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        • KCI등재

          Coastally Trapped Waves over a Double Shelf Topography(III) : Forced Waves and Circulations Driven by Winds in the Yellow Sea

          방익찬,PANG Ig-Chan The Korean Society of Fisheries and Aquatic Scienc 1992 한국수산과학회지 Vol.25 No.6

          The first order wave equation over a double shelf has wind stresses on both coastal boundaries and wind stress curl forcing across the shelf. In the Yellow Sea, the effect of wind stress curl can be neglected as a forcing of shelf waves. The decay distance of Kelvin waves is much greater than that of continental shelf waves so that Kelvin waves are transmitted nearly intact through the northern embayment. The numerical method of characteristics has been modified to accomodate wave propagation of opposite directions. Using a little more realistic coastline, the wave model hindcast has been improved for current velocity, but hardly for sea level. It means that Kelvin waves, which mainly determine sea levels, are affected little by the change of bottom slope. For a better hindcast of sea level, input energy of Kelvin waves transmitted from the East China Sea is needed. The basic structure of downwind flows along the coasts and upwind flows along the trough supports the seasonal circulations driven by monsoon winds in the Yellow Sea. 양향성 대륙붕에서 1차 파동방정식은 양 해안경계에서의 바람응력과, 대륙붕폭에 걸친 바람응력의 회전효과를 갖는다. 황해에서 바람응력 회전효과는 대륙붕파를 발생시키는 힘으로서 무시될 수 있다. 켈빈파는 대륙붕파보다 약화될 때까지의 거리가 매우 크기 때문에 황해 북쪽만(별)을 거의 약화되지 않고 통과할 수 있다. 파동특성을 따라 적분하는 수치방법은 반대방향으로 전파되는 파동을 수용하기 위해 조절되었다. 보다 실제와 가까운 해안선을 사용한 결과, 모델재생이 해류에서는 개선되었으나 해수면에서는 거의 개선되지 않았다. 이것은 해수면을 주로 결정하는 켈빈파가 해저지형의 변화에 영향을 극히 적게 받음을 의미한다 보다 개선된 해수면 재생을 위해서는 동지나 해에서 황해로 전파되는 켈빈파의 에너지를 알 필요가 있다. 해안을 따른 순풍류와 골을 따른 역풍류의 기본구조는 계절풍에 의해 발생하는 황해의 계절순환을 뒷받침한다.

