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          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.

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        • 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

          1967년부터 1986년까지의 국립수산진흥원의 관측자료를 사용하여 동해 남서해역에 서 난수성 소용돌이 (고기압성 소용돌이)의 구조 및 공간분포의 특성과 변동에 대해 연구하였다. 난수성 소용돌이는 울릉도 남서쪽 부근에서 자주 관측되며, 타원형이 많 고, 평균크기는 약 130 km이다. 난수성 소용돌이의 월별분포에 의하면 8월에 관측되는 빈도가 가장 많고, 6월에 가장 적다. 이것은 난수성 소용돌이의 발생이 동한난류 세력 의 발달과 관계가 있음을 나타낸다. 난수성 소용돌이는 서쪽이나 북쪽 또는 남쪽으로 0.80∼2.50 cm/sec의 속도로 이동하거나 한 장소에서 수개월동안 정체한다. 이러한 움 직임은 주변의 해류와 로스비파 및 지형의 영양을 받는다. 난수성 소용돌이의 분포아 해저지형과의 관계는 소용돌이의 이동과 발달이 울릉분지에 의해 영향을 받고 있음을 시사한다. 난수성 소용돌이는 크게 2개의 군으로 나눌 수 있다. 하나는 경압성의 특성 이 강한 수심이 얕은 소용돌이 군이고, 다른 하나는 순압성의 특성이 강한 수심이 깊 은 소용돌이 군이다. 부산과 일본의 모니와의 해수면 차이로 대마난류의 수송량을 추 정할 수 있는데, 수심이 얕은 소용돌이의 분포가 여름철 수송량이 클 때와 일치하였 다. 반면에 수심이 깊은 소용돌이 군은 대마난류의 수송량과 아무런 관계도 보이지 않 았다. 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.

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          동해중층수의 일반적인 분포 특성

          신창웅(Chang-Woong Shin),변상경(Sang-Kyung Byun),김철수(Cheolsoo Kim),이재학(Jae Hak Lee),김봉채(Bong-Chae Kim),황상철(Sang-Chull Hwang),승영호(Young Ho Seung),신홍렬(Hong-Ryeol Shin) 한국해양연구원 2007 Ocean and Polar Research Vol.29 No.1

          To obtain the overall distribution patterns and characteristics of the East Sea Intermediate Water (ESIW), the historical data obtained by the Japan Maizuru Marine Observatory (MMO) and the Korea Ocean Research and Development Institute (KORDI) were analyzed. To obtain water characteristics of the ESIW on isopycnal surfaces, temperature, salinity and dissolved oxygen were interpolated at every 0.01 interval of potential density. And then the interpolated values were averaged at the same potential density. This potential density average method preserved the salinity minimum layer more clearly compared to the depth average method. The potential density (σθ) range of the ESIW was 26.9~27.3. The representative potential density of the ESIW was found to be 27.2, because the characteristics of the ESIW was clear at this density. From the horizontal distributions of physical properties on the isopycnal surface of 27.2σθ it is suggested that the low salinity ESIW circulates anticlockwise over the whole basin with the high salinity intermediate water. The low salinity intermediate water extended from the northwestern part to the east along the sub-polar front and to the Ulleung Basin along the east coast of Korea.

        • KCI등재

          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.

        • 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㎝.

