Steric Sea Level Variability in the East Asian Seas estimated from Ocean Reanalysis Intercomparison Project Data

장유순,강민지 한국지구과학회 2019 한국지구과학회지 Vol.40 No.5

In this study, steric height variability in the East Asian Seas (EAS) has been analyzed by using ocean reanalysis intercomparison project (ORA-IP) data. Results show that there are significant correlations between ocean reanalysis and satellite data except the phase of annual cycle and interannual signals of the Yellow Sea. Reanalysis ensemble derived from 15-different assimilation systems depicts higher correlation (0.706) than objective analysis ensemble (0.296) in the EAS. This correlation coefficient is also much higher than that of the global ocean (0.441). For the longterm variability of the thermosteric sea level during 1993-2010, a significant warming trend is found in the East/Japan Sea, while cooling trend is shown around the Kuroshio extension area. For the halosteric sea level, a dominant freshening trend is found in the EAS. However, below 300 m depth around this area, the signal-to-noise ratio of the linear trend is generally less than one, which is related to the low density of observation data.

클로로필과 조석을 고려한 전구 해양모델 수치 실험

장유순,조창우,윤용훈,서장원 한국기상학회 2006 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.-

적도 해류계 분석 및 엘니뇨 시기의 변동에 관한 논의: 중등 교육 현장의 관련 오개념을 중심으로

장유순 한국지구과학회 2021 한국지구과학회지 Vol.42 No.3

El Niño is a typical ocean and atmospheric interaction phenomenon that causes climate variability on a global scale, so it has been used as a very important teaching and learning material in the field of earth science. This study summarized the distribution and dynamics of the equatorial current system. The variability of the equatorial current system during the El Niño period and the associated misconceptions were also investigated. The North Equatorial Current, South Equatorial Current, and Equatorial Under Current significantly weaken during El Niño years. However, the variability of the North Equatorial Counter Current (NECC) during the El Niño period cannot be generalized because the NECC shows southward movement with weakening in the northern area and strengthening in the southern area, along its central axis. In the western Pacific, the NECC is further south during El Niño years, and thus, it has an eastward flow in the equatorial western Pacific. Our analysis of a mass media science article, a secondary school exam, and a survey for incumbent teachers confirmed disparate ideas about the equatorial current system’s variability during El Niño periods. This is likely due to inaccurate interpretations of the existing El Niño schematic diagram and insufficient understanding of the equatorial current and wave dynamics. 엘니뇨는 전지구적인 규모로 기후 변화를 유발하는 대표적인 해양-대기 상호작용 현상으로서 지구과학 분야에서매우 중요한 교수-학습 소재로 사용되고 있다. 본 논고에서는 적도 해류계의 분포 특징 및 발생 역학에 관해 정리하였으며, 엘니뇨 시기의 적도 해류계 변동과 관련 오개념에 관해 조사하였다. 엘니뇨 시기에는 북적도해류, 남적도해류, 적도잠류들이 유의미하게 약화된다. 그러나 북적도반류는 중심축을 중심으로 남쪽 성분은 강화되고 북쪽 성분은 약화되면서 적도 쪽으로 남하하기 때문에 엘니뇨 시기의 북적도반류의 변동에 대해서는 일반화할 수 없다. 또한 서태평양에서는북적도반류의 남하 폭이 커져 결과적으로 적도 서태평양에서는 동향류가 관측된다. 일부 대중 매체를 통한 과학 기사, 중등학교 평가 문항 뿐만 아니라 현직 교사들을 대상으로 한 설문 조사 결과 분석을 통해 엘니뇨 시기의 적도 해류계의 변동에 관한 개념이 통일되지 않았음을 확인하였다. 이는 기존에 사용되고 있는 엘니뇨 모식도의 부정확한 해석과적도 해류 및 파동 역학에 관한 이해 부족과 연관된다고 유추할 수 있다.

