Interannual Variabilities of Sea Surface Temperature and Sea Level Anomaly related to ENSO in the Tropical and North Pacific Ocean System

(1)

Article

열대 및 북태평양에서

ENSO

와 관련된 표층수온과 해면고도의 경년 변동성

김 응

^*

·전동철

한국해양연구원 기후·연안재해연구부 (425-600) 경기도 안산시 안산우체국 사서함 29

Interannual Variabilities of Sea Surface Temperature and Sea Level Anomaly related to ENSO in the Tropical and North Pacific Ocean System

Eung Kim ^* and Dongchull Jeon

Climate Change & Coastal Disaster Research Department, KORDI Ansan P.O. Box 29, Seoul 425-600, Korea

Abstract : In order to understand the variation of ENSO-related oceanic environments in the tropical and North Pacific Ocean, spatio-temporal variations of sea surface temperature anomaly (SSTA) and sea surface height anomaly (SSHA) are analyzed from distributions of complex empirical orthogonal functions (CEOF). Correlations among warm pool variation, southern oscillation index, and ocean surface currents were also examined with respect to interannual variability of the warm pool in western tropical Pacific.

Spatio-temporal distributions of the first CEOF modes for SSTA and SSHA indicate that their variabilities are associated with ENSO events, which have a variance over 30% in the North Pacific. The primary reasons for their variabilities are different; SST is predominantly influenced by the change of barrier layer thickness, while SSH fluctuates with the same phase as propagation of an ENSO episode in the zonal direction. Horizontal boundary of warm pool area, which normally centered around 149

^o

E in the tropics, seemed to be expanded to the middle and eastern tropical regions by strong zonal currents through the mature phase of an ENSO episode.

Key words : sea surface temperature (SST), sea surface height anomaly (SSHA), ENSO, interannual variability, complex empirical orthogonal function (CEOF)

1. 서 론

동아시아와인접해있는열대및북태평양의해류체계

(Fig. 1)

^는 ^적도 ^해역

3

^o

N~8

^o

N

^의 ^북적도 ^반류

(NECC:

North Equatorial Counter Current)

^의 ^동향류

, 8

^o

N~20

^o

N

해역의 북적도 해류

(NEC: North Equatorial Current)

^와

NECC

^남쪽

10

^o

S~3

^o

N

^해역의 ^남적도^해류

(SEC: South Equatorial Current)

^의 ^서향류로 ^이루어져 ^있다

(Pickard

and Emery, 1982).

^이^해류들이^연계되어^있는^북서태평

양의필리핀루손

(Luzon)

^해협^{서쪽으로부터}^경도

130

^o

E,

동중국해의쿠로시오남쪽 경계로부터북적도 해류 북쪽 경계사이의 해역은 동아시아의기후 및환경변화에영 향을주는쿠로시오해류의기원지

(Stommel and Yoshida

1972)

^로서

,

^우리나라 ^주변^해역의 ^해양환경^변화

,

^생태계

및수산자원변동

,

^{기상이변의}^원인을^이해할^수^있는^중

요한정보를지닌곳으로알려지기시작하였다

(

^한국해양

연구원

2006, 2007).

최근

20

^년^동안에^태평양의^해양환경^변화^요인인^엘니

뇨가

1991-1993

^년

, 1994/95

^년

, 1997/98

^년

, 2002/03

^년

, 2006/

07

^년에^{발생하였고}

,

^라니냐는

1995/96

^년

, 1999/2000

^년에^발

생하였다

(CPC 2008).

^이

ENSO(El Nio-Southern Oscillation)

는해양과대기의변동사이에서서로양

(+)

^과^음

(-)

^의^되

*Corresponding author. E-mail : [email protected]

(2)

먹임

(feedback)

^관계

(McPhaden and Zhang 2002)

^를^가지

면서태평양의해류 체계

(

^물질^순환

)

^및^해양환경^변화에

영향을 준다

(An and Kang 2000; Matsuura and Iizuka 2000; Kug

^{et al}

. 2003).

