해양조사 기술 동향지 발간현황 및 개선방안 연구

박병문,장은미,김지원,홍선희,이현욱 한국수로학회 2022 한국수로학회지 Vol.11 No.2

해양조사는 2020년 2월 제정된 「해양조사와 해양정보 활용에 관한 법률」에서 선박의 교통안전, 해양의 보전․이용․개발 및 해양관할권의 확보 등에 이용할 목적으로 실시하는 해양관측, 수로측량 및 해양지명조사를 말한다고 정의하고 있다. 대부분 해상에서 선박 등을 이용하여 수행하는 해양조사는 멀티빔 음향측심기 등 첨단 조사장비를 사용하여야 하기 때문에 특수한 분야라고 할 수 있다. 해양조사 자료는 선박운항에 직접 사용되기 때문에 자료취득, 자료분석 그리고 해도 등 항해용 간행물 제작 모든 공정이 국제 기준에 부합하여야 한다. 특히 국제수로기구(IHO, International Hydrographic Organization)는 수로측량, 해도제작 등에 대한 국제 기준을 관장하여 전세계 항해용 간행물의 신뢰성을 높이기 위한 노력을 하고 있다. 우리나라는 국립해양조사원을 중심으로 IHO에서 추진하고 있는 범용수로데이터모델 개발, IHO 인증 교육훈련 등에 적극 참여하고 있다. 한국해양조사협회에서 2019년부터 해양조사 기술에 대한 IHO의 표준화 동향과 각국의 노력 그리고 해양조사 관련 국제저널 등의 기고문 등을 국내 해양조사기술자들에게 알리기 위한 ‘해양조사 기술동향지’ 발간 사업을 추진하고 있다. 본 연구는 그간의 해양조사 기술동향지 발간 내용을 살펴보고 향후 발전방향을 찾아보고자 하였다.

국제수로기구(IHO) 수로측량(S-5 Category B) 교육과정 인증 절차에 관한 연구

강호윤,김나은,김우주 한국수로학회 2022 한국수로학회지 Vol.11 No.2

Hydrography is a study in which various disciplines such as oceanography, spatial information engineering, and ocean physics are converged. IBSC, a committee under the International Hydrographic Organization (IHO), defines basic knowledge as standard so that Hydrographic survey engineers around the world can conduct hydrographic surveying and Nautical production based on standardized technical levels. Standards are to be reflected when designing educational programs for manpower training. Therefore, in this paper, IBSC's curriculum and competency standards were analyzed, and the status of domestic and foreign Hydrographic Surveyor and Nautical Cartographers certification courses were analyzed. In addition, the current status of Hydrographic Surveyors (S-5B) and Nautical Cartographers (S-8B) certifications operated in Korea and the current status of graduates were analyzed. In particular, as the certification period (6 years) for the Hydrographic surveying (S-5B) curriculum operated in Korea expired, the certification procedure for re-certification from IBSC was analyzed. The S-5B standard for training Hydrographic Surveyors was analyzed. Based on the analysis results, a proposal for IBSC certification was prepared. In addition, the current face-to-face education method is a way for international trainees to stay in Korea for a long time, and there are difficulties in terms of operation and management, such as increased stay costs. In particular, as the non-face-to-face education method is being converted due to the recent prolonged COVID-19, this study also proposed a parallel learning plan with e-learning education.

