한수지 51(2), 187-198, 2018
187
Copyright © 2018 The Korean Society of Fisheries and Aquatic Science pISSN:0374-8111, eISSN:2287-8815
Korean J Fish Aquat Sci 51(2),187-198,2018
Original Article
서 론
동해에서는매년가을염분
32.5 psu
이하의저염수가관측된 다(Lee and Lee, 2017).
동중국해에서대한해협을통해유입되 는저염수와동해북부에서해빙에의해형성된저염수가그기 원으로알려져있다. 6
월- 7
월에중국의양자강에서동중국해 로유입되는담수와해수가섞여제주도서쪽해상에형성된장 강희석수(Changjiang diluted water)
는7
월-8
월에대한해협방 향으로확산하며그확산범위는8
월에동중국해에서부는남 풍의강도에따라변동한다(Lee et al., 2015). Beardsley et al.
(1992)
은위성추적뜰개를이용하여장강희석수가20 cm·s
-1 정도의속도로9
월에대한해협서수도를통과하여동해로유입 되는것을관측하였다(Fig. 1). Bai et al. (2014)
은Aquarius
염 분관측위성자료를이용하여동중국해에서의동남계절풍이 장강희석수의동해쪽으로의확산세력을결정한다고연구하였 다.
겨울철에타타르해협근해와블라디보스톡연안해역이결 빙되고,
봄철에는이해빙이녹아결빙되었던해역근해에저염수가형성된다
(Park et al., 2014).
해빙이녹은해수에의해밀 도가낮은물이시베리아연안을따라형성되고외해와의밀도차이로인해연안을따라남향하는리만해류
(Liman Current)
가늦은봄에형성된다
(Martin and Kawase, 1998; Park et al., 2014).
리만해류는여름까지흐름이계속되며북한한류(North Korean Cold Current)
와합류하여(Byun and Seung, 1984)
울 릉도근해까지남하하는것으로알려졌다(Lee and Lee, 2017)
(Fig. 1).
그러나리만해류가여름철까지계속남하하여북한한류와합류하는지에대한여부는아직잘연구되지않았다
.
북한 한류에대하여An (1974)
과Kim and Kim (1983)
의연구는있 었으나,
북한해역에서의해양관측이어려워최근에들어서야 동해북부해상기원저염수에대한연구가시작되었다(Park et al., 2016; Lee and Lee, 2017).
Lee and Niiler (2010)
는위성추적뜰개를이용한표층해류연구에서대한해협서수도를통과하는해수는동한난류
(Fig.
1, East Korean Warm Current)
를따라북상하다울릉분지로 진입하며,
동수도를통과한해수는오키뱅크(Oki Bank)
나노Aquarius 염분 관측 위성에 의한 동해 저염수의 형성과 유동 연구
이동규*
부산대학교 자연과학대학 해양학과
Formation and Distribution of Low Salinity Water in East Sea Observed from the Aquarius Satellite
Dong-Kyu Lee*
Department of Oceanography, College of Natural Science, Pusan National University, Busan 46241, Korea
The monthly salinity maps from Aquarius satellite covering the entire East Sea were produced to analyze the low-sa- linity water appearing in fall every year. The low-salinity water in the northern East Sea began to appear in May-June, spreading southward along the coast and eastward north of the subpolar front. Low-salinity water from the East China Sea entered the East Sea through the Korea Strait from July to September and was mixed with low-salinity water from the northern East Sea in the Ulleung Basin. The strength of the low-salinity water from the East China Sea was depen- dent on the strength of the southerly wind of the East China Sea in July-August. The salinity reaches a minimum in September with a distribution parallel to the latitude of 37.5°N. In October, low salinity water is distributed along the mean current path and subpolar front and the entire East Sea is covered with the low salinity water in November.
Water with salinity larger than 34 psu starts to flow into the East Sea through the Korea Strait in December and it expands gradually northward up to the subpolar front in January- February.