^태평양^적도^해역의

ENSO

^현상

에의해해양의물리량이동서방향의시소

(see-saw)

^현상

으로나타나게되는데

(Alory and elcroix 2002),

^이것은^적

도파로기술되는캘빈파

(

^波

)

^와^로스비파

(

^波

)

^의^교차^전달

작용때문이다

. SST

^변화에^의해^발생한^바람의^이상치는

수온약층에로스비파를발생시키고

,

^이^{로스비파가}^서쪽

으로전파된후에

,

^{서안경계면에서}^반사되어^적도^캘빈파

로서동쪽으로전달되면서

(

^{한국해양연구원}

1999),

^적도파

의지연진동에의해경년스케일의열의재분배

(Alory and elcroix 2002)

^가 ^{열대태평양에서}^발생하게^된다

.

ENSO

^시기일^때

,

^열대^{서태평양은}^{일반적으로}

SST

^편

차가평균치보다낮은음

(-)

^을

, SLA

^편차는^{평균치보다}

높은양

(+)

^을^보이고

,

^{동태평양은}^{서태평양과}^반대로^나타

난다

(Wang and Fiedler 2006).

^{북태평양에서} ^{표층수온과}

해면고도에대한경험직교함수

(EOF: Empirical Orthogonal Function)

^분석을^수행한

Casey and Adamec(2002)

^에^의

하면

,

^해면^고도의

EOF

^제

1

^모드의^공간^분포는^표층수온

변동과비교하여쿠로시오확장역을중심으로소규모의 변동이존재하지만전체적인공간변동은

ENSO

^구조와

같다고보고하였다

.

^이러한^적도^해역의

SST

^분포의^대규

모변동에중요한영향을미치는것은적도해류계이다

.

이적도해류계내의해류변동과

SST

^의^상관성

(Bonjean

2001)

^은

ENSO

^{모니터링을} ^위한

Niño-3, Niño-4

^해역

(Fig. 1)

^에서 ^가장^높은 ^것으로 ^{보고되었다}

.

열대태평양의 경도

161.4

^o

E

^위도

0.4

^o

N

^를 ^중심 ^해역

(Chen and Fang 2005)

^으로

28

^o

C

^이상

(Ho

^{et al}

. 1995)

^의

표층 고온수를 갖는 서태평양 난수풀

(Western Pacific

Warm Pool)

^해역은^엘니뇨

/

^라니냐에^의한^해양환경^변화

에의해난수풀의중심위치와그분포면적의변동이발 생하게된다

(Waliser 1996; Chen and Fang 2005).

^이^서

태평양난수풀해역과연결된 남중국해에서의해수면변 동도

ENSO

^변동^구조와^일치하고

,

^해수면과

ENSO

^변동

사이에는 최소

4

^개월의 ^시간차가^존재한다

(Rong

^{et al}

.

2007).

^{열대태평양의} ^난수풀의^표층수온^변동은^수직적인

BLT(Barrier Layer Thickness)

^의^변동과^밀접한^연관이^있

고

(

^문

2007; Maes

^{et al}

. 2006),

^경도

160

^o

E

^의^{열대태평양}

의서부해역

(Waliser 1996)

^에서^난수풀이^가장^고온으로

형성되는데

,

^이는^적도역의^서향류와^관련

(Delcroix and

McPhaden 2002)

^이 ^있는^것으로 ^알려져^있다

.

^대규모의

난수풀해역이엘니뇨이후종종발생하지만

,

^난수풀^해역

의증가는인도

-

^태평양의^난수풀이^{이례적으로}^엘니뇨^발

생이듬해초까지지속되면서동태평양의

SST

^이상치의

상승이엘니뇨후의

2

^월^전까지 ^지속되면^서태평양^난수

풀의동쪽부분이확장

(Enfield

^{et al}

. 2006)

^되면서^나타나

게되는데

,

^이^난수풀의^변동을

ENSO

^및^해류와^연관시

켜체계적인 분석을 할필요가있다

.

