여수연안 표면수온의 변동과 시계열적 예측

성기탁,최양호,이용화 한국해양환경·에너지학회 2013 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.11

전이함수모형에 의한 여수연안 표면수온 예측

성기탁,최양호,구준호,이미진,Seong, Ki-Tack,Choi, Yang-Ho,Koo, Jun-Ho,Lee, Mi-Jin 해양환경안전학회 2014 해양환경안전학회지 Vol.20 No.5

본 연구는 단일 입력 전이함수모형(Single-input transfer function model)을 적용하여 여수연안 2010년의 월평균 표면수온의 예측을 시도하였다. 전이함수모형을 수립하기 위한 입력시계열과 출력시계열은 각각 여수지방의 10년(2000-2009년)간의 월평균 기온자료와 표면수온자료를 이용하였다. 전이함수모형을 수립하기 위하여 입 출력 시계열을 사전백색화하고, 입 출력 시계열간의 각 시차에 대한 교차상관함수를 결정하였다. 교차상관함수는 음의 모든 시차에서 유의한 값을 갖지 않아 기온과 표면수온사이는 일방적 인과관계를 보였다. 또한 교차상관함수의 시차 0과 1에서 유의한 값을 보였다. 이러한 교차상관함수의 특징에 따라 입 출력시계열간 전이함수의 시차와 분모 및 분자의 차수(b, r, s)는 (0, 1, 0)으로 식별되었다. 구축된 전이함수모형에 따르면 기온과 표면수온 사이의 시차는 존재하지 않았다. 여기서 현재의 표면수온은 1개월 전의 표면수온과 선형관계가 있음을 보였으며, 잡음모형은 $ARIMA(1,0,1)(2,0,0)_{12}$로 식별되었다. 전이함수모형에 의한 월평균 표면수온의 예측치는 실측치에 비하여 전반적으로 $0.3-1.3^{\circ}C$ 높은 경향을 보였으며, 6.4 %의 평균절대백분율 오차를 포함하였다. 이러한 결과는 8.3 %의 평균절대백분율오차를 보인 ARIMA 모형에 비하여 향상된 예측성능을 보이는 것이며, 표면수온의 시계열적 예측을 시도할 경우, ARIMA 모형보다 전이함수모형의 적용을 통하여 그 예측성능의 개선 가능성을 기대할 수 있음을 시사하고 있다. In this study, single-input transfer function model is applied to forecast monthly mean sea surface temperature(SST) in 2010 at Yeosu in Korean coastal waters. As input series, monthly mean air temperature series for ten years(2000-2009) at Yeosu in Korea is used, and Monthly mean SST at Yeosu station in Korean coastal waters is used as output series(the same period of input). To build transfer function model, first, input time series is prewhitened, and then cross-correlation functions between prewhitened input and output series are determined. The cross-correlation functions have just two significant values at time lag at 0 and 1. The lag between input and output series, the order of denominator and the order of numerator of transfer function, (b, r, s) are identified as (0, 1, 0). The selected transfer function model shows that there does not exist the lag between monthly mean air temperature and monthly mean SST, and that transfer function has a first-order autoregressive component for monthly mean SST, and that noise model was identified as $ARIMA(1,0,1)(2,0,0)_{12}$. The forecasted values by the selected transfer function model are generally $0.3-1.3^{\circ}C$ higher than actual SST in 2010 and have 6.4 % mean absolute percentage error(MAPE). The error is 2 % lower than MAPE by ARIMA model. This implies that transfer function model could be more available than ARIMA model in terms of forecasting performance of SST.

한국 연근해 수온의 시공간적 장기변동 특성

성기탁,황재동,한인성,고우진,서영상,이재영,Seong, Ki-Tack,Hwang, Jae-Dong,Han, In-Seong,Go, Woo-Jin,Suh, Young-Sang,Lee, Jae-Young 해양환경안전학회 2010 해양환경안전학회지 Vol.16 No.4