Key words: Aquarius, Low salinity water, East Sea, Changjiang Diluted Water
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https://doi.org/10.5657/KFAS.2018.0187
Korean J Fish Aquat Sci 51(2) 187-198, April 2018
Received 26 March 2018; Revised 7 April 2018; Accepted 10 April 2018
*Corresponding author: Tel: +82. 51. 510. 2270 Fax: +82. 51. 581. 2963
E-mail address: [email protected]
188
이동규토반도
(Noto Peninsula)
를따라북상하여울릉분지에서북동 진하는동해해류(Fig. 1, East Sea Current)
와합류한다고하였 다.
또한북한한류는여름철에만강릉연안까지남하하는것으 로관측되었다(Lee and Niiler, 2005). Park et al. (2016)
은동해 중부연안의장기해류관측으로부터동해북부연안해역에서 봄에형성된저염수가여름철에동해북부연안을따라남하하 는것으로확인하였다. Lee and Lee (2017)
에의하면매년북한 한류에의해남하한저염수는울릉분지에서대한해협으로유 입된저염수와만나섞인다.
이와같이동해에서는동중국해에 서기원한고온-
저염의장강희석수와동해북부해상에서기원 한저온-
저염의동해북부저염수가가을철동해남서부해상에 서섞여남부해역전체의표층에저염수가분포하게되는,
전 세계의다른해역에서찾아보기힘든독특한현상이일어난다.
지정학적이유로동해전역에걸친해수특성관측이어려워 동해저염수의유동에대한시공간적특성은잘연구되고있지않다
.
그러나2011
년9
월부터2015
년5
월까지인공위성을이 용한염분관측프로그램(Aquarius)
이진행되었다. Aquarius
염분관측미션의목표는위경도
1°×1°
의격자에서월별평균한관측값이
0.2 psu
이내의정확도를갖는것이다.
그러나Lee
(2016)
는동해를둘러쌓고있는육지및위성이대륙에서바다로비행할경우발생하는주파수간섭
,
그리고겨울철해표면수온이낮은관계로인해
1 psu
이상의큰구조적오차가나타나는것을발견하여
CTD (conductivity-temperature-depth), Argo
뜰개등에의한관측자료와HYbrid Coordinate Ocean
Model (HYCOM)
재분석자료를이용한보정기법을개발하였다
.
본논문에서는aquarius
염분관측프로그램의미션최종 자료(version 5)
를Lee (2016)
에의해개발된보정기법을적용Fig. 1. The schematics of mean surface circulation in the Japan/
East Sea [redrawn from Lee et al., (2016)]. The solid box near Changjiang indicates the area for wind calculation shown in Fig.
5. Changjiang diluted water (CDW), East Korean warm current (EKWC) and North Korean cold current (NKCC) are marked on the map.
129°E 132°E 135°E 138°E 141°E
129°E 132°E 135°E 138°E 141°E
44°N
42°N
40°N
38°N
36°N
20 15 10 5 10 -5 -10 -15 -20
44°N
42°N
40°N
38°N
36°N
20 15 10 5 10 -5 -10 -15 -20
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Year
-2 6 5 4 3 2 1 0 -1 7
Northward Wind Speed (m/s)
8
2012/01 2013/01 2014/01 2015/01
700 600 500 400 300 200 100 0
Number of Ice Pixel Air Temperature off Vladivostok (℃)
-5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12
129°E 132°E 135°E 138°E 141°E
44°N
42°N
40°N
38°N
36°N
35 34.5 34 33.5 33 32.5 32 JulyAugust
Ice Area Air Tem
44°N 40°N
36°N
130°E 135°E 140°E 5 4 3 2 1
0 130°E 135°E 140°E 5 4 3 2 1 0 30°
35°
40°
45 50°
55°
30°
35°
40°
45 50°
55°
120° 125° 130° 135° 140° 145°
120° 125° 130° 135° 140° 145°
1 10 17
1 3 7 8
0 2 2 2 6
1
3 0
(b) Bias×0.01 5
20 20 14 13 23 40 40 23 15 13 13 18 25 36
2 13 13 12 14 17 19 19 16 13 14 11 11 13 13 14 14 14 16 15
12 13 13 12 12 15 18 10 9 12 13 14 12 11 12 12 13 12 16
7 6 6 10 10 10 8 9 8
9 9 9 6
(a) Bias×0.1
N
J
33
33 33.5
33.5
33.5 33.5
33.3 33.3
33 33.3
33.3 CDW
NKCC
Changjiang
Subpolar Front East Sea Current
Noto Peninsular Oki Bank
Liman Current Tatar Strait
Vladivostok
?
