다목적 실용위성관측을 위한 황해의 생물학적,광학적 특성

유신재 ( Sin Jae Yoo ),박지수 ( Ji Soo Park ) 大韓遠隔探査學會 1998 大韓遠隔探査學會誌 Vol.14 No.3

1998년 황해에서 OSMI 검-보정 및 활용과제를 위한 생물광학 조사가 수행되었다. 9 개의 조사정점에서 광학 측정이 이루어졌다. 이들 측정치에서 Kd, R, a, and b(b)와 같은 외관성 및 내재성 광학특성이 산출되었다. 반사도의 유형을 볼 때 광학특성이 엽록소, 부유사, CDOM과 같은 모든 주요 구성성분에 의해 결정되고 각각의 기여도는 정점마다 달랐다. 모든 정점의 역산란계수는 Case 2 수역 범주에 속하였다. 전체 흡광계수는 매우 높았으며 CDOM 농도로는 충분히 설명되지 않는다. 부유사가 상당히 흡광력이 높을 가능성이 있으며 이에 대한 추후 연구가 바람직하다. A bio-optic survey was made in the Yellow Sea in May, 1998 for OSMI cal/val and application project. Optical measurements were made in nine stations. From these measurements, apparent and inherent optical properties such as Kd, R, a, and b(b) were estimated. The patterns of reflectance indicated that all three major constituents, namely, chlorophyll-a, suspended sediments, and CDOM were active in determining the optical properties in the Yellow Sea. Their relative contribution was different among the stations. All the stations had high backscattering and their values fell in Case 2 category. Although the total absorption was very high, it could not be explained by the level of CDOM concentration. It is suggested that the suspended sediment might be highly absorptive and further study is needed to investigate the optical properties of the suspended sediments.

생태학적 모델을 이용한 유류유출 사고에 의한 자연 수산자원 피해의 추정

유신재 ( Sin Jae Yoo ),신경순 ( Kyoung Soon Shin ) 한국수산학회 1996 한국수산과학회지 Vol.29 No.2

해양에서 유류유출사고가 발생했을 때 자연 생물자원에 미치는 피해량을 전산모델을 이용하여 추정하였다. 해양에서 이러한 오염물질이 유출되었을 때 피해조사가 이루어져야 하지만 조사비용 이외에도 현장조사 자체의 어려움이 있다. 조간대를 제외한 해역에서는 현장보존이 어렵고 조사대상도 성체에 한정되기 때문이다. 미국의 경우 이를 위하여 데이터 베이스를 이용한 전산모델 (NRDAM/CME)을 개발하였다 (Reed et al., 1989). 이 모델에서는 급성 독성실험 데이터를 사용하여 피해량을 추정하였고 성체피해 뿐 아니라 먹이망을 통한 파급효과와 유생 및 치어손실에 의한 가입량 손실도 다루고 있다. 본 연구에서는 NRDAM/CME에 쓰인 논리체계를 응용하였으며 한국 연근해의 데이터 베이스를 사용하여 벙커 C유와 원유가 유출되었을 경우 황해와 남해를 대상으로 하여 유출규모에 따른 자연 생물자원의 피해정도를 추정하였다. 모델의 시험결과 유류의 유출량이 증가했을 때 생물자원의 피해량은 유출량의 증가율 보다 더 높은 율로 증가하였다. 유출된 유류의 화학적 특성, 특히, 점도와 용해도의 차이에 따라 피해량이 큰 차이를 보이는데 이는 유류의 분산을 촉진 시키기 위한 유화제의 사용이 피해량을 증가시킬 가능성이 있는 것으로 생각된다. 또한 생물량의 손실은 가업 손실에 의한 장기적 피해가 단기적 피해보다 더 클 수 있음도 시사하고 있다. Damage assessment based on in situ surveys for oil spills in marine environment is limited by fundamental difficulties as well as tremendous expenses. Except for intertidal zones, the damage is not preserved well. Also such surveys are usually confined to adult organisms. To overcome these limitations, a computer model, NRDAM/CME, was developed in the case of USA (Reed et al., 1989), where an acute toxicity data base was used to assess indirect damages through food webs and loss due to recruitment as well as adult losses. In the present study, damage assessment of natural biological resources for hypothetical oil spills is attempted using a computer model for hypothetical spills of Bunker C and heavy crude oil. In the model, the logical structure of NRDAM/CME was adopted, and biomass and productivity database were compiled for the Korean waters. The results showed that the damage increased in a nonlinear fashion as the spill amount increased. The magnitude of the damage depended upon the chemical properties of oil, viscosity and solubility in particular, which implies that usage of oil dispersant might increase the damage by dispersing oil. The results also indicate that long term damage due to recruitment loss could be greater than short term damage.