국립수산과학원에서 지난 41년간(1968-2008년) 정선해양관측점에서 관측한 수층별 수온자료를 분석한 결과, 우리나라 동해, 서해 및 남해 해역의 표층수온은 상승하는 것으로 나타났다. 그러나 100m 수층의 경우 남해해역은 상승하지만 동해해역은 오히려 하강하는 것으로 나타났다. 남해 해역은 쿠로시오난류의 지류인 쓰시마난류의 강화로 인해 전 수층이 영향을 받으며, 따라서 전 수층에서 수온이 상승하는 경향을 만드는 원인이라 생각된다. 동해해역 100m 수층에서 수온하강의 경향은 주로 연안역의 하강 정도가 근해역의 상승정도보다 크게 나타나기 때문에 동해해역을 평균하면, 동해해역 전체적으로는 수온이 하강하는 것으로 나타났다. 동해해역 100m 수층에서 수온변동을 일으키는 요인으로 바람, 해류 등이 있으며, 본 연구에서 이 중 기상요소인 풍속의 변동과 수온변동에 대해서 분석하였다. 계절별로는 남해를 제외하고 동계의 상승률이 하계의 상승률보다 약 2배 이상 높게 나타나 장기적인 수온상승은 주로 동계의 수온 상승에 기인함을 알 수 있다. 남해의 경우 하계의 수온 상승률이 동계의 상승률보다 높게 나타나는데, 이는 쓰시마 난류의 세력 강화 및 중국대륙에서 유출되는 양자강수의 영향이라 생각된다. 우리나라 연안의 6개 관측점에서 관측한 기온과 풍속 자료 분석결과 점차적으로 기온이 상승하고 풍속이 약해지는 따뜻한 겨울이 되는 경향이 나타났다. 풍속의 약화는 해양에서 표면혼합층의 수심이 얕아지게 하는 원인이 되며, 표면혼합층의 두께가 얕아지게 되면 표층과 저층의 혼합 깊이가 얕아지게 되어 표층의 따뜻한 물이 저층으로 전달되는 양과 저층의 차가운 물이 표층으로 전달되는 양이 작아지게 된다. 따라서 표층의 수온은 점차 상승하게 되며, 예전 표면혼합층과 저층의 경계층 수온은 점차 낮아지게 된다. The result of analysis of the observed temperature data by the Serial Oceanography Investigation of National Fisheries Research and Development Institute (NFRDI) during last 41 years from 1969 to 2008 showed that sea surface temperatures in the East, West and South Sea of Korea were clearly increased. In case of 100m depth, temperature was increased in the South Sea of Korea, but it was decreased in the East Sea. Especially, the temperature around the coastal area in the East Sea was significantly decreased by the spatial distribution of long-term change of temperature on 100m depth. It should lead to the decreasing trend in the long-term change of temperature on 100 m depth in the entire East Sea. The increasing trend was clearly larger in wintertime than in summertime by a factor of about 2 It means that the long-term increasing trend of sea surface temperature in the Korean Waters is usually caused by the distinctive increasing trend in wintertime. As the results of the analysis of air temperature and wind speed on the 6stations around the coastal area in the Korean Waters, air temperature was found to be continuously increased, but wind speed to be gradually decreased in winter. The weakness of vertical mixing by decreasing of wind speed caused to make the surface mixed layer shallow. it could be considered that the increasing trend of surface temperature was caused by weak mixing between surface and intermediate layers.

여수연안 표면수온의 변동 특성과 시계열적 예측

성기탁(Ki-Tack Seong),최양호(Yang-Ho Choi),구준호(Jun Ho Koo),전상백(Sang-Back Jeon) 한국해양환경·에너지학회 2014 한국해양환경·에너지학회지 Vol.17 No.2

전복양식장 표층퇴적물중 금속원소의 지화학적 분포 특성

전상백,성기탁,김평중,구준호,주재식,김현호,남혜리,이용화,장대수 한국자연보호학회 2013 한국자연보호학회지 Vol.7 No.2

We measured the grain size and metallics elements (Li, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Hg, Pb, Fe and As) of surface sediments collected from 27 sampling sites in the Abalone aquaculture. The concentration range and average value of metallics elements were also below the sediment quality guidelines (TEL). As the pollution level was estimated by using enrichment factor (Ef) and index of geoaccumulation (Igeo), the enrichment factor (Ef) was about 1 for most of metallic elements were smaller than 1. However Arsenic (As) had highest value of 2.35. Index of geoaccumulation (Igeo) for the metallic elements (As, Pb and Mn) were ranged Igeo-class 0 (practically unpolluted) and most metallics elements (Li, V, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Hg and Fe) were ranged Igeo-class 0~2, indicating that the pollution levels of metallic elements should not be significant. It is necessary to keep monitoring pollution level in Abalone aquaculture to conserve the blue belt.