        • KCI등재

          해수면변화와 해저지형에 의한 난류수의 순환과 그 기원

          방익찬 ( Ig Chan Pang ),오임상 ( Im Sang Oh ) 한국수산학회 1995 한국수산과학회지 Vol.28 No.5

          우리나라, 일본, 러시아 해역에서 관측된 조위관측자료에서 얻은 해수면의 장주기변화를 기상과의 관계로 분석해 본 결과, 기상의 효과는 해역에 따라 다르지만 전반적으로 해수면변화의 절반 정도를 설명해주는 것으로 나타났다. 해수운동에 의하여 발생하는 해수면변화는 대마해류역에서 가장 크며 대마해류의 영향을 적게 받는 곳일수록 작아져 해수면변화가 대마해류와 관계있음을 보여준다. 순압해수면 변화가 허용된 수치모델을 사용하여 해수면변화가 해수순환에 미치는 영향을 알아보았다. 그 결과 기본적인 해류형태는 Pang et al.(1993)에 의해 수행된 GCM(Semtner)모델의 결과와 같이 대만 주변해역에서 지균형조정을 거친 후 등수심선을 따라 대한해협으로 흐르지만, 순압해수면 변화의 허용에 의해 일부 해수가 황해의 중앙을 따라 황해로 유입된 후 서해안을 따라 남하하여 유출되는 황해의 기본순환형태가 나타났다. 이와함께 쿠로시오해류에 변화를 가할 때 순압해수면 변화에 의해 대륙붕에 장주기파동이 뚜렷해지며 이 파동으로 황해의 기본순환형태가 교란되어 해수가 서해안을 따라 북상하는 순환형태도 나타났다. 황해순환은 겨울철에는 기본순환형태가 북서계절풍에 의해 강화되고 여름철에는 파동에 의해 교란된 순환구조에 남동계절풍이 합세하는 것으로 보인다. 장주기파동에 의해 나타나는 다른 특징은 대마해류 기원해역의 변화 가능성이다. 지금까지 대마해류의 기원해역은 크게 큐슈섬 남서해역과 대만 주변해역으로 대립되어 왔다. 그러나 이 연구결과는 이들은 서로 위배되는 것이라기 보다는 대마해류 기원의 중요한 두 해역이며 장주기파동에 의해 한쪽이 강화되어 나타나는 것을 보인다. 쿠로시오해류의 변화에 의해 대만 주변해역에 가해진 파동은 강제파로 대한해협으로 전파되며 대한해협에 이르러 일본연안의 파동은 동해로 계속 전파되는 반면, 우리나라 연안의 파동은 해저지형에 의해 반사하게 된다. 반사된 파동은 자유파로 동중국해 대륙붕을 따라 남서방향으로 진행하며 북동방향으로 진행하는 강제파와 더불어 동중국해의 해수면변화를 결정하게 된다. The analysis of long-period sea level variations with tidal record data around Korea, Japan, and Russia shows that about half of the variations are due to atmospheric influences. The sea level variation by water movements is the largest in the coasts along the Tsushima Current, and becomes smaller in the distant areas. It suggests that the sea level varications are related with the Tsushima Current. The effect of sea level variations to ocean circulation has been studied with a numerical model allowing barotropic sea level fluctuations. Like the result with GCM (Semtner) model by Pang et al. (1993), the present model also shows that waters basically flow along isobaths over the East China Sea after geostrophic adjustment around Taiwan. However, barotropic sea level fluctuation makes the basic circulation in the Yellow Sea, which waters flow into the central Yellow Sea and out along the west coast of the Korean Peninsula. Besides this, barotropic sea level fluctuation makes long period waves over the shelf area as the Kuroshio varies. By the waves, the basic circulation in the Yellow Sea is disturbed, so that the flow pattern of oppositely flowing into the Yellow Sea along the west coast of the Korean Peninsula appears. In the Yellow Sea circulation, it seems that northwest winds strengthen the basic circulat ion in winter, and southeast winds strengthen the disturbed circulation in summer. Another point appeared by the long period wave is that the Tsushima Current possibly originates in different areas. There have been two opposing argues on the area in which the Tsushima Current originates: the southwest sea of Kyushu Island and the adjacent sea of Taiwan. Through this study, we found that both of them seem to be important areas for the origin of the Tsushima Current, and one of them is possibly strengthened by long period waves. The long period waves given by the variation of the Kuroshio Current in the adjacent sea of Taiwan propagate to the Korea Strait as forced waves. The wave continuously propagates to the East Sea through the eastern channel, but reflects in the western channel due to bottom topography. The reflected waves propagate southwestward along the East China Sea as free waves and determine the sea level variations with forced waves.