우리나라를 포함한동아시아의기후 및해양환경은북 서태평양의가장자리에위치한지리적요인에의해대기의 동서순환

(Walker circulation)

^과^남북순환

(Hadley circulation)

을통한간접적인열대및북서태평양의영향

(Kim

^{et al}

. 1997;

^하^등

2001; Takemoto and Tanaka 2007)

^과^북서태

Fig. 1. Schematic map of surface circulation and Niño regions in the tropical and northern Pacific Ocean. Acronyms for the main surface currents are as follows; NEC (North Equatorial Current), KC (Kuroshio Current), MC (Mindanao Current), TC (Tsushima Current), NPC (North Pacific Current), CC (California Current), AC (Alaska Current), OC (Oyashio Current), PC (Peru Current), ECC (Equatorial Counter Current), and SEC (South Equatorial Current).

(3)

평양서안경계류인쿠로시오

(Stommel and Yoshida 1972)

에직접적으로연결되어있는주변해의환경변동등에 의해크게영향을 받는다

(

^안^등

1997a, 1997b).

^우리나라

주변

(

^동해

,

^서해

,

^동중국해

)

^{해양환경과}

Niño 3.4

^해역

(Fig. 1)

^의

SSTA

^원격^상관은

5~9

^개월의^위상차를^갖는

2~3

^년^주기의^{변동성에서}^높고

(Park and Oh 2000), ENSO

시기의기후변동과관련되어동해의표층수온

(Hong

^{et al}

.

2001)

^은^엘니뇨의^여름에^낮아지고

,

^겨울에^{따뜻해지는}^것

이특징으로엘니뇨여름의표층수온편차와

ENSO

^사이

의상관관계는매우 높다

.

^또한 ^{열대태평양의} ^난수풀

,

^엘

니뇨

/

^라니냐와^같은^해양환경^변화가^한반도의^기상에도

영향을준다

(Kwon

^{et al}

. 2005).

^하^등

(2001)

^에^의하면

,

^동

아시아의여름강수랑은여름몬순순환에의해좌우되지 만

,

^약몬순^시기는^엘니뇨의^영향으로^서태평양^고기압의

동서확장이 강화되면서이전 겨울철 엘니뇨와약몬순이 상관성을갖고

,

^한반도^및^동아시아^여름^몬순은^난수풀

해역의대기대류및해수면온도와관련이있고

(Huang

and Fengying 1992),

^해수면 ^온도와는^양의^상관성이 ^있

다고

(

^전^등

2000)

^보고^하였다

.

^이렇게^{우리나라의}^기상

및기후변화가 열대 및북태평양의난수풀 해역과밀접 한관련이있음에도이해역의물리적특성에대해서는 아직많은 연구가이루어지지 않았다

.

기존의열대및북태평양에관한연구들은대부분우리 나라주변해양기상환경변화와의관련성이해를위한 원격상관관계분석을위주로이루어지면서환경변화의 주요원인지인이해역의 해양환경변화 특성에대한 연 구는미흡하였다

.

^따라서^본^{연구에서는}^한반도^주변의^기

상및해양환경변화에 영향을주는열대및 북태평양의 시스템체계하에서난수풀및엘니뇨

/

^라니냐^등의^물리해

양학적환경특성을이해하고자하였고

,

^이를^위해^열대

및북태평양의표층수온과 해면고도이상치자료에복합 경험직교함수

(CEOF)

^를^적용하여^시공간적^변동성을^파

악하고

,

^난수풀^해역의^경년^변동^특성과^원인에^대하여

파악하였다

.