해양환경관측을 위한 원격탐사의 활용과 그 전망

유신재 ( Sin Jae Yoo ),정종철 ( Jong Chul Jeong ) 大韓遠隔探査學會 1999 大韓遠隔探査學會誌 Vol.15 No.3

본 소고의 목적은 광범위한 시·공간적인 규모에서 일어나는 해양환경의 변화를 관측하기 위한 원격탐사기술의 활용을 전망하는 것이다. 현재 적용되고 있는 해양원격탐사의 기술과 발전방향을 고찰하여 바람직한 해양원격탐사의 활용방안을 제시하였다. 해양원격탐사의 효율적인 활용을 위해서는 현안문제 해결과 수요자 위주의 관점에서 종합적 계획을 세워 추진하는 것이 바람직하다. 해양환경변화는 그 변화과정이 가지는 시간적 또는 공간적 규모에 맞추어 관측이 되어야 한다. 해양과 연안해역의 다양한 환경변화를 적절히 관측하고, 모니터링하기 위해서는 이용 가능한 센서의 활용을 확대하여야 한다. 또한, 조사목적에 적합한 관측주기와 관측범위를 다양화하기 위하여 탑재대(platform)의 종류도 다양화되어야 할 것이다. 현장관측치에 의한 보정과 검증 과정은 해양원격탐사 자료의 바른 해석을 위해 반드시 요구되는 단계로 부이 시스템이나 기회성 선박을 적극 활용하는 종합관측망의 일부로 개발되어야 한다. The aim of this review is to provide perspectives on the application of remote sensing techniques for observation of marine environmental changes on various spatia-temporal scales. Currently available remote sensing technologies are reviewed and future direction is suggested. For better utilization of remote sensing, a comprehensive plan should be developed by a demand-side and problem-solving approach. Marine environmental changes should be observed on proper spatio-temporal scales where the processes occur. For appropriate observation and monitoring of various environmental changes in coastal regions, more sensors must be utilized. Platforms other than satellites should also be utilized to expand the spatio-temporal scales of observation. Calibration/validation activities, required for accurate interpretation of remotely sensed data, could utilize buoys and ship-of-opportunity sensors. It is desirable that such systems be developed as a part of an integrated monitoring network.

하계 서태평양의 초미소 식물플랑크톤 분포 특성 연구

노재훈 ( Jae Hoon Noh ),유신재 ( Sin Jae Yoo ),강성호 ( Sung Ho Kang ) 한국환경생물학회 2006 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.24 No.1

Short Term variability of the Phytoplankton Populations in Masan Bay: I. Dynamics

배세진,유신재,PAE, SE JIN,YOO, SIN JAE The Korean Society of Oceanography 1991 韓國海洋學會誌 Vol.26 No.1