해양생태계 모니터링 및 관리를 위한 수중음향 기법과 응용 사례

이종찬,이창래 한국수로학회 2023 한국수로학회지 Vol.12 No.2

수중음향은 전자기파에 비해 전파 손실이 낮아 물속에서 먼 거리를 전파하게 되는 이점이 있어 해양조사 방법론 중 하나로 연구에 활용되고 있다. 해양에서 다양한 생물음향, 지리음향, 인공음향으로 나타나는 소리경관을 연구하는 수동 음향 분야는 생물다양성이나 소음 복잡도 등을 다루는 음향 지수화를 이용한 생태 연구나 신호 탐지 및 분류를 통해 해양 포유류의 분포, 강수 현상과 같은 기상 현상 탐지, 환경 모니터링 등에 대한 연구가 수행되고 있다. 그리고, 능동 음향은 어군 탐지, 수심 측량 등에 활용되고 있으며, 퇴적층에 존재하는 가스량 조사 등 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 해외 선진국의 해양 관련 기관 중심 사례를 바탕으로 국내 해양포유류 생태계 모니터링 및 보전관리 측면에서 수중음향 활용한 발전 가능성을 고찰하고자 한다. Underwater acoustics, exhibiting lower propagation loss compared to electromagnetic waves, facilitates extensive underwater transmission. In the field of passive acoustics to study the soundscape exhibited through biophony, geophony, and anthrophony. Passive acoustic research includes the use of acoustic indices for ecological studies addressing biodiversity and noise complexity, as well as signal detection and classification for understanding the distribution of marine mammals, detecting meteorological phenomena such as rainfall, and environmental monitoring. Active acoustics, on the other hand, are used for purposes such as fish school detection, bathymetry measurement and assessment of gas quantities in sediment layers. In this paper, we will examine the development potential of utilizing underwater acoustics in terms of monitoring and conservation management of domestic marine mammal ecosystems, based on cases centered on marine-related institutions in developed countries.

우리나라에 서식하는 유독성 와편모조류 Alexandrium pseudogonyaulax의 형태학적 및 분자생물학적 특성 연구

유영두,황영종,이무준 한국수로학회 2023 한국수로학회지 Vol.12 No.2

본 연구에서는 서해안에 위치한 시화호와 비응항에서 Alexandrium을 채집하고 단일 종 배양에 성공하였으며 형태학적 및 분자생물학적 분석을 수행하였다. Kofoidian series에 의한 thecal plate formula는 전형적인 Alexandrium 속의 thecal plate formula를 따랐다. 본 연구에서 단종배양체를 확립한 종은 대부분의 세포가 길이와 너비의 비율이 비슷하거나 너비가 길이에 비해 긴 넓적한 형태로 관찰되었으며 S.s.a의 형태가 비교적 넓고 큰 특징을 보였다. 또한 SSU 및 LSU rDNA 염기서열에 기반한 분자계통도 분석 결과 Alexandrium pseudogonyaulax와 가장 가까운 근연관계를 보였다. 따라서 본 연구에서 채집되어 단일 종 배양에 성공한 Alexandrium은 형태학적으로 봤을 때 세포의 형태(shape), 길이와 너비의 비율 및 plate formula 구성의 특징이 A. hiranoi 보다 A. pseudogonyaulax에 더 유사한 것으로 판단되며 rDNA (SSU, LSU) 염기서열 및 분자계통도 분석 결과 또한 A. pseudogonyaulax와 가장 유사한 것으로 판단된다. The strain within the genus Alexandrium was isolated from western coast of Korea, and subsequent morphological and molecular analyses were conducted. Thecal plate formula by Kofoidian series followed that of the typical genus Alexandrium. Most of the cells were observed to be broadly shaped with a similar ratio of length to width or the width longer than length, and the morphology of S.s.a. was characterized as relatively broad and large. In addition, molecular phylogenetic analysis based on SSU and LSU rDNA sequences showed that Alexandrium pseudogonyaulax was the closest related species. Consequently, through morphological assessments of cell shape, length-width ratio, and plate formula composition, coupled with the analysis of rDNA (SSU, LSU) sequence differences and phylogenetic positions, the isolate examined in this study is found to be similar to A. pseudogonyaulax.