        • KCI등재

          제주도 중문 연안역의 물리해양환경에 대한 연구

          홍창수,오경희,방익찬,Hong, Chang-Su,Oh, Kyung-Hee,Pang, Ig-Chan 한국해양학회 2001 바다 Vol.6 No.4

          관광단지의 개발로 인해 생활오염수가 연안생태계에 영향을 미칠 가능성이 제기된 제주도 남쪽 중문 연안해역에 대해 1997년 7월부터 2000년 6월까지 매달 1회씩 관측하여 물리해양학적 특성을 조사하였다. 겨울철과 여름철의특성은 각각 $12{\sim}4$월과 $6{\sim}10$월에 나타나며 5월과 11월은 중간시기이다. 겨울철에는 수온이 약 14{\sim}16^{\circ}C$, 염분이 34${\sim}$34.7 psu로 대마난류수가 분포하며 여름에는 수온이 $15{\sim}27^{\circ}C$, 염분이 32${\sim}$34.3 psu로 저층에는 여전히 대마난류수가 분포하고 표층에는 저염의 양자강연안수가 영향을 미치고 있다. 양자강연안수의 영향이 특히 강한 때는 30 psu 이하가 나타나기도 한다. 성층은 연안에서는 거의 형성되지 않고 외양에서 약 20m층에서 6${\sim}$10월에 형성된다. 표층의 등온선과 등염분선의 분포는 때때로 해안선에 수직인 경향이 나타나며 이것은 정점1부근의 화력발전소와 정점3부근의 하천과 하수종말처리장의 영향으로 해석할 수 있다. 이번 관측으로는, 이들의 영향이 미칠 수 있는 최대한도는 수온이 300m 거리에서 약 $0.4^{\circ}C$이하, 염분이 30m 이내의 거리에서 약 0.1 psu이하로만 말 할 수 있다. 보다 정확한 영향을 파악하기 위해서는 관측정점들이 화력발전소와 하수종말처리장 배출구에 보다 가깝고 조밀해야 할 것이다. Physical oceanographic environments in the coastal sea of Chung-Moon located in the south coast of Cheju Island, Korea, where water pollutions by growing tourism complex possibly start to influence on the ecological system, are studied with hydrographic data observed monthly during July 1997 to June 2000. Winter and summer characteristics are shown in December to April and June to October, respectively, and transitional characteristics are shown in May and November. Waters show 14{\sim}16^{\circ}C$ and 34${\sim}$34.7 psu in winter and $15{\sim}27^{\circ}C$ and 32${\sim}$34.3 psu in summer. It tells that Tsushima water distributes in the whole column in winter and in the lower layer in summer, and Yangtze coastal water appears in the surface water in summer. When the influence of Yangtze coastal water is strong, salinities below 30psu are shown. Stratification is formed in the depth of about 20 m from June to October, so that it is not shown in the near shore stations, of which the depth is about10 m. Isotherms and isohalines sometimes tend to be perpendicular to the coast line in the surface, which seems to show influences from the steam power plant near St. 1 and the sewage disposal plant near St. 3. During the observation period, temperatures in St. 1 are a little higher than those in St. 2 and St. 3 except for a couple of months in summer and salinities in St. 3 are mostly a little lower than those in St. 1 and St. 2. Their effects seem to be no more than $0.4^{\circ}C$ in a distance of 300 m and no more than 0.1 psu within a distance of 30 m.

        • KCI등재

          여름철 제주 남부해역에서 내부 조석에 의한 음파 전달손실의 시간적 변화 모의실험

          김주호,김한수,팽동국,방익찬,Kim, Juho,Kim, Hansoo,Paeng, Dong-Guk,Pang, Ig-Chan 한국음향학회 2015 韓國音響學會誌 Vol.34 No.1

          여름철 제주 남부해역에서 내부조석에 의한 음향특성 변화를 실측 자료와 모의실험을 통해 연구하였다. 이를위해 서귀포 인근 해역의 수심 80 m 내외인 두 정점에서 2009년 7월 27일과 28일에 걸쳐 25시간동안 한 시간 간격으로 수심별 수온을 측정하였다. 그 결과 조석에 의해 해수 상층부의 등수온선이 약 10 m이상 반일주기로 변하는 현상이 관측되었다. 이로 인한 음파전달손실의 시간적 변화를 확인하기 위해 음원을 수심 10 m에 두고 거리 3.8 km 떨어진 두 관측 정점 사이에서 음파전달을 모의하였다. 중심주파수 100 Hz인 1/3 옥타브 밴드의 경우 특정 수심 및 거리에서 반일주기가 지배적 이었으나 1 kHz의 경우는 반일주기 성분이 거의 나타나지 않고 복잡한 변화를 보였다. 음원에서 거리 2.8 km떨어진 지점에서 시간에 따른 전달손실 변화의 표준편차는 중심주파수 100 Hz의 경우 수심에 따라 최대 4.2 dB 였으며, 1 kHz의 경우 최대 3.7 dB인 것으로 나타났다. 탐지성능 60 dB를 고려한 탐지거리를 분석한 결과 두 중심주파수 경우 모두 반일주기 변화가 나타났으며 최대 1.0 km 미만의 변화를 나타냈다. 이러한 결과는 차후 제주 남부해역의 음향 특성 실험 및 연구 수행 시 전달손실의 시변동성에 대해 고려할 필요가 있음을 시사한다. In this paper, temporal variations of acoustic transmission loss (TL) affected by internal tide are studied by computer simulation using oceanic data measured in the southern sea of Jeju Island in summer. Temperature was measured with depth (bottom depth are nearly 80 m) in two sites near Seogwipo coast every one hour for 25 hours during July 27 and 28, 2009. The periodic fluctuation of temperature due to the internal tide was observed and its vertical displacement was more than 10 m. In order to investigate temporal variation of TL by internal tide, acoustic propagation between two measurement sites (3.8 km distance) was simulated with a source depth of 10 m. TL variation for 1/3 octave band of 100 Hz center frequency highly coincided with tidal period but more complex variation with indistinct tidal period was observed for 1 kHz. Maximun standard deviation of TL variation was 4.2 dB for 100 Hz at 2.8 km distance from a source and it was 3.7 dB for 1 kHz. The tidal variation was also shown in detection range and its maximum variance was less than 1 km. These results imply that temporal variation of TL should be considered for acoustic researches at the southern sea of Jeju Island.