Masan Bay is infamous for its severe eutrophication, exemplified by frequent red tide incidences and anoxic conditions. We carried out daily observations for 16 days at one site immediately after the summer rainy season in 1988 on the basis that shorter observation intervals be necessary to observe a process with high turnover rate. in spite of the relatively short survey period, we could observe dramatic changes in abundance and composition of the phytoplankton populations. Cell densities and chlorophyll concentrations changed in the magnitude of 70 and 10 times, respectively, Skeletonema costatum, a diatom species, dominated the first peak of phytoplankton biomass and was followed by Prorocentrum minimum, a dinoflagellate species, which occurred dominantly in the second peak after about a week, form the viewpoint of time scale, we suggest that at least a weekly sampling might be appropriate in complex coastal environments as Masan Bay. While stratification enabled high production in the surface layer, it hindered the transport of silicate from bottom to the surface, which in turn limited the prolonged growth of diatoms. Ensued second peaks of silicate and diatom abundance in the surface layer suggest periodic flux of silicate from bottom across the discontinuity driven by tidal currents.

수괴특성에 따른 춘계 황해의 영양염 분포 특성

김경홍,이재학,신경순,배세진,유신재,정창수,현정호,Kim, Kyeong-Hong,Lee, Jae-Hak,Shin, Kyung-Soon,Pae, Se-Jin,Yoo, Sin-Jae,Chung, Chang-Soo,Hyun, Jung-Ho 한국해양학회 2000 바다 Vol.5 No.3