남해 서부해역의 해양환경 변동 특성

최양호,성기탁,이미진,주경호,박성진 한국환경과학회 2017 한국환경과학회 학술발표회 발표논문집 Vol.2017 No.11

PB21) THe Variability of Environmental Characteristics in the Abalone Mariculture Area

최양호,성기탁,서영상,이미진,박성진 한국환경과학회 2018 한국환경과학회 학술발표회 발표논문집 Vol.2018 No.11

잠수기 어업 현황과 경영 분석

이미진,최양호,성기탁,주경호,박성진 한국환경과학회 2017 한국환경과학회 학술발표회 발표논문집 Vol.2017 No.11

연속관측 자료를 활용한 용존산소 수지모델 연구

최양호,노영재,성기탁,장대수 한국자연보호학회 2013 한국자연보호학회지 Vol.7 No.2

The distribution of dissolved oxygen (DO) and its variability in Chunsu Bay were studied. Monthly hydrographic survey and realtime monitoring for water quality conditions were carried out in study area. Vertical distribution of DO shows the formation of hypoxia in the bottom water in the vicinity of the artificial dyke and net cage aquaculture site in summer. Annual mean of DO was 8.4 mg/l, with minimum monthly mean of 6.9 mg/l in July and maximum of 11.2 mg/l in March. Temporal variation of DO at bottom water around the net cage aquaculture site shows pronounced oscillatory characteristics with range of 0.5~7.0 mg/l. Coherency analyses between the tidal range and DO concentration shows that variation of DO is significantly coherent with tidal range at semi-diurnal period with 1~3.5 hours phase-lags. A simple DO budget model was set up to account for the formation of the extreme hypoxic conditions in Chunsu Bay. The governing equation is based on the mass-balance for kinetic process with simplified parameter of source and sink terms of DO. the source term is represented by replenishment through the vertical and horizontal diffusion and mixing. the sink terms comprise function of sediment oxygen demand (SOD) and carbonaceous biochemical oxygen demand (CBOD). The result of numerical solution indicates the dominant role of SOD as the overriding factor against the oxygen supply.

한반도 근해 수온 및 염분의 장기변화 추이

정희동,황재동,정규귀,허승,성기탁,고우진,양준용,김상우,Jeong, Hee-Dong,Hwang, Jae-Dong,Jung, Kyu-Kui,Heo, Seung,Sung, Ki-Tach,Go, Woo-Jin,Yang, Jun-Yong,Kim, Sang-Woo 해양환경안전학회 2003 해양환경안전학회지 Vol.9 No.2

국립수산과학원에서 장기간 관측한 정선해양관측자료와 연안정지관측자료를 이용하여 한국주변해역의 수온과 염분의 장기변화경향과 수층별 상관성을 보고자 하였다. 장기변화의 분석결과 한국연안수온은 하계냉수역이 발생하는 한국남서연안을 제외하고 상승하는 것으로 나타났다. 근해수온은 동해의 경우 표층은 상승하는 경향을 보인 반면 50m 와 l00m 수층은 하강하는 경향을 보였다. 남해의 경우 전 수층에서 상승하는 것으로 나타났으며, 서해의 경우 표층에서는 상승하나 50m 수층은 하강하는 것으로 나타났다. 근해염분은 동해의 경우 표층에서 하강하는 경향을 보인 반면, 50m 수층에서는 상승하는 경향을 보였으며, 100ml 수층 하강정도가 미미하게 나타났다. 남해의 경우 표층에서는 하강하는 경향을 보였으며, 50m 와 l00m 수층에서는 상승하는 경향을 보였다. 서해의 경우 표층과 50m 수층 모두 하강하는 경향을 보였다. 수층별 상관성을 보면 수온의 경우 동해와 남해에서 50m 수층과 100m 수층이 높은 상관도를 보였으나 서해의 경우 표층과 50m 수층 사이에는 상관성이 없는 것으로 나타났다. 염분의 경우 동해에서는 표층과 50m 수층이, 남해에서는 50m 와 l00m 수층이, 서해에서는 표층과 50m 수층이 높은 상관도를 보였다. The long­term trend and inter­relationship with depth of temperature and salinity in coastal waters of Korea are studied using coastal oceanographic observation and serial oceanographic data measured by National Fisheries Research and Development Institute. Temperature of coastal waters of Korea except south­western sea of Korea where cold water appears to increase in summer. In case of temperature offshore, surface temperature of East Sea increases, the reverse, for 50m and 100m decreases. Temperature in South Sea of Korea increases in whole depth and for the Yellow Sea, surface temperature increases, but for 50m decreases. In case of salinity offshore, surface salinity of East Sea decreases, but for 50m increases. Surface salinity in South Sea of Korea decreases, the reverse, form 50m and 100m increases. salinity in the Yellow Sea decrease in whole depth According to the result of inter­relationship analysis, for temperature relationship coefficients of 50m and 100m in the East Sea and South Sea of Korea is higher, however, for the Yellow sea the inter­relationship between 50m and 100m is lower. In case of salinity, the inter­relationship between surface and 50m, and for the South Sea of Korea, between 50m and 100m, and for the Yellow Sea, between surface and 50m is higher.