2. 자료 및 방법

본 연구를 위하여 해면고도 이상치

(SLA; Sea Level

Anomaly)

^와^표층수온

(SST; Sea Surface Temperature)

^자

료를사용하였다

. SLA

^는

Topex/Poseidon, ERS-1/2, GFO, Jason-1,

^그리고

ENVISAT

^등에 ^의해^{관측되어진}^해면고

도

(Sea Surface Height)

^를^위성체의^기기오차^보정

,

^대기

보정

,

^지구물리^보정을^수행한^후

,

^각^{해면고도로부터}^평

균해면을 제거한 해면고도이상치를객관적 적합보간법 을 통하여

1/3

^o^×

1/3

^o ^격자 ^크기로 ^합성하여 ^프랑스의

AVISO(Archiving, Validation and Interpretation of

Satellite Oceanographic data)

^에서 ^{지연모드로서} ^개선된

자료이다

(CLS 2007).

^분석에^사용된

SLA

^자료는^공간적

으로위도

20

^o

S~60

^o

N,

^경도

100

^o

E~75

^o

W

^범위이며

,

^시기

적으로

1992

^년

10

^월부터

2007

^년

5

^월까지^약

15

^년간이다

. SST

^는^미국

NOAA(Oceanic and Atmospherics Admini- stration)

^의

NCDC(NOAA National Climatic Data Center)

에서위성센서

(AVHRR: Advanced High Resolution Radio-

meter)

^에^의해 ^관측된^{표층수온과}^현장 ^관측^수온

(

^부이

,

선박

)

^에^객관적^{적합보간법을}^적용하여^전지구^해양을^대

상으로

0.25

^o^×

0.25

^o^격자로

1985

^년

1

^월부터^현재까지^생

성한

Level 4

^자료^중에서^분석^대상

SLA

^자료와^시공간

적으로중첩되는자료들을사용하였다

(JPL 2005).

북태평양해양 변동의시공간적인변동을파악하기위

하여해면고도이상치

(SLA)

^와 ^표층수온

(SST)

^에^대하여

복합경험직교함수

(CEOF: Complex Empirical Orthogonal Function)

^분석을^하였다

.

^자료 ^분석에 ^사용된

CEOF

^은

Horel(1984)

^의^이론을^토대로^하여

Fernandes

^{et al}

.(2005)

이개발한방법을적용하였다

.

^이

CEOF

^방법은^분석하려

는자료를

Hilbert Transform

^시킨^후

,

^{시공간적으로}^주성

분분석을하는것이다

. CEOF

^분석에는

SST

^와

SLA

^각

각의자료로부터 월평균기후치를빼줌으로서주기적인

계절변동성분이제거된이상치

(anomaly)

^자료를^사용하

였다

.

^월평균^기후치가^제거된^이^자료를^기술의^편의상

각각

SSHA(sea surface height anomaly)

^와

SSTA(sea surface temperature anomaly)

^로 ^{정의하였다}

.

^이때

, CEOF

분석에사용된컴퓨터시스템메모리와계산시간을고려 하여

1

^개월^해상도의^각각의^잔차^자료들을^{공간적으로}^위

경도

1.25

^o^×

1.25

^o^격자로^{재구성하였다}

.

^연구^해역의^물리

적특성을설명하기위하여

CEOF

^분석의^진폭

(amplitude)

과위상

(pahse)

^결과를^{사용하였다}

. CEOF

^로^부터^계산된

진폭은분석되는자료가공간에서각각의 모드와 관련된 변동의크기를의미하고

,

^위상은^각각의^공간^정점에서^상

대적인 변동의 지연

(lag)

^을 ^의미한다

(Fernandes

^{et al}

. 2005; Hannachi

^{et al}

. 2007).

^따라서^단순 ^{경험직교함수}

분석에비하여현상의전달과정을이해하는데

CEOF

^가^유

리하다

.

^이것은^시간^{도메인에서도}^동일한^의미를^지닌다

.

서태평양열대해역에위치한난수풀

(warm pool)

^의^경

년변동을분석하기위하여

,

^본^{연구에서는}^난수풀^해역을

표층수온이

28.5

^o

C

^이상인^곳으로^{정의하였다}

.