춘계 황해에서 해수의 물리적 특성과 연관된 영양염 분포양상을 파악하기 위해 1996년 4월에 한국과 중국연안을 포함하는 황해내 약 40정점에서 수온, 염분, 무기영양염류 및 엽록소-${\alpha}$(Chl-${\alpha}$)의 분포양상을 조사하였다. 춘계의 조사해역내 수괴는 연안수, 황해난류수, 양자강희석수로 분류되었으며 수괴들은 수직적인 혼합이 잘 이루어진 동계의 특성을 나타내 저층에서 표층으로의 영양염 공급이 원활히 일어나는 것으로 나타났다. 표층으로의 영양염 공급과 호전된 광조건으로 야기된 식물플랑크톤 대증식은 표층수에서 영양염을 고갈시켜 영양염의 수직적인 농도구매를 형성하였다. 춘계에는 양자강희석수의 세력약화로 고온,고염의 황해난류수가 황해 중앙해역으로 유입되어 황해 중앙해역의 저층에 존재하는 낮은 영양염 농도(정점 D9, 질산염: <2 ${\mu}$M, 인산염: <0.3 ${\mu}$M)에 영향을 미치고 있었으며, 중국 및 한국연안의 높은 영양염농도는 하천의 유입과 조석에 의한 수직혼합의 영향으로 높은 영양염 농도를 나타내는 연안수의 분포와 연관되어 있었다. 지역적인 조석전선의 형성(정점 D6)은 영양염의 이동을 제한하여 수평적인 영양염 분포에 영향을 미치는 한편, 전선수역의 높은 식물플랑크톤의 생체량(Chl-${\alpha}$=12.38 ${\mu}$gL$^{-1}$)은 표층수에서 영양염을 고갈시켰다. 결론적으로 춘계 황해는: (1)광역적으로는 영양염의 농도가 낮은 황해난류수의 유입과 영양염 농도가 높은 한국 및 중국연안의 연안수의 분포에 의해 영향을 받으며 (2) 지역적으로는 수직적인 수괴의 혼합, 식물플랑크톤의 서식분포, 그리고 조석전선이 영양염 분포에 영향을 미치고 있었다.$^{-1}$ Sv$^{-1}$)는 대한해협 (9.72${\times}$10$^{10}$ mol yr$^{-1}$ Sv$^{-1}$)보다 약 1.2배, 동중국해에서 쿠로시오에 의한 수송량(18.55${\times}$10$^{10}$ ton yr$^{-1}$ Sv$^{-1}$)에 비해서는 2/3 수준으로 높다. 결론적으로 풍부한 화학물질들을 함유한 제주해류는 남해 및 동해의 생지화학적 과정들에 있어 상당히 중요함을 시사한다.다. 수조 상층수 중 Cu, Cd, As 농도는 모든 FW, SW수조에서 시간이 지남에 따라 일관성 있게 감소하였고, 제거속도는 Cu가 다른 원소에 비해 빨랐다. 제거속도는 FW 3개 수조 중 FW5&6에서 세 원소 모두 가장 느렸고, SW 3개 수조 중에서는 SW1&2에서 가장 빨랐다. SW와 FW간 제거속도 차이는 세 원소 모두 명확치 않았다 Cr은 FW에서 전반적으로 감소하는 경향을 보였지만 SW에서는 실험 초기에 감소하다 24시간 이후에는 증가 후 일정한 양상을 보였다. Pb은 FW에서 전반적으로 감소했지만 SW에서는 초기에 급격히 증가 후 다시 급격히 감소하는 양상을 보였다 Pb 또한 Cu, Cd, As와 마찬가지로 SW1&2에서 제거속도가 가장 빠르게 나타났다. FW 상층수 중 Hg는 시간에 따라 급격히 감소했고, 제거속도는 Fw5&6에서 가장 느렸다. 이러한 결과에 근거할 때 벼가 자라고 있고 이분해성 유기물이 풍부한 FW1&2, FW3&4 토양과 상층수에서는 유기물의 분해 활동이 활발하였지만, 벼가 경작되지 않는 FW5&6과 SW 에서는 유기물이 상대적으로 결핍되어 유기물의 분해활동이 적었을 것으로 판단된다. 한편, Inorganic nutrient concentrations in relation to springtime physical parameters of the Yellow Sea were investigated during April 1996. Three major water masses, i.e., the Yellow Sea Warm Current Water (YSWC), Coastal Current Water (CCW) and Changjiang River Diluted Water (CRDW), prevailed in the study area. Water masses were vertically wel1 mixed throughout the study area, and nutrients were supplied adequately from bottom to surface layer. As result of ample nutrients supplied by vertical mixing together with progressed daylight condition, springtime phytoplankton blooms were observed, which was responsible for the depletion of inorganic nutrients in surface water column. Low nutrients concentration in bottom water of the central Yellow Sea (Stn. D9; nitrate: <2 ${\mu}$M, phosphate: <0.3 ${\mu}$) was associated with the entrance of YSWC which is characterized by high temperature and salinity. Influenced by runoff and vertical tidal mixing, CCW with high nutrient concentrations probably associated with China and Korea coastal waters with high nutrients concentration. For the local scale of inorganic nutrient distribution, nutrient transfers from coast to central areas were limited due to restriction imposed by tidal fronts (Stn. D6) and thus affected the horizontal nutrient profiles. Relatively high phytoplankton biomass was observed in the tidal front (Chl-${\alpha}$=12.38 ${\mu}$gL$^{-1}$) during the study period. Overall, the springtime nutrient distribution patterns in the Yellow Sea appeared to be affected by: (1) Large-scale influx of YSWC with low nutrient concentrations and CCW with high nutrient concentrations influenced by Korea and China coastal waters; (2) vertical mixing of water mass and phytoplankton distribution; and (3) local-scale tidal front as well as phytoplankton blooms alongthe tidal front.

정지궤도 해색탑재체(GOCI) 자료 활용을 위한 황해의 일차생산력 추정방법 비교

박지수 ( Ji Soo Park ),유신재 ( Sin Jae Yoo ) 大韓遠隔探査學會 2010 大韓遠隔探査學會誌 Vol.26 No.2

해양의 일차생산 측정에 있어 인공위성자료의 활용은 연구선 등을 활용한 기존 조사방법이 갖고 있는 시·공간상의 제한을 많이 개선할 수 있다. 하지만, 황해와 같이 탁한 해역에서의 일차생산 추정은 해수의 광학특성에 의해 여전히 많은 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 현재 수준에서 가용한 황해의 일차생산 추정방법들을 비교 평가하였다. 즉, 네 가지의 엽록소-a 추정 알고리듬과 두 가지의 일차생산 추정 알고리듬을 사용하여 각기 다른 조합들이 일차생산 추정에 To estimate marine primary production, satellite data are essential for providing much better spatial and temporal resolutions. However, primary production estimation for turbid coastal water such as the Yellow Sea still needs much improvement. Here we eva