전지구 해양 재분석 자료 비교 분석

장유순,Chang, You-Soon 한국해양학회 2015 바다 Vol.20 No.2

본 연구에서는 국제 공동 해양 재분석 자료 비교 프로젝트 결과를 요약하였다. 다양한 재분석 자료 생산 시스템의 종류 및 특성을 소개하였으며, 대표적인 8가지 해양 변수(열용량, 열염분 높이, 해수면 높이, 표층 열속, 혼합층 깊이, 아표층염분, $20^{\circ}C$ 등온선 깊이, 해빙)에 대한 전지구 해양 자료 동화 모델 성능을 비교 분석하였다. 일반적으로 단일 재분석 자료 결과보다 앙상블 평균 값이 비교적 높은 성능을 나타내었으나, 검증 변수와 해역에 따라 서로 다른 특징을 보였다. 해양 변수 중에는 염분 및 해빙 변동이 모델간 가장 큰 편차를 보였다. 심층 해역, 남극해, 서안 경계 해역을 포함한 연안역에서는 공통적으로 객관 분석장과 동화 모델간의 편차가 크게 나타났다. 국내에서도 독립적으로 운영되고 있는 해양 자료 동화 모델간의 비교 분석 프로그램이 추진되어, 향후 관련된 국제 공동 연구에 활발히 참여할 수 있는 기회가 확대되기를 기대한다. This study summarized the results of the international ocean reanalysis intercomparison project. We introduced the characteristics of various ocean reanalysis systems and analyzed the assimilated performance on the typical eight oceanic variables (heat content, steric height, sea level, surface heat fluxes, mixed layer depth, subsurface salinity, depth of $20^{\circ}C$ isotherm, sea ice). In general, ensemble means show better estimations than those of any individual ocean reanalysis, but it depends on analyzed regions and variables. Among the eight oceanic variables, salinity and sea ice variabilities have large spreads among models. The deep sea, Southern Ocean, and coastal regions including western boundary current commonly appear as the areas with largest uncertainty between different objective analyses and assimilation models. We expect that intercomparison project for the ocean assimilation models independently operated in Korea should be processed, which allows us to join relevant international programs in the near future.

전지구 수온 및 염분 자료 품질 관리에 관한 논의

장유순 한국지구과학회 2012 한국지구과학회지 Vol.33 No.6

High-density temperature and salinity profiles from the successful international Argo project made it possible to reproduce the three-dimensional global ocean state in near-real time, which also increased much attention on the data analysis studies of global ocean. This paper reviewed several important issues on the recent data analysis studies such as systematic biases of XBT (eXpendable BathyThermograph) and Argo data, sea level budget discrepancy between steric height and satellite observed data, heat content change, and the current status of the development of objective analysis fields. This study also emphasized that it is required to carry out very cautious ocean data quality control and understand global-scale ocean variability prior to analyzing the regional-scale ocean climate change, particularly, in the East Asian marginal Seas. 성공적인 국제 Argo 사업을 통해 얻어진 고해상도의 수온 및 염분 프로파일들을 이용하여 준실시간으로 3차원 전지구 해양 상태의 재현이 가능해졌으며, 전지구 해양 자료 분석 연구에 대한 관심 또한 크게 증가하였다. 본 연구에서는 XBT와 Argo 자료의 계통 오차, 열염분 해수면 높이 및 인공위성 관측 자료와의 해수면 수지 불일치, 해양 열용량 변동 및 객관 분석장 개발 현황 등 최근의 자료 분석 연구의 주요 쟁점들에 관해 정리하였다. 특히 동아시아 해역에서의 지역 규모 해양 기후 변화 분석에 앞서 매우 신중한 해양 자료의 품질 관리 및 전구 규모의 해양 변동에 관한 이해가 필요하다는 것을 강조하였다.