^난수풀은

일반적으로표층수온이

28

^o

C

^이상

(Ho

^{et al}

. 1995; Chen and Fang 2005)

^인 ^곳으로^정의되나

,

^엘니뇨와^같이 ^표층

고온수가태평양의동부해역으로확산되는시기에는난수 풀이적도역의전역에서나타나기때문

(Schneider

^{et al}

.

1996)

^에^동태평양^해역과^구분하기^위하여^{일반적으로}^정

의되는수온인

28

^o

C

^보다

0.5

^o

C

^더^높은^해역으로^그^경

계를 정의하였다

.

(4)

3. 결 과

표층수온과해수면 이상치의 경년변동특성

북태평양의표층수온과해면고도의변동특성을파악하

기위하여

CEOF

^방법을^사용하여^각^자료의^계절^성분이

제거된

SSTA

^와

SSHA

^를^{분석하였다}

. SSTA

^와

SSHA

^의

CEOF

^분석결과^상위

10

^개^모드에^의해^설명될^수^있는

총분산은 각각

72%

^와

65%

^이며

,

^제

1

^모드에^의해서는

SSTA

^와

SSHA

^모두^약

30%

^가^{설명되었다}

(Table 1).

CEOF

^의^제

1, 2

^모드를^나타낸 ^시간^{도메인에서}

SSTA

와

SSHA

^의^진폭^및^위상의^변화를

Fig. 2

^에^{도시하였다}

. SSTA

^와

SSHA

^모두^제

1, 2

^모드에서^진폭의^위상^변화는

시간에따라 증가하는경향을보인다

. SSTA CEOF-1

^모

드의진폭변화는

1996/97

^년^사이에^증가하고

, 1998-2000

년에감소하면서

1997/98

^에^가장^큰^진폭이^나타났다

.

^이

진폭의 변화는 위상 분석에 의해 약

4

^년 ^{주기였으며}

, 2002

^년^이후에는^약

1

^년^주기의

SSTA

^변동^성분이^존재

하는데

,

^이는^{상대적으로}^적도^및^{열대태평양에서} ^약한

ENSO

^변동이

1993

^년

, 1995

^년

, 2001/02

^년

, 2006

^년에^빈번

하게발생하였기때문이다

.

^{추가적으로}

Ashok

^{et al}

.(2007)

에의해보고된

2004

^년의^{열대태평양}^중앙^{해역에서만}^수

온이상승한

ENSO-Modoki

^또한^영향을 ^준^것으로^판단

된다

.

SSHA CEOF-1

^모드는

SSTA

^제

1

^모드에서^가장 ^강한

변동이나타난동일한시기에진폭의변화가크게나타났 고

,

^이^진폭^변화의^위상은

1996

^년^말부터

2000

^년^초까지

증가하는약

3

^년의^주기로

SSTA

^주기보다^짧다

.

^위상^변

화구조에의해

SSHA CEOF-1

^모드는^{전체적으로}^약

3

년주기의해수면 변동 성분이강하다

.

표층수온과 해면고도의공간 변동특성

북태평양의표층수온과해수면변화에대한공간변동

구조를이해하기위하여

, CEOF

^제

1

^모드의^진폭과^위상을

가지고공간적인

SSTA

^와

SSHA

^의^변동^특성을^분석하였

다

(Fig. 3).

북태평양의표층수온은약

15

^년의^연구^기간^동안에^엘

Table 1. Percentage of variance explained by different

complex EOF modes on SSHA and SSTA

Mode SSHA SSTA

Percentage Cumulative Percentage Cumulative

1 30.4 30.4 30.6 30.6

2 9.9 40.3 12.7 40.3

3 5.4 45.7 6.3 49.7

4 4.2 49.9 5.3 55.0

5 3.7 53.5 3.8 58.8

Fig. 2. Temporal amplitude and phase of complex EOF 1 and 2 mode on SSTA(sea surface temperature anomaly) and SSHA(sea surface height anomaly) for the period 1992-2007. Solid line represents amplitude, and Dotted line represents phase.