        • KCI등재

          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

          서태평양에 위치한 해저산 해역(150.2°E, 20°N 부근)에서 수층 환경의 동적 특성을 파악하고자 수괴 및 용존산소, 무기영양염(질소, 인), 엽록소-a 등과 같은 수층 환경 인자의 거동을 살펴보았다. 2014년 10월에 해저산(OSM14-2)을 중심으로 동-서 및 남-북 방향으로 총 9개의 정점에서 CTD system을 이용하여 물리·화학적 자료를 획득하였다. 수온-염분 도표로부터 연구 해역에서 파악된 수괴는 표층에서 북태평양 열대수와 수온약층수, 중층에서 북태평양 중층수 그리고 저층에서 북태평양 심층수로 구분되었다. 용존산소 농도가 낮은 최소층(평균 73.26 μM)은 산소 결핍 환경(dysoxic<90 μM)으로 연구 해역 전반에 걸쳐 수심 700~1,200 m 사이에 분포하였다. 아질산염+질산염과 인산염으로 대표되는 무기 영양염은 표면혼합층 내에서 빈영양 환경을 보인 후 수심 증가에 따라 점차적으로 증가해 용존산소 최소층에서 최대 농도를 나타냈으며, N:P ratio(13.7) 결과로부터 연구 해역은 식물플랑크톤이 성장하기에 질소 성분이 제한된 환경으로 파악되었다. 해저산을 중심으로 동-서 및 남-북 정점 라인에서 환경 인자의 수직 분포는 서쪽과 남쪽 해역에서 저층수 유입에 의한 영향으로 수심 500 m 부근에서 그리고 수심 2,500 m 이하의 저층 내에서도 서쪽 해역과 남쪽 해역에서 반대 해역과 비교해 환경 인자의 농도가 다르게 분포하였다. Redfield ratio(N:P=16:1)을 이용하여 구해진 Excess N 값은 연구 해역 전반에 걸쳐 음의 값을 보여 질소 제거 기작이 우세한 환경임을 나타냈으며, 서쪽 해역과 남쪽 해역 저층에서 상대적으로 높은 값이 관측되었다. 이러한 결과들은 해저산의 지형적인 특성이 저층 해류 순환에 영향을 미치고 이는 수층 환경 인자들의 거동을 결정하는데 중요하게 작용함을 지시한다. In order to understand the dynamic characteristics of water column environments in the Western Pacific seamount area (approximately 150.2°E, 20°N), we investigated the water mass and the behavior of water column parameters such as dissolved oxygen, inorganic nutrients (N, P), and chlorophyll-a. Physico-chemical properties of water column were obtained by CTD system at the nine stations which were selected along the eastwest and south-north direction around the seamount (OSM14-2) in October 2014. From the temperature-salinity diagram, the main water masses were separated into North Pacific Tropical Water and Thermocline Water in the surface layer, North Pacific Intermediate Water in the intermediate layer, and North Pacific Deep Water in the bottom layer, respectively. Oxygen minimum zone (OMZ, mean O₂ 73.26 μM), known as dysoxic condition (O₂ < 90 μM), was distributed in the depth range of 700~1,200 m throughout the study area. Inorganic nutrients typified by nitrite + nitrate and phosphate showed the lowest concentration in the surface mixed layer and then gradually increased downward with representing the maximum concentration in the OMZ, with lower N:P ratio (13.7), indicating that the nitrogen is regarded as limiting factor for primary production. Vertical distribution of water column parameters along the east-west and south-north station line around the seamount showed the effect of bottom water inflowing at around 500 m deep in the western and southern region, and concentrations of water column parameters in the bottom layer (below 2,500 m deep) of the western and southern region were differently distributed comparing to those of the other side regions (eastern and northern). The value of Excess N calculated from Redfield ratio (N:P=16:1) represented the negative value throughout the study area, which indicated the nitrogen sink dominant environments, and relative higher value of Excess N observed in the bottom layer of western and southern region. These observations suggest that the topographic features of a seamount influence the circulation of bottom current and its effects play a significant role in determining the behavior of water column environmental parameters.

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          HadGEM2-AO를 이용한 북서태평양-동아시아 해역의 표층 수온 모의 특성 분석

          김해진(Haejin Kim),김철호(Cheol-Ho Kim),신홍렬(Hong-Ryeol Shin) 한국해양과학기술원 2016 Ocean and Polar Research Vol.38 No.2

          In this study, we evaluated the model performance with respect to Sea Surface Temperature (SST) and Net Heat Flux (NHF) by considering the characteristics of seasonal temperature variation and contributing factors and by analyzing heat budget terms in the Northwestern Pacific and East Asian Marginal Seas (110˚E−160˚E, 15˚N−60˚N) using the HadGEM2-AO historical run. Annual mean SST of the HadGEM2-AO is about 0.065oC higher than observations (EN3_v2a) from 1950 to 2000. Since 1960, the model has simulated well the long-term variation of SST and the increasing rate of SST in the model (0.014℃/year) is comparable with observations (0.013℃/year). Heat loss from the ocean to the atmosphere was simulated slightly higher in the HadGEM2-AO than that in the reanalysis data on the East Asian Marginal Seas and the Kuroshio region. We investigated the causes of temperature variation by calculating the heat budget equation in the two representative regions. In the central part of the Kuroshio axis (125˚E−130˚E, 25˚N−30˚N: Region A), both heat loss in the upper mixed layer by surface heat flux and vertical heat advection mainly cause the decrease of heat storage in autumn and winter. Release of latent heat flux through the heat convergence brought about by the Kuroshio contributes to the large surface net heat flux. Positive heat storage rate is mainly determined by horizontal heat advection from March to April and surface net heat flux from May to July. In the central part of the subtropical gyre (155˚E−160˚E, 22˚N−27˚N: Region B), unlike Region A, vertical heat advection predominantly causes the decrease of heat storage in autumn and winter. In spring and summer, surface heat flux contributes to the increase of heat storage in Region B and the period is two times longer than the period for Region A. In this season, shoaling of the mixed layer depth plays an important role in the increase of SST.

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