현장관측 및 원격탐사 자료를 이용한 북동 멕시코 만에서 El $Ni\tilde{n}o$와 La $Ni\tilde{n}a$ 기간 동안 표층 입자성 유기탄소의 시/공간적 변화 연구 = Determining Spatial and Temporal Variations of Surface Particulate Organic Carbon (POC) using in situ Measurements and Remote Sensing Data in the Northeastern Gulf of Mexico during El $Ni\tilde{n}o$ and La $Ni\tilde{n}a$

국문 초록 (Abstract)

북동 멕시코 만에서 particulate organic carbon(POC)의 시/공간적 변화를 조사하기 위하여, 1997년 11월부터 2000년 8월까지 총 9번의 관측이 이루어 졌으며, 같은 기간 동안 위성자료(해색, 표층수온, 해면고도이상, 표층바람)와 주요 강들 의 유출량이 조사되었다. POC 농도는 내 대륙붕과 미시시피 하구 역에서 높은 값을 (>100 $mg/m^3$) 나타내고 대륙붕과 대륙사면으로 가면서 감소된다. POC의 경년 변화는 상대적으로 1997과 1998년(El $Ni\tilde{n}o$)이 1999과 2000년(La $Ni\tilde{n}a$) 보다 상대적으로 증가되어 나타난다. 이런 현상은 미시시피강 및 다른 주요 강들에 영향을 주는 강우량 변화에 따른 담수 유 입의 변화와 직접적으로 연관되어 있으며, 강우량 변화는 ENSO 현상과 같은 세계 기후변화와 관련이 있는 것으로 사료 된다. 북동 멕시코 만 연안으로 유입되는 주요 강들의 방류량은 초봄에 증가되어 여름과 가을에 감소되지만, 공간적으로 확장된 높은 농도의 POC 분포는 여름 조사기간에서 관측되고, 낮은 농도 및 제한된 확산은 가을과 초 봄 관측에서 나타 난다. 여름철 동안 상대적인 강의 유출량은 봄에 비하여 현저하게 감소하지만, 증가된 표층수온은 수층을 강하게 성층화 시키고 표층에서 부력을 증가시킨다. 이런 조건에서 고농도의 POC를 함유하는 저염수는 상부 대륙사면까지 확장되고 이 는 Loop Current와 Loop Current Eddies의해서 조절된다. 봄과 가을 동안 유출량은 보통이거나 이상을 보이지만, 증가된 바람과 낮은 표층수온으로 인하여 수직적 혼합을 유발하고 이는 높은 농도의 POC를 내 대륙붕에 제한 시키는 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Surface particulate organic carbon (POC) concentration was measured in the Northeastern Gulf of Mexico on 9 cruises from November 1997 to August 2000 to investigate the seasonal and spatial variability related to synchronous remote sensing data (Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor (SeaWiFS), sea surface temperature (SST), sea surface height anomaly (SSHA), and sea surface wind (SSW)) and recorded river discharge data. Surface POC concentrations have higher values (>100 $mg/m^3$) on the inner shelf and near the Mississippi Delta, and decrease across the shelf and slope. The inter-annual variations of surface POC concentrations are relatively higher during 1997 and 1998 (El Nino) than during 1999 and 2000 (La Nina) in the study area. This phenomenon is directly related to the output of Mississippi River and other major rivers, which associated with global climate change such as ENSO events. Although highest river runoff into the northern Gulf of Mexico Coast occurs in early spring and lowest flow in late summer and fall, wide-range POC plumes are observed during the summer cruises and lower concentrations and narrow dispersion of POC during the spring and fall cruises. During the summer seasons, the river discharge remarkably decreases compared to the spring, but increasing temperature causes strong stratification of the water column and increasing buoyancy in near-surface waters. Low-density plumes containing higher POC concentrations extend out over the shelf and slope with spatial patterns and controlled by the Loop Current and eddies, which dominate offshore circulation. Although river discharge is normal or abnormal during the spring and fall seasons, increasing wind stress and decreasing temperature cause vertical mixing, with higher surface POC concentrations confined to the inner shelf.