EKWC
Jan Feb
Fig. 2. Biases (a) between HYCOM (hybrid coordinate ocean model) salinity regressed with observation and aquarius salinity, and (b) between HYCOM salinity regressed with observation and corrected aquarius salinity. The red boxes indicate the areas of comparison between the corrected aquarius salinity and the salin- ity observed with the conductivity-temperature-depth.
129°E 132°E 135°E 138°E 141°E
129°E 132°E 135°E 138°E 141°E
44°N
42°N
40°N
38°N
36°N
20 15 10 5 10 -5 -10 -15 -20
44°N
42°N
40°N
38°N
36°N
20 15 10 5 10 -5 -10 -15 -20
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Year
-2 6 5 4 3 2 1 0 -1 7
Northward Wind Speed (m/s)
8
2012/01 2013/01 2014/01 2015/01
700 600 500 400 300 200 100 0
Number of Ice Pixel Air Temperature off Vladivostok (℃)
-5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12
129°E 132°E 135°E 138°E 141°E
44°N
42°N
40°N
38°N
36°N
35 34.5 34 33.5 33 32.5 32 JulyAugust
Ice Area Air Tem
44°N
40°N
36°N
130°E 135°E 140°E 5 4 3 2 1
0 130°E 135°E 140°E 5 4 3 2 1 0 30°
35°
40°
45 50°
55°
30°
35°
40°
45 50°
55°
120° 125° 130° 135° 140° 145°
120° 125° 130° 135° 140° 145°
1 10 17
1 3 7 8
0 2 2 2 6
1
3 0
(b) Bias×0.01 5
20 20 14 13 23 40 40 23 15 13 13 18 25 36
2 13 13 12 14 17 19 19 16 13 14 11 11 13 13 14 14 14 16 15
12 13 13 12 12 15 18 10 9 12 13 14 12 11 12 12 13 12 16
7 6 6 10 10
10 8 9 8
9 9 9 6
(a) Bias×0.1
N
J
33
33 33.5
33.5
33.5 33.5
33.3 33.3
33 33.3
33.3 CDW
NKCC
Changjiang
Subpolar Front East Sea Current
Noto Peninsular Oki Bank
Liman Current Tatar Strait
Vladivostok
?
EKWC
Jan Feb
동해 저염수 유동
189
하여관측자료를취득하기어려운동해북부를포함한동해전 역의월별염분분포를관측자료에기반하여처음으로생산하 였고염분의월별분포를통해가을철에나타나는동해저염수 의기원과월별유동및분포등을연구하였다
.
자료 및 방법
Aquarius
는 해표면 염분을L-band
주파수(1.413 GHz)
대 역해표면복사파계측기를이용하여측정한다.
본연구에사 용된자료는physical oceanography distributed active archive center (podaac.jpl.nasa.gov/aquarius)
에서내려받은Level 3 V5.0
의평활매핑된(smoothed standard mapped)
염분자료이 다. 2011
년9
월부터2015
년5
월까지위경도1°×1°
의격자자 료이며Lee (2016)
의보정기법을적용하여사용하였다.
먼저HYCOM
자료와실측된염분자료와비교하여33.5 psu
이하 의HYCOM
염분은(S
H-32)×2.3446+29.983
의관계식을이용하여수정하여사용하고
33.5 psu
이상의HYCOM
염분은수정없이사용하였다
.