비자기 나침반을 이용한 해양관측부이 해수유동 관측자료 품질개선

박세영,김문진,이시백 한국수로학회 2023 한국수로학회지 Vol.12 No.2

국립해양조사원에서는 36개소의 해양관측부이를 운영하여 해수유동 관측자료를 실시간으로 수집·제공 중이며, 이 중 13개소는 지방해양수산청의 협조를 받아 항로표지 등부표에 유속계를 설치하여 관측하고 있다. 시중에 사용되는 유속계는 지구좌표계 기준의 유향 산출 시 내장된 자기 나침반을 사용하는 반면 지방해양수산청의 항로표지 등부표는 강재로 제작되기 때문에 유향 관측 시 자성에 의한 오차를 발생시킬 수 있다. 본 연구에서 실제 자성의 영향을 받지 않도록 2개의 GNSS 안테나로 측정한 위치의 차이로 구한 방위를 이용하여 유향을 구한 후 유속계에 내장된 자기 나침반으로 구한 유향과 비교한 결과 편차가 발생하는 것을 확인하였으며, 이는 항로표지 등부표에 설치된 유속계가 자성의 영향을 받고 있음을 말해준다. KHOA operates 36 oceanographic observation buoys to collect and provide current data in real time, and 13 of them have current meters installed on navigation aids with Regional Office of Oceans and Fisheries. While commercially available current meters use a built-in magnetic compass to calculate the direction of current based on the Earth's coordinate system, Regional Office of Oceans and Fisheries's navigation aids lighthouses are made of steel, which can cause errors when observing the direction of current. In order to avoid the influence of actual magnetism, the heading was calculated using the difference between the positions measured by the two GNSS antennas, and then compared with the heading calculated by the magnetic compass built into the current meter in this study. Consequently, discrepancies were observed between the two measurements, indicating that current meters installed on the navigation aids lighthouse are affected by magnetism.

인공위성 및 해수면 온도 합성장 자료를 이용한 해수면 온도 추정 알고리즘 개발

김정원,강분순,김영택,김정현,김현승 한국수로학회 2023 한국수로학회지 Vol.12 No.2

수면 온도(Sea Surface Temperature, SST)는 대기와 해양간의 열속, 수증기 등의 교환에 영향을 미치는 주요요소로서 대기와 해양 예보에 주요 입력 자료이다. 국립해양조사원은 2021년도부터 자료동화 및 이상해황 탐지 등에 해수면 온도 자료를 사용하기 위해 해수면 온도 합성자료(KHOA SST)를 생산하고 있다. 본 연구에서는 국립해양조사원 해수면 온도 합성자료를 입력 자료로 사용하고 조화분해 기법과 MOS(Model Output Statistics) 기법을 적용하여 해수면 온도 추정 자료를 산출하는 알고리즘을 개발하였다. 알고리즘 개발에 사용된 기반자료는 5년 분량의 COMS(Communication, Ocean and Meteorological Satellite) 해수면 온도 자료와 1년 분량의 KHOA SST 자료이다. COMS 자료를 기반으로 조화분해한 알고리즘의 검증 결과는 관측 자료와 평균 제곱근 오차가 1.569℃, 상관계수는 0.987로 산출되었다. KHOA SST 자료를 기반으로 조화분해한 알고리즘의 검증 결과는 관측 자료와 평균 제곱근 오차가 0.969℃, 상관계수는 0.992로 산출되었다. 평균 제곱근 오차 결과가 상이한 이유는 과다하게 긴 기간의 자료를 이용할 경우 푸리에 계수의 평균(a0)이 과거의 수온 값과 함께 계산되어 최근의 수온 상승 현상을 반영하지 못하여 평균이 낮아진 것으로 판단된다. Sea Surface Temperature(SST) is a key input to atmospheric and ocean forecasts, as a major factor affecting the heat flux and exchange of water vapor between the atmosphere and the ocean. In order to use SST data for data assimilation and detection of abnormal oceanic conditions, Korea Hydrographic and Oceanographic Agency(KHOA) has been producing SST composite data(KHOA SST) since 2021. In this study, we developed an algorithm to calculate estimative SST data using the KHOA SST as input data and applying the harmonic analysis and the Model Output Statistics(MOS) method. the base data used to develop the algorithm were Communication, Ocean and Meteorological Satellite(COMS) data in 5 years and KHOA SST data in 1 year. The verification result of the harmonic analysis-based algorithm using the COMS data showed a Root Mean Square Error (RMSE) of 1.569℃ and a correlation coefficient of 0.987℃ with the observed data. The verification result of the harmonic analysis-based algorithm using the KHOA SST data shows a RMSE of 0.969℃ and a correlation coefficient of 0.992℃. The reason for the different root mean square error, the lowered average(a0) of the Fourier coefficients in calculating data of excessively long periods not considering recent rise of SST, the lowered average(a0) made SST lower.