(5)

니뇨감시 해역으로알려진동태평양의적도해역과송과

전

(2003)

^의

EOF

^분석에서^큰^변동성이^나타난^일본^동부

의 쿠로시오 확장 해역에서 변동성이 크게 나타났다

.

SSTA

^의^공간^변동에^대한^위상^구조는^엘니뇨^감시^해역

과쿠로시오 확장역의두개의주요

SSTA

^변화^해역을

중심으로각각적도동태평양해역은

120~160

^o

,

^쿠로시오

확장해역은

300~330

^o^로^이들^해역간의^위상차는^약

180

^o

로서로역상관관계의수온변동구조를갖는다

.

^북태평양

전체에서표층수온변동의중심축은남동

-

^북서^방향이다

.

해면고도이상치잔차에대한

CEOF-1

^모드의^변동성

이큰해역은동태평양의적도해역

,

^{서태평양의}^남북위

각각

10

^o ^부근이다

.

^그리고

Casey and Adamec(2002)

^가

제시한것처럼

,

^본^{연구에서도}^쿠로시오^확장^해역을^중심

으로큰변동구조가나타났다

.

^쿠로시오^확장^해역에^존

재하는 큰변동성의주원인은

Shatsky

^해령의 ^영향에^의

해포획된

‘

^지형적^로스비파

’(Ikeda and Yamada 2006)

^때

문이고

,

^추가적인^{요인으로는}

10

^년^변동을^갖는^해양의

내부역학

(Pierce

^{et al}

. 2001)

^과^해양

-

^대기^상호^작용^및

열대해역과중위도해역간해양원격상관에의한변동

(Miller and Schneider 2000; Qiu 2002)

^을^들^수^있다

.

^이

해역들에서진폭의크기는

10 cm

^이상이다

.

^연구^해역^전

체에 대한 동태평양 적도의

Niño 3.4

^해역은 ^위상이

140~170

^o^이고

,

^{서태평양의}^난수풀^해역과^쿠로시오^확장

해역은 위상이

330~30

^o^이다

.

^이는^해수면^변동이 ^북태평

양의동부와 서부해역이 서로반대방향으로 변화한다는 것을의미한다

.

표층수온과해면고도이상치의공간적인변동은경험직 교함수

(EOF)

^분석에^의한^각각의^제

1

^모드의^크기

(height)

를남방진동지수

(SOI: Soutern Oscillation Index)

^와의^비

교분석을통하여태평양의엘니뇨와관련된현상으로확

인하였다

(Fig. 4).

^{적도해역의}^{표층수온은}^엘니뇨^발생^시

기에서부적도해역의표층고온수가태평양중앙으로이 동하고

,

^이^시기^동태평양^해역에서^용승의^약화로^표층수

온이증가하는양상을 보인다

.

^해면고도^이상치의^변동은

남·북적도해류에의해서태평양에해수가집적되면서각 각위도

10

^o^해역에서^해수면이^높아지게^된다

.

^이^해수가

엘니뇨의발생 시기에적도를 따라 동쪽으로이동하면서 적도동부해역의엘니뇨지역에서의해수면변동을발생 시키게된다

.

^쿠로시오^확장^해역의 ^높은^변동성은^이^해

역에서의쿠로시오해류의사행으로표층수온및해면고 도가 변동하는것으로판단된다

.

엘니뇨 시기에적도 해역의해면고도와 표층수온 변동

역학

CEOF

^기법을^통하여^재분석된^표층수온^잔차와^해면

고도이상치잔차의상위

5

^개^모드를^가지고^적도역과^위

도

10

^도^해역의^수온과^해수면^자료를^{재생산하여}^경년변

동을분석하였다

(Fig. 5).

^{표층수온과}^해면고도^이상치의

잔차변동에대해

CEOF

^결과의^상위

5

^개^모드로^설명될

수있는총분산에대한해양의변동은각각

59%

^와

53%

이다

(Table 1).

각해역에서

SSTA

^와

SSHA

^의^{경년변동에}^대한^동

-

^서

Fig. 3. Spatial amplitude and phase of complex EOF-1 mode on SSTA and SSHA.

