/m3 정도 일정하게 낮게 나타났다. 향후 OSMI 위성 밴드를 이용한 클로로필 α 추정시에는 SeaWiFS 위성과 관련된 global algorithms 중에서 490nm와 555nm의 복합밴드를 포함하는 OC2 알고리즘(ocean color chlorophyll 2 algorithm)을 사용하는 것이 OC2 series 및 OC4 알고리즘보다 좋은 추정 값을 도출할 수 있을 것으로 기대된다. Correlation between chlorophyll α in the East China Sea and spectral bands (412, 443, 490, (510), 555, (676, 765) nm) of Ocean Scanning Multi-Spectral Imager (OSMI) including the profile multi-spectral radiometer (PRR-800) was studied. The values of remote sensing reflectance (Rrs) at the bands corresponding to the field chlorophyll α in the East China Sea were much higher than those in clear waters off California, USA. In case of the particle absorptions related to the chlorophyll α concentration at the spectral bands (440, 670 nm) were much higher in the East China Sea than the ones in the clean waters off California. The normalized water leaving radiances (nLw) at 412, 443, 490, 555 nm of OSMI and the field chlorophyll α in the East China Sea were correlated each other. According to the results, the relationship between field chlorophyll α and nLw 410 nm in OSMI bands was the lowest, whereas that between field chlorophyll α and nLw 555 nm in the bands was the highest. Reciprocal action between the field chlorophyll α and the band ratio of the OSMI bands (nLw410/nLw555, nLw443/nLw555, nLw490/nLw555) was also studied. Relationship between the chlorophyll α and the band ratio (nLw490/nLw555) was highest in the OSMI bands. Relationship between the chlorophyll α and the ratio (nLw443/nLw555) was higher than one in the nLw410/nLw555. The difference in the estimated chlorophyll α (mg/m3) between OSMI and SeaWiFS (Sea Viewing Wide Field-of-View Sensor) at the special observing stations in the northern eastern sea of Jeju Island in February 25, 2002 was about less than 0.3 mg/m3 within 3 hours. It is suggested that OC2 (ocean color chlorophyll 2 algorithm) be used to get much better estimation of chlorophyll α from OSMI than the ones from the updated algorithms as OC4.

위성의 해색 영상과 해수면온도 영상을 활용한 재발생 와동류에 관한 연구

서영상 ( Young Sang Suh ),B. G. Mitchell,임근식 ( Kyuen Sik Lim ) 大韓遠隔探査學會 1999 大韓遠隔探査學會誌 Vol.15 No.2

동한 난류의 북상 끝부분 해역에서 재발생하는 와동류는 봄철과 가을철에 위성이 관측한 해수면 온도 영상에 나타났다. 이러한 재발생 와동류는 1997년 9월 하순 NOAA 위성에 탑재된 AVHRR의 열적외선 영상과 일본 ADEOS 위성에 탑재된 OCTS의 클로로필 영상에도 나타났다. 와동류의 중심은 주변보다 온도가 낮으며, OCTS 위성자료에서 3 mg/m3 이상의 클로로필 농도가 나타났다. 반면, 와동류를 이루는 주변의 더운물에서는 클로로필 농도가 1mg/m3 이하로 나타났다. 와동류는 가을철 표면수온영상에도 나타났으며 봄에 나타난 것보다 와동류 중심핵의 찬물 온도가 높게 나타났다. 또한 와동류 중심에서 서쪽축의 더운물 온도가 봄에 나타난 것보다 가을에 더 높게 나타났다. 1998년 3월 NOAA위성과 SeaWiFS 위성 영상자료에서도 재발생되는 와동류와 클로로필량의 농도가 높은 물이 와동류 주변으로 포힉되는 장면이 포착되었다. 동한난류의 북쪽 확장 선두와 약 1500m 수심의 대륙붕 위로 남하하는 리만한류가 만나 충돌하는 해역에서 와동류가 형성되는 것으로 사료된다. 와동류가 형성되는 이 해역은 동해 중앙부 해수면에서 우세하게 나타나는 극전선역에서 중규모 구조의 와동류가 극전선 서쪽해역의 역학적인 해양현상과 강한 연관성이 있음을 나타내었다. ARGOS 위성추적 표류부이와 와동류의 상호연관성 및 와동류의 지속성에 관한 증거가 토론되었다. A recurring eddy which located at the terminal end of the Korean East Warm Current was captured on ocean color and sea surface temperature imagery from satellite in spring and autumn. During late April, 1997 thermal infrared imagery from the NOM AVHRR sensor and ocean color data from the Japanese ADEOS-1 OCTS sensor, revealed this feature. The cold core had elevated chlorophyll concentrations, based on OCTS estimates, of greater than 3 mg/m3 while the warmer surrounding waters had chlorophyll concentrations of 1 mg/m3 or less. The elevated chlorophyll associated with this eddy has not been previously described. The eddy is also evident in SST images from autumn, but the SST in the core is warmer than in spring, and the warm jet flowing to the west of the eddy is also warmer in autumn compared to spring. A reccuring eddy and the high chlorophyll_a concentration area which surround around the eddy show on NOAA and SeaWiFS images in March 2, 1998. The eddy forms at the northern extent of the Korean East Warm Current as those waters collide with the cold, south-flowing Liman Current over a topographic shelf about 1500 m deep. This region of the eddy formation appears to have a strong connection with the dynamics of the western part of the polar front eddy field that dominates surface mesoscale structure in the central East (Japan) Sea. Interaction of the eddy with ARGOS tracked drifters, and evidence for its persistence are discussed.