내려받은aquarius
염분과수정된월별평균
HYCOM
염분자료를1°×1°
격자에서비교하여격자별평균바이어스값을계산하여
Aquarius
염분을격자별로수정하였다
.
겨울철(12
월-3
월)
에는해표면수온이아주낮고강한바람에의해해표면거침도
(roughness)
가커평균바이어스가다른계절에비해크게다른것으로나타나겨울철에만적용하 는바이어스값을구하여사용하였다
.
또한어떤격자는상승(ascending,
동해에서아시아대륙방향으로진행하는)
궤도만의자료
(SCIA)
를이용한염분이상승-
하강궤도의모든자료를사용한자료
(SCI)
보다평균바이어스가작아SCIA
자료를사용한바이어스값으로보정하였다
. 4
월에는겨울철보정바이어 스와여름철보정바이어스의평균값을사용하여보정하였다.
염분보정에사용된각격자에서의계절별바이어스를Table 1
에제시하였다.
동해전역에서바이어스보정전의aquarius
염 분은HYCOM
염분에비해1.0 psu
이상의높은바이어스를보 였으나(Fig. 2a)
바이어스보정후에는0.1 psu
이하의바이어스(Fig. 2b)
를보여실측값에보다근접한값을얻을수있었다.
울릉분지에서의한격자
(37º-38º N, 130º-131º E; Fig. 2b
의 적색격자에N
으로표시된격자)
와야마도분지의한격자(38º- 39º N, 134º-135º E; Fig. 2b
의적색격자에J
로표시된격자)
에 서수정후의Aquarius
염분과국립수산과학원(national insti- tute of fisheries science)
과일본기상청(Japan meteorological agency)
에의해실측된염분을Fig. 3
에나타내었다.
격자N
에 서는섬(
울릉도)
의영향으로12
월, 2
월, 4
월의aquarius
관측염분이실측염분에비해오차가
0.5 psu
이상으로크게나타났으나
V5.0
자료가V4.0
자료에비해2013
년4
월까지는오차 가다소크게나타났으나그이후는작아졌다.
동해중부해상 인격자J
에서는직접관측한값과차이가아주작았고격자J
에서는대체적으로V5.0
자료가V4.0
자료에비해오차가작 게나타났다.
보정된aquarius
염분과CTD
에의한실측염분과 의평균바이어스는격자N
에서는0.15 psu
이었으며격자J
에 서는0.03 psu
로aquarius
미션목표오차범위보다작은바이 어스를얻었다.
Fig. 3. Box mean salinity observed with conductivity-temperature-depth with 95% confidence interval (black squares with bar), corrected V4.0 aquarius salinity (black triangles) and corrected V5.0 aquarius salinity (gray circles) in (a) box N and (b) box J shown in Fig. 2. NIFS, national institute of fisheries science; JMA, Japan meteorological agency.