조력발전소 내 해양관측시설 유지관리기준 수립 연구: 시화조력발전소를 중심으로

양희원,최윤수,조혁만,권효근,강호윤 한국수로학회 2023 한국수로학회지 Vol.12 No.2

시화호조력발전소는 시화호 수질개선과 전력생산을 위한 목적으로 건설된 세계 최대 발전용량의 조력발전소이다. 조력발전소 운영으로 시화호 수질은 비약적으로 개선되었지만, 해양환경적인 변화가 나타났다. 해양환경 모니터링을 위해 K-water 시화조력관리단은 2014년부터 해양관측시설을 설치하여 현재 16개소를 운영 중에 있고 생태계의 건강성, 다양성, 생산성 등 구조변화를 파악하기 위해 해양관측자료를 수집 중에 있다. 이렇게 생산된 해양관측자료는 기후변화에 따른 정책 수립, 관계기관의 시화호 활용계획 등으로 활용되고 더 나아가 다양한 수준의 요구가 존재하게 되었다. 사회적 요구에 부합하기 위해서는 해양관측시설에 대한 철저한 관리와 함께 관측자료 품질을 파악하고 선별하는 관측자료 고도화의 중요성이 부각되고 있다. 특히 지역적인 특성상 해양에서 운영되기 때문에 다양한 문제가 발생할 수 있어 정상운영을 위해서는 예방적 유지관리 활동이 필수적이다. 현재 국내·외에서 해양관측시설을 운용하는 기관은 다양한 사용자의 요구를 만족시키기 위해 고품질 자료관리 시스템 개발, 국제적인 관측 표준화, 품질관리 표준화, 유지관리 기준 등을 수립하고 관리되고 있다. 하지만 시화조력관리단에서 운영 중인 해양관측시설은 법제화된 관리기준과 관측장비 운영방법이 정립되지 않아 효율적인 유지관리가 어려웠다. 이에 본 연구는 국내에서 운영 중인 해양관측시설의 유지관리 활동과 법제화된 규정을 분석하고, 기관별 공통요소를 도출하여 시화호조력발전소에서 운영 중인 해양관측시설의 독자적인 법규를 제정하였고 합당한 유지관리 기준을 수립하였다. The Sihwa Lake Tidal Power Plant is the world's largest tidal power plant with the purpose of improving the water quality of Sihwa Lake and generating electricity. The operation of the tidal power plant has improved the water quality of Lake Sihwa by leaps and bounds, but changes in the marine environment have occurred. To monitor the marine environment, K-water's Sihwa Tidal Power Management Team has been installing marine observation facilities since 2014 and is currently operating 16 sites, collecting marine observation data to identify structural changes in ecosystem health, diversity, and productivity. The ocean observation data produced is used to establish policies for climate change and to plan the utilization of Sihwa Lake by related organizations, and furthermore, various levels of needs exist. In order to meet social needs, the importance of upgrading observation data to identify and select the quality of observation data along with thorough management of ocean observation facilities is emerging. In particular, since they are operated in the ocean due to their regional characteristics, various problems may occur, and preventive maintenance activities are essential for normal operation. Currently, institutions operating ocean observation facilities at home and abroad are establishing and managing high-quality data management systems, international observation standardization, quality control standardization, and maintenance standards to satisfy the needs of various users. However, the marine observation facility operated by the Sihwa Tidal Power Administration has been difficult to maintain efficiently due to the lack of legislated management standards and observation equipment operation methods. Therefore, this study analyzed the maintenance activities and legislated regulations of the marine observation facilities operated in Korea, derived common factors for each institution, and established independent legislation and reasonable maintenance standards for the marine observation facility operated by the Sihwa Lake Tidal Power Plant.