위성원격탐사를 이용한 동해 원산연안의 재발생 와동류 연구

서영상 ( Young Sang Suh ),장이현 ( Lee Hyun Jang ),김정희 ( Jeong Hee Kim ) 大韓遠隔探査學會 2000 大韓遠隔探査學會誌 Vol.16 No.3

위성자료를 이용하여 동해북부 원산 연근해역의 재발생 와동류에 대환 형태변동, 유속, 발생기작 등을 연구하였다. 1999년 1월 4일부터 3월 18일까지의 기간에 대한 ARGOS의 표류부이 자료(위치정보 및 수온), NOAA 위성의 AVHRR 자료(표면수은) 그리고 Orbview-2 위성의 SeaWiFS 자료(클로로필 a)를 이용하여 재발생 와동류의 수평공간 규모를 파악하였다. 또한 재발생 와동류의 기작과 변동원인을 규명하고자 속초와 울릉도에서의 풍향, 풍속자료, 묵호-울릉도간 해수면 차 값 빛 해저지형과 와동류에 포획되어 있는 표류부이의 시·공간적 위치변통간의 상관정도를 파악하였다. 원산 연안해역에서의 와동류의 72일간 평균유속은 1.53 km/h (42 cm/sec)로 분석되었다. 이 와동류는 cold core, 시계방향의 회전, 직경 110 km의 수평공간을 가진 재발생 와동류로서 와동류의 중심은 위도 39˚N, 경도 129˚E로 분석되었다. Even though recurring eddies at the terminal end of the East Korean Warm Current have been identified in the thermal infrared imagery from the NOAA/AVHRR sensor and ocean color data from Orbview-2/SeaWiFS sensor, it is difficult to make observation in the field regarding recurring eddies located around the Wonsan coastal area in North Korea. But we could get in situ data related to an eddy from an ARGOS satellite tracking drifter trapped in the eddy on January 4th, 1999. An ARGOS drifter, a NOAA satellite tracked buoy was trapped by the eddy during January 4th-March 18, 1999. The ARGOS drifter rotated 10 times per 72 days on the edge of the eddy located at 39˚N, 129˚E. The diameter of the eddy was about 100 km. The horizontal rotation velocity of the recurring cold-core anti-cyclonic eddy was 1.53 km/h (42 cm/sec). The sea surface temperatures of the eddy varied from 14.1℃ on January 5, 1999 to 9.6℃ on March 18, 1999. To study the mechanism of the recurring eddy, we tried to find out the relationship between the vector of the drifter moving in the eddy and the wind vector in Sokcho and Ulleung Island located near the eddy in southern Korea, and the difference in sea level between Ulleung Island and Mukho. We hope the results of this study would be useful for calibration and validation data of simulation and numerical modeling studies of the recurring eddy.

적외선 및 해색위성자료를 이용한 동중국해 중규모 와동류 변동 양상 연구

서영상(Young-Sang SUH),장이현(Lee-Hyun JANG),이나경(Na-Kyung LEE),오현주(Hyun-Ju OH),김상우(Sang-Woo KIM),윤홍주(Hong-Joo Yoon),안유환(Yu-Hwan Ahn) 대한공간정보학회 2004 한국지형공간정보학회 학술대회 Vol.2004 No.3

gravity df light

서영상 ( Suh Young Sang ) 한국기초조형학회 2018 한국기초조형학회 작품집 Vol.2018 No.2

NOAA 원격자료에 의한 황해 남동부 투명도의 추정

서영상 ( Young Sang Suh ),한상복 ( Sang Bok D. Hahn ),강용균 ( Yong Q. Kang ) 大韓遠隔探査學會 1993 大韓遠隔探査學會誌 Vol.9 No.2

Real time transparency estimation method was studied using AVHRR Channel 1 (Visible band, 0.58-0.68 μm) digital number (DN) of NOAA Satellite. The relationship between the measured transparency and the digital number shows following exponential equation in the southeastern Yellow Sea: Tr=4820 × exp (-0.082 × DN), 77≤DN<105. where Tr is the transparency in meters and DN is the digital number of AVHRR Channel 1. From this equation, real time transparency can be simply estimated using data from the NOAA Ground Station of National Fisheries Research and Development Agency.