11-10 12-01 12-04 12-07 12-10 13-01 13-04 13-07 13-10 14-01 14-04 14-07 14-10 15-01 15-04
11-10 12-01 12-04 12-07 12-10 13-01 13-04 13-07 13-10 14-01 14-04 35
34 33 32 31 35 34 33 32 31 (a)
(b)
130°E 135°E 140°E 130°E 135°E 140°E 130°E 135°E 140°E 130°E 135°E 140°E
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
130°E 135°E 140°E 130°E 135°E 140°E 130°E 135°E 140°E 130°E 135°E 140°E
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
130°E 135°E 140°E 130°E 135°E 140°E 130°E 135°E 140°E
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
34
34 34
34 May. 2012
34 34 34
34.5 34.5 Jun. 2012
34 34
34
34.5 Jul. 2012
33.5 34 Aug. 2012 34
33.5 34
34 34
34 34.5 May. 2013
34 34
34 34
34.5 34
Jun. 2013
34 34 34Jul. 2013
33
33
33 33.5
33.5 34 34Aug. 2013
34 34
34 34 34
34 34.5 May. 2014
34
34 3434 Jun. 2014
34
34
34
34
34.5 34.5 Jul. 2014
33.345 3434.5 Aug. 2014
3334.5 33.5
34 34
34
34
May. 2015
33.5 33.5
34
34 34
34 3434
34.5 Jan. 2012 34.5
33.5 33.5 34
34 34 34Feb. 2012
33.5 34
34 34
343 34 4.5 Mar. 2012
33.5 34
34 34 34.5
34.5 34.5 Apr. 2012
33.5 33.5
33.5 33.5 34
34
34 Jan. 2013
33.5 33.5
34
34
34.5 Feb. 2013
33
34
34 34 34.5
34.535 Mar. 2013
34
3434.5
34.5
35 35 Apr. 2013
33.5 34
34
34 34
34
34.5 Jan. 2014
34
34
34 34 Feb. 2014
34
34 34
34.5 34.5
34.5 34.5 35
Mar. 2014
34 34.5
34.5 34.5 3535
35 Apr. 2014
5.33
34
34 43
34
34.5 Jan. 2015
33.5
43 34
34 34 34
34 34.5
34.5 Feb. 2015
33.5 33.5
33.5
34 34 34
34.534.5
5.43
Mar. 2015
34 34
34 34
34.5 35 Apr. 2015
Jan. 30, 2012 Jan. 30, 2015
33
33
33.5 33.534 Sep. 2011
33 33
33
33 33
33.5 Oct. 2011
33 33
33 33
33 33.5
33.5 Nov. 2011
33.5
34 34
34 3434.5 Dec. 2011
33
33
33.5 33.5 34 Sep. 2012
33 33 33.5
33.5 Oct. 2012
33
33
33 33
33 33.5 Nov. 2012
33 33
33 33.5
33.5
34 34 Dec. 2012 34
3232.53333.5 34Sep. 2013
32.5 33
33
3333.5
Oct. 2013
32.5
33 33
3333 33
33.5 Nov. 2013 34
34 34 34
34 34
34.5 Dec. 2013
33
33 33.5 33.5
34
Sep. 2014 34
33 33.5 33.5
3433.5
34 Oct. 2014
33
33 33
33.534 Nov. 2014
34
34 34
34 34 34.5 Dec. 2014 NIFSAquarius V4 Aquarius V5
JMANIFS Aquarius V4 Aquarius V5
190
이동규Aquarius
미션은2011
년8
월15
일시작하여2015
년6
월7
일 까지계속되어6
월에서8
월까지는3
년,
그외는4
년의월별자 료가수집되어저염수의월별년변동및평균월별분포를연 구하는데 사용되었다.
월별4
년평균으로는동해에서의평균 적인저염수분포를논의하기에부족할수있어본논문에서 는World Ocean Atlas 2005-2012
의월평균염분분포(www.
nodc.noaa.gov/OC5/woa13)
와도비교 논의 하였다.
기온 자 료는6
시간간격European center for medium-range weather forecasts (ECMWF)
의ERA-interim
재분석기온자료를사용 하였고national snow and ice data centre (nsidc.org/data)
에서 해빙분포자료를내려받아겨울철동해북부해상의해빙의 크기와봄철동해북부의저염수형성과의상관관계를분석하 였다.