        • KCI등재
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          여름철 제주 서부해역의 저염분수로 인한 음속변화와 음파채널 형성

          김주호,복태훈,팽동국,방익찬,이종길,Kim, Juho,Bok, Tae-Hoon,Paeng, Dong-Guk,Pang, Ig-Chan,Lee, Chongkil 한국음향학회 2013 韓國音響學會誌 Vol.32 No.1

          일반적으로 해양에서는 염분이 크게 변하지 않기 때문에 염분변화로 인한 음속변화는 무시할 수 있다. 그러나 제주 서부 해역에서는 매년 여름 저염분수의 영향으로 염분이 낮아지는 현상이 발생하여 표층 음속의 변화가 발생한다. 해양자료센터의 자료를 이용하여 제주 서부해역 세 정점에서의 30년(1980~2009) 자료 중 28 psu 이하의 저염분수가 발생한 해와 그렇지 않은 해의 수직분포를 각각 평균하여 음속분포를 구한 후에 수온과 염분에 의한 음속 변화를 분석하였다. 그 결과 저염분수 환경에서 염분에 의한 음속 변화는 표층에서 -5.36 m/s, 수심 10 m에서 -1.35 m/s 인 것으로 나타났다. 또한 표층 음속 감소로 인해 수심 약 5 m까지의 음속 수직 분포가 양(+)의 기울기를 갖게 되어 표층 염분채널이 형성되었으며 벨홉(Bellhop)모델을 이용한 음파전달 모의실험을 통해 이를 확인하였다. 30년간 표층채널 발생 동향을 분석한 결과 혼합층에서 압력에 의해 발생하는 정수채널은 9회, 저염분에 의해 발생하는 염분 채널은 5회로 나타났으며 염분 채널이 발생한 경우는 정수 채널에 비해 음선 임계각이 크게 나타나는 것으로 확인되었다. 또한 2010년 8월 1일 제주 서부해역에 발생하였던 저염분수의 공간적 분포를 측정한 자료에서도 일부 정점에서 염분채널이 형성되었다. Salinity does not generally affect sound speed because it shows very small variations in the ocean. However, low salinity water appears in the Western Sea of Jeju Island every summer so that sound speed and sound propagation can change near sea surface. We calculated Sound Speed Profile (SSP) using vertical profiles of temperature and salinity, which were averaged over years of normal salinity and low salinity (<28 psu) from 30 years (1980~2009) at 3 sites of Korea Oceanographic Data Center (KODC). As a result, sound speed variation by low salinity alone was -5.36 m/s at sea surface and -1.35 m/s at 10m depth for low salinity environments. Gradient of SSP was positive down to 5 m depth due to decrease of sound speed near surface, leading formation of haline channel. Simulation of acoustic propagation using a ray model (Bellhop) confirmed the haline channel. Haline channel has formed 4 times while hydrostatic channel controlled by only pressure has formed 9 times for 30 years. The haline channel showed larger critical angles of rays than hydrostatic channel. Haline channel was also formed at some sites among 20 measurement sites in low salinity water mass which appeared on August $1^{st}$ 2010.