(6)

방향의변동중심이

Fig. 5

^의^결과와^같이^경도

150

^o

~170

o

E

^에 ^존재한다

.

^이 ^결과는

Matsuura and Iizuka(2000)

^의

표층수온

,

^표층염분

,

^{표층밀도의}^연구에서^본^해역에서^변

화의축이존재한것과일치한다

. SSHA

^{경년변동에}^대한

Fig. 5

^의^결과를^보면

,

^태평양의^서부^해역에서

1993/95

^년

, 1997/98

^년

, 2002/05

^년

, 2006

^년^말^등의^시기에^상대적으

로해수면이하강하는엘니뇨가나타난다

.

^엘니뇨가^발생

하는시기에서부적도 해역의표층해수가 태평양동부 방향으로이동을하면서서부해역은 표층수온과해면고 도가낮아진다

.

엘니뇨가가장강했던

1997/98

^년의^적도^해역의^해양변

동역학은다음과 같다

.

^적도^서부^해역의

SSHA

^가^하강

하기이전인

1996

^년말

/97

^년초^사이에^양

(+)

^의

SSHA

^영역

이시간이지남에따라동쪽으로이동하기시작하면서

,

^엘

니뇨감시해역을중심으로점차해수면이상승한다

.

^또한

적도의

140

^o

E~170

^o

E

^해역에 ^형성된^표층^고온수도^점차

이시기부터동쪽으로이동을한다

.

^이때부터^서부^해역의

해면고도와표층수온이 엘니뇨감시 해역과비교해낮아 진

‘

^동고서저

’

^가^되고

,

^엘니뇨^현상이^{지속되었다}

.

^이^해양

내의 동

-

^서 ^방향의 ^변동은

Alory and Delcroix(2002)

^이

1997/98

^년^엘니뇨^시기의^해면고도^분석^{결과에서도}^동고

서저의시소현상으로나타났다

.

^해양의 ^{시소현상은}^엘니

뇨발생전의

SSHA

^의^상승^해역이^적도^서태평양^해역에

서동태평양적도해역으로캘빈파

(Fig. 5

^의^검정^점선

)

^의

형태로 전파되는것과캘빈파가동쪽 태평양 경계면에서 반사되어캘빈파보다긴 주기로적도 동태평양에서서쪽 해역으로위도

10

^o

N

^를^따라^전파되는^로스비파

(Fig. 5

^의

초록점선

)

^로^{전파되면서} ^나타나는^현상으로^판단된다

.

지속된 엘니뇨현상이태평양의정상기나라니냐로전

환되는시기의표층수온의변동에서는

Niño 3.4

^와^같은

엘니뇨감시해역

(Fig. 1)

^과^서태평양^난수풀^해역을^직접

연결하는변동의전달이뚜렷이나타나지않았다

.

^그러나

위도

10

^o

N

^해역에서

1997

^년^중반부터^태평양^{동부해역에}

서평균치보다더높아진해수면고도이상치

(SSHA)

^분포

가점차서부해역으로서진하여

1998

^년^중반^이후로는^서

부해역에서이러한양

(+)

^의^분포가^유지된다

.

^이때부터^서

부해역의해면고도이상치의상승은

2002

^년까지^지속되

고

,

^태평양^중앙부^및^{동부해역에서는}^{평균치보다}^더^낮은

해면고도분포가지속된다

.

^{적도해역에서도}^이와^마찬가

지로

,

^위도

10

^o

N

^해역의^{서부해역에서}^양

(+)

^의^해면고도

이상치분포가형성되는시기

(1998

^년^중반^이후

)

^부터^해

면고도가평균치보다더높은해역이형성되어

2002

^년까

지 지속되었다

. 2002

^년에서

2004

^년에 ^대한

Fig. 5

^의

SSTA

^와

SSHA

^의^분포^구조를^보면

,

^태평양^중앙^해역에

서표층수온및해수면이상치가강화되어있다

.