결 과
동해 저염수의 형성 및 연 변동 동중국해 기원 저염수
저염수형성과정및연변동을보기위해
5
월-8
월의월별염 Table 1. Seasonal biases used for correcting Aquarius salinity. Inthe transitional month of April, the midpoint of the biases of the two seasons is used for correction
Longitude Latitude Bias
(May-Nov) Dataset Bias
(Dec-Mar) Dataset
129.5 36.5 0.68 SCI 3.85 SCI
130.5 36.5 0.59 SCI 3.81 SCI
131.5 36.5 0.76 SCI 2.35 SCI
132.5 36.5 0.64 SCI 1.93 SCI
133.5 36.5 1.45 SCI 3.10 SCI
134.5 36.5 2.85 SCI
135.5 36.5 2.86 SCI
131.5 37.5 0.74 SCI 2.63 SCI
132.5 37.5 0.79 SCI 2.11 SCI
133.5 37.5 0.85 SCI 2.06 SCI
134.5 37.5 1.16 SCI 2.64 SCI
135.5 37.5 1.74 SCI 3.47 SCI
136.5 37.5 2.61 SCI 4.63 SCI
130.5 38.5 0.76 SCI 2.37 SCI
131.5 38.5 0.91 SCI 2.36 SCI
132.5 38.5 1.18 SCI 2.00 SCI
133.5 38.5 1.12 SCI 2.22 SCI
134.5 38.5 1.09 SCI 2.49 SCI
135.5 38.5 1.17 SCI 2.72 SCI
136.5 38.5 1.35 SCI 2.70 SCI
137.5 38.5 0.96 SCI 2.32 SCI
138.5 38.5 0.61 SCI 2.08 SCI
139.5 38.5 0.85 SCI 2.21 SCI
140.5 38.5 2.16 SCI
130.5 39.5 0.62 SCIA 1.86 SCIA
131.5 39.5 0.58 SCIA 1.55 SCIA
132.5 39.5 0.44 SCIA 1.47 SCIA
133.5 39.5 0.71 SCIA 1.81 SCIA
134.5 39.5 0.71 SCIA 1.81 SCIA
135.5 39.5 0.97 SCI 2.16 SCI
136.5 39.5 1.00 SCI 2.21 SCI
137.5 39.5 1.10 SCI 2.42 SCI
138.5 39.5 1.08 SCI 2.36 SCI
132.5 40.5 0.47 SCIA 1.50 SCIA
133.5 40.5 0.54 SCIA 1.61 SCIA
134.5 40.5 0.61 SCIA 1.65 SCIA
135.5 40.5 0.81 SCIA 1.69 SCIA
136.5 40.5 0.79 SCIA 1.70 SCIA
137.5 40.5 1.01 SCIA 2.37 SCIA
138.5 40.5 1.09 SCI 2.83 SCI
Table 1. continued
Longitude Latitude Bias
(May-Nov) Dataset Bias
(Dec-Mar) Dataset
131.5 41.5 0.66 SCIA 2.61 SCIA
132.5 41.5 0.47 SCIA 2.15 SCIA
133.5 41.5 0.56 SCIA 2.16 SCIA
134.5 41.5 0.56 SCIA 1.83 SCIA
135.5 41.5 0.47 SCIA 1.54 SCIA
136.5 41.5 0.57 SCIA 1.69 SCIA
137.5 41.5 0.61 SCIA 1.69 SCIA
138.5 41.5 0.76 SCIA 2.16 SCIA
139.5 41.5 0.64 SCI 1.92 SCI
133.5 42.5 0.12 SCIA 1.53 SCIA
134.5 42.5 -0.09 SCIA 1.10 SCIA
135.5 42.5 0.02 SCIA 1.13 SCIA
136.5 42.5 0.23 SCIA 1.31 SCIA
137.5 42.5 0.34 SCIA 1.44 SCIA
135.5 43.5 -0.02 SCIA 1.40 SCIA
136.5 43.5 0.27 SCIA 1.26 SCIA
137.5 43.5 0.34 SCIA 1.27 SCIA
138.5 43.5 0.22 SCI 1.64 SCI
136.5 44.5 0.29 SCI 1.70 SCI
137.5 44.5 0.26 SCI 1.65 SCI
138.5 44.5 0.30 SCI 1.65 SCI
139.5 44.5 0.09 SCI 1.36 SCI
동해 저염수 유동
191
분분포를
Fig. 4
에도시하였다.
동해남부는5
월부터2014
년 을제외하고34 psu
이하의저염수가북위37°
이남(2013
년5
월은북위
38.5°)
의대한해협북쪽해상에분포하였고그분포를6
월까지유지하였다.