동해 울릉분지에서 봄과 여름동안 시계방향 와류가 영양염과 엽록소에 미치는 영향

김동선,김경희,심정희,유신재,Kim, Dong-Seon,Kim, Kyung-Hee,Shim, Jeong-Hee,Yoo, Sin-Jae 한국해양학회 2007 바다 Vol.12 No.4

동해 울릉분지에서 봄과 여름 동안 난수성 시계방향 와류가 영양염과 엽록소에 미치는 영향을 파악하기 위해서, 2005년 7월과 2006년 4월에 5개 정점에서 표층부터 수심 200 m까지 수온, 염분, 영양염, 엽록소 등을 관측하였다. 봄에는 와류 내부해역에서 표층 혼합층의 깊이가 150 m 이상으로 매우 깊은 반면, 외부해역에서는 $20{\sim}60$ m로 비교적 얕았다. 와류 내부해역에서 수직혼합이 활발히 일어나 표층해수에 영양염이 풍부한 반면, 외부해역에서는 표층에서 성층화가 생겨 심층에서 표층으로 영양염 공급이 충분하지 않아 농도가 낮았다. 봄에는 와류 내부해역에서 표층 혼합층 깊이가 유광층 깊이보다 훨씬 더 깊어서 엽록소 농도가 낮았으며, 와류 외부해역에서 측정한 총 엽록소(depth-integrated chlorophyll) 양은 내부해역에서 측정한 것보다 보다 두 배 이상 높았다. 여름에는 봄과 달리 모든 정점에서 표층 성층화가 강하게 발생하여, 영양염이 표층에서 완전히 고갈되었다. 여름에 관측한 엽록소는 모든 정점 수심 30 m 내외에서 최고 농도를 나타내어, 아표층 엽록소 최대(subsurface chlorophyll maximum)를 보였으며, 와류 내부해역에서 측정한 총 엽록소 양은 외부해역에서 측정한 것보다 두 배가량 높았다. 동해 울릉분지에서 거의 매해 나타나는 시계방향 와류는 식물플랑크톤 생물량에 매우 큰 영향을 미치는데, 그 영향이 봄과 여름에 다르게 나타났다; 봄에는 시계방향 와류가 식물플랑크톤 생물량을 제한하는 반면, 여름에는 반대로 식물플랑크톤 생물량을 증가시킨다. In order to find out the effects of the anticyclonic eddy on the distribution of nutrients and chlorophyll concentrations in the Ulleung Basin during spring and summer, we measured temperature, salinity, nutrients, and chlorophyll from the surface to 200 m water depth at five stations in July 2005 and April 2006. In spring, surface mixed layer was very deep inside the eddy, about 200 m, but it was relatively shallow outside the eddy, about $20{\sim}60$ m. Inside of the eddy, nutrients in the surface waters were sufficient by supply from the deep layer, whereas outside of the eddy, they were fairly depleted due to the stratification in the surface layer. In spring, chlorophyll concentrations were relatively low inside of the eddy due to the deeper surface mixed layer compared with the euphotic depth, and the depth-integrated chlorophyll concentrations outside of the eddy were twice as much as those inside of the eddy. In summer, nutrients in the surface waters were completely depleted at all stations due to the well stratification in the surface layer. The typical distribution pattern of subsurface chlorophyll maximum was observed at all stations, and the depth-integrated chlorophyll concentrations inside of the eddy were almost twice as much as those outside of the eddy. The anticyclonic eddy appearing in the Ulleung Basin every year significantly affects the phytoplankton biomass, with the opposing effects in spring and summer; in spring, the anticyclonic eddy suppresses phytoplankton growth, but in summer, it enhances the phytoplankton biomass.