        • SCIESCOPUSKCI등재
        • KCI등재

          KOGA 기획과 활용연구

          신창웅(Chang-Woong Shin),박광순(Kwang-Soon Park),노영재(Young-Jae Rho),장경일(Kyung-Il Chang),방익찬(Ig-Chan Pang),문일주(Il-Ju Moon),김태림(Tae-Lim Kim),김봉채(Bong-Chae Kim),김동선(Dong-Sun Kim),김광희(Kwang-Hee Kim),김기완(Ki-Wan 한국해양연구원 2010 Ocean and Polar Research Vol.32 No.3

          In late 2010, the Korea Hydrographic and Oceanographic Administration proposed a national monitoring project involving the deployment of 8 realtime ocean data buoys. The area occupied by the buoy-array, located south of the Ieodo Ocean Research Station, can be regarded as a kind of gateway to Korean waters with respect to warm currents and the shipping industry. The acronym for the project, KOGA (Korea Ocean Gate Array) was derived from this aspect. To ensure the success of the project, international cooperation with the neighboring countries of China and Japan is highly desirable. Once KOGA is successfully launched and the moored buoys start to produce data, the data will be applied to various areas such as data assimilation for operational oceanography, circulation dynamics, biogeochemical studies, satellite observations, and air-sea interactions. The aim of this paper is to provide suggestions for KOGA planning and applications.

        • KCI등재

          제주도 서부 해역의 저염수층을 고려한 수중통신 성능

          복태훈(Tae-Hoon Bok),김주호(Juho Kim),이종현(Chong-Hyun Lee),배진호(Jinho Bae),팽동국(Dong-Guk Paeng),방익찬(Ig Chan Pang),이종길(Jongkil Lee) 大韓電子工學會 2011 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.48 No.1

          해양에서의 음속은 수온, 염분, 압력에 의한 실험식으로 계산되며 해양에서의 평균 염분은 약 34 psu(practical salinity unit)로 수심이나 수평 거리에 따른 변화가 대부분 수 psu 이하이기 때문에 음속에 크게 영향을 미치지 못한다. 그러나 최근 여름철에 중국 양쯔강 범람에 의해서 24 psu 정도의 저염수가 제주 서부 해역으로 유입되는 사례가 발생하고 있으며 이 저염수는 음속에 영향을 미친다. 본 논문에서는 이러한 환경 변화가 수중통신에 미치는 영향을 분석하였다. 즉, 저염수로 인한 음속구조의 변화를 계산하였고, 저염수층 내에서 송수신 수심과 전달거리를 바꿔가며 음파 전달 경로를 모의하여 통신 채널을 추정하였으며, BPSK(Binary phase shift key) 변조방식을 이용하여 비트 오류율을 계산하였다. 동일한 실험 조건하에 저염수가 없는경우의 성능을 비교하여, 저염수가 통신 성능에 어떠한 영향을 미치는가에 대해 분석하였다. 저염수는 수심 약 20 m까지의 표층부에서 음속의 기울기를 양의 기울기로 변화시켜 음파 채널을 형성하였고, 표층부에서 대부분의 송수신 신호의 비트 오류율을 감소시키는 경향을 확인하였다. 본 논문의 저염수에 의한 수중 통신 성능에 미치는 영향을 분석한 결과는 정확한 해양 통신 및 탐지 성능분석을 하기 위해서는 해양환경의 변화를 고려하는 것이 매우 중요하다는 것을 시사한다. The sound speed of seawater can be calculated by the empirical formula as a function of temperature, salinity and pressure. It is little affected by salinity because the average salinity is 34 psu and varies within a few psu seasonally and spatially in the ocean. Recently, low-salinity water of 24 psu flows into the western sea area of Jeju Island due to the flood of the Yangtze River in China during summer, affecting sound speed profile. In this paper, it was analyzed how environmental changes affected to the underwater communication - the sound speed of low-salinity water was calculated, and the communication channel was estimated by the simulated acoustic rays while the transmitting and receiving depth and the range were varied with and without the low-salinity layer. And The BER (Bit error rate) was calculated by BPSK(Binary phase shift key) modulation and the effects of the low-salinity water on the BER was investigated. The sound speed profile was changed to have positive slope by the low-salinity layer at the sub-surface up to 20 m of depth, forming acoustic wave propagation channel at the sub-surface resulting in the decrease of most of the BER. Consequently, this paper suggests that it is important to consider changes of the ocean environment for correctly analyzing the underwater communication and the detection capability.

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