현장관측을 통한 부산항 항내 중력외파 특성 분석

이보형,김영택,강분순,송용식,김정현 한국수로학회 2023 한국수로학회지 Vol.12 No.2

중력외파는 주기 30초∼5분인 파랑으로 항만 내로 전파되어 증폭될 경우 대형선박의 하역작업을 중단시켜 경제적인 손실을 유발할 수 있다. 본 연구에서는 부산항 항내 신선대 부두 남측(W1)에서 약 4개월간, 북빈물량장대체부두 전면(W2)에서 약 6개월간 수압식 파고계를 사용하여 파랑관측을 수행하였으며, 단주기파와 중력외파를 산정하고 각각의 특성과 상관관계를 검토하였다. 부산항 항내에서 관측된 중력외파는 파고 0.05m 미만이 대부분을 차지하며, 0.1m 이상인 파고는 2% 미만이다. 주기는 정점 W1에서 40∼50s가 40.92%, 정점 W2에서 50∼60s가 40.92%로 출현율이 가장 높게 나타나 정점 W2보다 W1에서 주기가 더 긴 중력외파가 발생하는 것으로 나타났다. 파고 0.1m 이상인 중력외파는 단주기파 파고 0.5m 이상, 첨두주기 7s 이상인 경우에 주로 발생한다. 단주기파 파고 증가에 따른 중력외파 파고 증가량은 정점 W2보다 정점 W1에서 크게 나타났다. 태풍 힌남노 통과시 단주기파 파고는 정점 W2에서 높게 나타났지만, 중력외파 파고는 W1에서 더 높게 나타났다. Infra-gravity waves (IGWs) have periods of 30 seconds to 5 minutes. If IGWs are propagated and amplified in the harbor, they can disrupt the loading and unloading of large ships, resulting in economic losses. In this study, in-situ observations in Busan Port were conducted at the south side of Shinsundae pier (W1) for about 4 months and the front of Bookbin Lighter Wharf (W2) for about 6 months, and short-period waves and IGWs were analyzed for their characteristics and correlations. Most of the IGWs observed in the port of Busan are less than 0.05 meters in height, and more than 0.1 meters in height are less than 2%. Periods of 40 to 50 seconds are the highest frequency at W1, and 50 to 60 seconds are the highest frequency at W2, indicating that IGWs with longer periods occur at W1 than at W2. IGWs with wave heights greater than 0.1 m occur mainly when the short-period wave heights are greater than 0.5m and the peak periods are greater than 7 seconds. The increase in IGWs waves due to the increase in short-period waves was larger at W1 than at W2. During the passage of Typhoon Hinnammor, short-period waves were higher at W2, but IGWs were higher at W1.

섬진강 하구역의 춘계와 하계의 어류플랑크톤 종조성과 출현량

진병선,이한샘,김태환 한국수로학회 2022 한국수로학회지 Vol.11 No.2

Ichthyol-plankton and the marine environment data were collected in Seomjin River Estuary in spring and summer from 2019 to 2021. These data were collected though “National Survey of Marine Ecosystem” project which is purpose to monitor coastal ecosystem of Korea. Species composition and abundance of larvae were analyzed with environment data such as water temperature, salinity, precipitation, zooplankton density and fish-egg density. In spring period, all biotic and abiotic environment data showed no difference among the years, only water temperature of 2021 was lower than other years. In summer period, zooplankton density, fish-egg density and fish larvae abundance were high in 2019 and were low in 2020 and 2021. During summer period in 2020, four typhoon passes by in this region and high-water-temperature alert was announced in this region in 2021. Precipitation and salinity showed a negative correlation among investigated station. Consequentially, multiple typhoon and high-water-temperature were the cause of low abundance fish larvae in 2020 and 2021. Species composition showed spotnape ponyfish(Nuchequula nuchalis), anchovy(Engraulis japonicus), and goby(Gobiidae spp.) are dominant species in Seomjin River Estuary. However, after typhoon and high-water-temperature, main dominant species shift to goby(Gobiidae spp.) in species composition with decrease of abundance in ichthyol-plankton occurred.

한반도 연안에서 서식하는 대형저서동물 우점종의 서식지 환경 특성

김정현,류종성,조춘옥 한국수로학회 2022 한국수로학회지 Vol.11 No.1

This study investigates habitat environmental characteristics of dominant macrozoobenthos species in Korean subtidal waters using data from 2015 to 2020 provided by the National Marine Ecosystem Monitoring Program. The dominant species were identified according to the occurrence numbers (frequency) and mean individual numbers (density) of macrozoobenthos. Polychaetes such as Heteromastus filiformis, Sigambra tentaculata, Sternaspis scutata were generally dominant in the occurrence frequency. Dispio oculata and Potamocorbula amurensis were predominant in the density of macrozoobenthos. The dominant species mainly occurred in habitats with water depths of 10~25 m, Total Organic Carbon (TOC) of 0.2~1.2%, and mean grain sizes of 3~7Φ. Characteristically, Scoletoma longifolia and Magelona johnstoni were appeared in sedimentary environments with a deeper water depth (50~100 m) and a higher TOC content (1.5~3%) than other dominant species. The occurrence pattern showing high density according to the preferred habitat environmental characteristics of each dominant species also showed distinct differences depending on the species.