^이^현상

은

ENSO

^변동의 ^영향과^함께^최근에

Ashot

^{et al}

.(2007)

가제기한적도해역의중앙해역에서만

SSTA

^와

SSHA

^가

증가하고가장자리에서는낮아지는

ENSO-modoki

^구조

와관련이있는 변동이다

.

2002

^년부터

2005

^년^사이에^발생한^약한^엘니뇨^시기의

해면고도변동도

1997/98

^년^엘니뇨^시기의^변동^패턴과^같

은순환구조를열대해역에서보인다

.

^그러나

Fig. 5

^의^표층

수온에서는적도의표층수온이동부로이동하는변화구조 는뚜렷하나

, SSHA

^와^같은^위도

10

^o

N

^해역을^통하여^태평

양서부해역으로전이되는변화구조는찾아보기어렵다

.

이것은난수풀해역의표층수온변화가북적도해류에의 해서

-

^동^방향으로^열의^전달이^발생하는^것보다

,

^엘니뇨가

약해지면서북적도해류에의해태평양서부열대해역에서 Fig. 4. Temporal elevation of EOF-1 mode on SSTA (black line) and SSHA (gray line) for the period 1992-2007. The

dotted line is SOI(southern oscillation index). EOF-1 modes are similar to the signal of the ENSO events.

(7)

동쪽해역으로해수의이동이줄어들면서고온수가집적되 고

,

^{추가적으로}^{태양에너지에}^의한^열^공급으로^열함유량

이증가하는것이더큰원인이다

. Maes

^{et al}

.(2005)

^에^의

하면

,

^적도^{서태평양의}^난수풀은^염분

BL(barrier layer)

^의

물리적조건에의해열의축적이이루어진다고하였다

.

^염

분

BL

^이^{강화되면서}^혼합층^{하부로부터}^냉수의^유입이^차

Fig. 5. Longitude-time diagrams of re-analyzed data derived from first 5 modes of complex EOF on SSTA and SSHA at the Equator and at 10^oN. The black dotted lines represent the Kelvin wave, and the green dotted lines represent the Rossby wave.

Interannual Variabilities of Sea Surface Temperature and Sea Level Anomaly related to ENSO in the Tropical and North Pacific Ocean System

Article

ENSO

*

Interannual Variabilities of Sea Surface Temperature and Sea Level Anomaly related to ENSO in the Tropical and North Pacific Ocean System

Eung Kim * and Dongchull Jeon

Climate Change & Coastal Disaster Research Department, KORDI Ansan P.O. Box 29, Seoul 425-600, Korea

E in the tropics, seemed to be expanded to the middle and eastern tropical regions by strong zonal currents through the mature phase of an ENSO episode.

Key words : sea surface temperature (SST), sea surface height anomaly (SSHA), ENSO, interannual variability, complex empirical orthogonal function (CEOF)

1. 서 론

(Fig. 1)

3

N~8

N

(NECC:

North Equatorial Counter Current)

, 8

N~20

N

(NEC: North Equatorial Current)

NECC

10

S~3

N

(SEC: South Equatorial Current)

(Pickard

and Emery, 1982).

(Luzon)

130

E,

(Stommel and Yoshida

1972)

,

,

,

(

2006, 2007).

20

1991-1993

, 1994/95

, 1997/98

, 2002/03

, 2006/

07

,

1995/96

, 1999/2000

(CPC 2008).

ENSO(El Nio-Southern Oscillation)

(+)

(-)

(feedback)

(McPhaden and Zhang 2002)

(

)

(An and Kang 2000; Matsuura and Iizuka 2000; Kug

. 2003).

ENSO

(see-saw)

(Alory and elcroix 2002),

(

)

(

)

. SST

,

,

(

1999),

(Alory and elcroix 2002)

.

ENSO

,

SST

(-)

, SLA

(+)

,

(Wang and Fiedler 2006).

(EOF: Empirical Orthogonal Function)

^*

Eung Kim ^* and Dongchull Jeon