SeaWiFS 밴드역에 의한 연안해역의 엽록소 밴드비율 알고리듬 검증

정종철 ( Jong Chul Jeong ),유신재 ( Sin Jae Yoo ) 大韓遠隔探査學會 2000 大韓遠隔探査學會誌 Vol.16 No.1

해양관측위성으로 1997년에 발사된 SeaWiFS 센서는 해양의 엽록소 분포와 대기환경 등 다양한 지구관측 자료를 제공하고 있고, 현재까지 수신된 많은 자료는 해양뿐만 아니라 육상관측에도 이용되고 있다. 하지만, SeaWiFS 센서는 1 km의 공간해상력으로 인해 연안해역의 관측이 어렵고, 연안역에서의 대기보정 문제가 아직 정립되지 않아 연안해역의 관측에는 아직 활발히 적용되지 못하다. 특히, 서.남해 연안해역은 부유사 농도가 높고, 육상에서 비롯되는 용존유기물의 흡광으로 엽록소 분포를 분석하기에 적합한 알고리듬이 개발되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 해양의 엽록소 농도분포를 분석하는데 활용되어온 경험적인 알고리듬을 바탕으로 연안해역의 엽록소 분포를 분석하기에 적합한 경험식을 도출하였으며, 이러한 경험식을 도출하는 과정에서 연안해역의 엽록소 농도 관측을 위해서는 레드영역의 밴드 (665nm)가 활용되어야 한다는 결론을 얻었다. Since being launched for ocean observing in 1997, the SeaWiFS sensor has supplied data on ocean chlorophyll distribution and environmental conditions of the atmosphere. Until now, a lot of SeaWiFS data have been archived and utilized for ocean monitoring and land observation. The SeaWiFS sensor has 1km spatial resolution, therefore, it is difficult to obtain data at the coastal zone. Since atmospheric correction algorithms at the coastal area have not been confirmed for chlorophyll algorithm, the ocean color data analysis for coastal zone is not common. In particular, domestic coastal areas have high suspended sediments concentrations and higher absorption influence of colored dissolved organic matter (CDOM), released from in-land, than open-sea. Thus, a useful algorithm for analysis of chlorophyll distribution in domestic coastal areas has not been developed. In this study, empirical algorithms, using data from the ocean color sensor, were developed for monitoring of chlorophyll distribution of coastal areas. In the process of the development of the algorithms, we can find that the red band (665nm) should be used for analyzing of domestic coastal areas near the Yellow Sea.

시화호와 연안해역의 부유사 분포 분석을 위한 원격탐사 알고리듬

정종철(Jong Chul Jeong),유신재(Sin Jae Yoo),김정욱(Jung Wook Kim) 한국지리정보학회 1999 한국지리정보학회지 Vol.2 No.2

원격탐사기법에 의한 연안해역과 광범위한 수표면적을 지닌 호수의 부유사 분포를 파악하고자 하는 연구는 70년대 이후 위성자료의 이용이 활발히 이루어지면서 많은 연구결과들이 발표되었다. 하지만, 국내에서 원격탐사기법에 의한 부유사의 공간적인 분포를 정량적으로 해석하기 위한 연구는 부족한 실정이며, 적합한 알고리듬이 제시되지 못하고 있다. 본 연구에서는 시화호와 경기만 연안해역에서 실측한 부유사 자료와 SeaWiFS 밴드역을 가진 수중 광학장비에 의해 얻 The study for detecting suspended sediment distribution in Lake Sihwa, which has a large surface area and coastal area, suing remote sensing technique was carried out with development of satellite data collected since 1970. The research, however, analysi