파랑모델과 부이 자료를 이용한 파랑인자 특성 분석

장유순,서장원,김태희,윤용훈 한국해양학회 2003 바다 Vol.8 No.3

본 연구에서는 제 3세대 파랑 모형인 WAVEWATCH-III모델 (Tolman, 1999)과 기상청 해양기상 관측부이(4기) 자료를 이용하여 파랑인자 특성에 관한 분석이 이루어졌다. 풍속이 증가한 후 약 2-3시간 후에 유의파고가 커지고, 풍속과 유의파고의 상관성은 비교적 외해에 위치한 동해 부이에서 크게 나타났다. 육풍 발생 시 두 인자 사이의 상관계수 값이 급격히 떨어졌으며, 풍속과 파고 편차 시계열 자료에서는 동채부이를 제외하고 지배적인 조석주기가 발견되었다 부이 자료와의 비교를 통하여 WAVEWATCH-III모델의 파랑 모의 성능을 진단한 후에, 쿠로시오 해역과 동해 해역의 수치 실험을 통해서 파랑의 진행 방향에 대해 반대 방향으로 해류가 흐를 때는 파고는 높아지고, 파장은 짧아진다는 사실을 재확인했다. 또한 이러한 효과는 풍속이 약하거나 해류가 강할 때 더 커지는 양상을 나타냈으며 이에 대한 정량적인 결과를 제시하였다. The analysis of wave parametric characteristics in sea regions in the vicinity of Korean Peninsula have been carried out using the third generation wave model, WAVEWATCH-III (Tolman, 1999) and four observed buoy data of Korea Meteorological Administration (KMA). Significant wave height increases about 2-3 hours later after the increase of wind speed. Maximum correlation coefficient between two parameters appears in Donghae buoy data, which is at off-shore region. When land breeze occurs, it can be found that the correlation coefficient decreases. Time differences between wind speeds and wave heights correspond to significant tidal periods at all of the buoy locations except for Donghae buoy. After verifying the WAVEWATCH-III model results by the comparing with observed buoy data, we have carried out numerical experiments near the Kuroshio current and East Sea areas, and then reconfirmed that when there exist an opposite strong current in the propagation direction of the waves or wind direction, wave height and length get higher and shorter, respectively and vice versa. It has been shown that these modulations of wave parameters are considerable when wind speed is week or mean current is relatively strong, and corresponding values have been represented.

Validation of ocean general circulation model (FMS-MOM4) in relation with climatological and Argo data

장유순,조장우,윤용훈,서장원 한국지구과학회 2007 韓國地球科學會誌 Vol.28 No.5

Ocean general circulation model developed by GFDL on the basis of MOM4 of FMS are examined andevaluated in order to elucidate the global ocean status. The model employs a tripolar grid system to resolve the ArcticOcean without polar filtering. The meridional resolution gradually increases from 1/3o at the equator to 1o at 30oN(S).Other horizontal grids have the constant 1o and vertical grids with 50 levels. The ocean is also coupled to the GFDL seaice model. It considers tidal effects along with fresh water and chlorophyll concentration. This model is integrated for a100 year duration with 96 cpu forced by German OMIP and CORE dataset. Levitus, WOA01 climatology, serial CTDobservations, WOCE and Argo data are all used for model validation. General features of the world ocean circulation aredominant. However, we can find that information concerning chlorophyll and sea ice, newly applied to MOM4 as surfaceboundary condition, can be used to reduce a model bias near the equatorial and North Pacific ocean.......... Ocean general circulation model, MOM4, climatology, Argo

Time Series Regression with Mixtures of Integrated Processes

장유순 이화여자대학교 경영연구소 1995 신산업경영저널 Vol.13 No.-

적도 태평양 아포층 자료의 시계열 분석 및 표층 수온 예측

장유순,이다운,윤용훈,서장원 한국지구과학회 2005 韓國地球科學會誌 Vol.26 No.7

Subsurface oceanic data (Z20; Depth of 20oC isotherm and WWV; Warm Water Volume) from the tropicalPacific Ocean from 1980 to 2004 were utilized to examine upper ocean variations in relation to El Nio. Time seriesanalysis using EOF, composite, and cross-correlation methods indicated that there are significant time delays betweensubsurface oceanic parameters and the Nio3.4 SST. It implied that Z20 and WWV would be more reliable predictors ofEl Nio events. Based on analyzed results, we also constructed neural network model to predict the Nio3.4 ST from1996 to 2004. The forecasting skills for the model using WWV were statistically higher than that using the trade windexcept for short range forecasting less than 3 months. This model greatly predicted SST than any other previous statisticalmodel, especially at lead times of 5 to 8 months 엘니뇨현상과관련된해양아표층변동성을조사하기위해 1980 년부터 2004 년까지의적도해역의 20도등온선깊이(Z20) 와난수질량(WWV) 자료를분석하였다. 주성분분석, 합성분석및교차상관분석결과, 아표층시계열자료는 Nino3.4 SST 와유의미한시간지연을가지고강한상관성을보였다. 이결과는아표층해양변수가엘니뇨현상에유용한예측인자임을시사한다. 분석된결과를근거로 1996 년부터 2004 년까지 Nino3.4 SST 를예측하기위해신경망예측모델을구성하였다. 해상풍을입력자료로사용하였을경우보다 WWV 를적용하였을때 3개월이하의단기예측을제외하고모든예측시간에서더우수한예측력을보였으며, 5-8 개월의예측에있어서는기존의여러통계모델 결과보다예측성능이우수함을확인하였다.

EOF 분석을 통해 정의된 강한 엘니뇨 신호 분석

장유순,이호만,서장원,윤용훈 한국기상학회 2004 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2004 No.-