이저염수는낙동강등에의한담수유입 에의해형성된남해의저염수가유입되어형성된다.
그러나5
월에일본혼슈연안에분포하는저염수는6
월의분포에는나 타나지않아그기원이일본에서유입된담수라고볼수있다.
동중국해에형성된장강희석수는7
월부터동해남부에유입되는것으로나타났다
.
동중국해해역(Fig.1
에계산영역표시)
의 해상풍(Fig. 5)
은2010
년이전에는7
월과8
월이달라장강희석 수의확산범위가8
월의해상풍과관련을보였으나(Lee et al., 2015), 2011
년이후부터는7
월과8
월이아주유사하게나타났 다.
특히2014
년7
월에는아주약한남풍이었고2014
년8
월에 는평균해상풍은약한북풍성분이었다.
이로인해2014
년7
월 과8
월의동해남부의저염수분포는다른해에비해세력이아주약하게나타났다
. 2013
년7
월에는남풍이평년보다아주강11-10 12-01 12-04 12-07 12-10 13-01 13-04 13-07 13-10 14-01 14-04 14-07 14-10 15-01 15-04
11-10 12-01 12-04 12-07 12-10 13-01 13-04 13-07 13-10 14-01 14-04 35
34 33 32 31 35 34 33 32 31 (a)
(b)
130°E 135°E 140°E 130°E 135°E 140°E 130°E 135°E 140°E 130°E 135°E 140°E
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
130°E 135°E 140°E 130°E 135°E 140°E 130°E 135°E 140°E 130°E 135°E 140°E
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
130°E 135°E 140°E 130°E 135°E 140°E 130°E 135°E 140°E
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
32 33 34 35 32 33 34 35 32 33 34 35
44°N
40°N
36°N
34
34 34
34 May. 2012
34 34 34
34.5 34.5 Jun. 2012
34 34
34
34.5 Jul. 2012
33.5 34 Aug. 2012 34
33.5 34
34 34
34 34.5 May. 2013
34 34
34 34
34.5 34
Jun. 2013
34 34
34
Jul. 2013
33
33
33 33.5
33.5 34 34Aug. 2013
34 34
34 34 34
34 34.5 May. 2014
34
34 3434 Jun. 2014
34
34
34
34
34.5 34.5 Jul. 2014
33.345 3434.5 Aug. 2014
3334.5 33.5
34 34
34
34
May. 2015
33.5 33.5
34
34 34
34 3434
34.5 Jan. 2012 34.5
33.5 33.5 34
34 34 34Feb. 2012
33.5 34
34 34
343 34 4.5 Mar. 2012
33.5 34
34 34 34.5
34.5 34.5 Apr. 2012
33.5 33.5
33.5 33.5 34
34
34 Jan. 2013
33.5 33.5
34
34
34.5 Feb. 2013
33
34
34 34 34.5
34.535 Mar. 2013
34
3434.5
34.5
35 35 Apr. 2013
33.5 34
34
34 34
34
34.5 Jan. 2014
34
34
34 34 Feb. 2014
34
34 34
34.5 34.5
34.5 34.5 35
Mar. 2014
34 34.5
34.5 34.5 3535
35 Apr. 2014
5.33
34
34 43
34
34.5 Jan. 2015
33.5
43 34
34 34 34
34 34.5
34.5 Feb. 2015
33.5 33.5
33.5
34 34 34
34.534.5
5.43
Mar. 2015
34 34
34 34
34.5 35 Apr. 2015
Jan. 30, 2012 Jan. 30, 2015
33
33
33.5 33.534 Sep. 2011
33 33
33
33 33
33.5 Oct. 2011
33 33
33 33
33 33.5
33.5 Nov. 2011
33.5
34 34
34 3434.5 Dec. 2011
33
33
33.5 33.5 34 Sep. 2012
33 33 33.5
33.5 Oct. 2012
33
33
33 33
33 33.5 Nov. 2012
33 33
33 33.5
33.5
34 34 Dec. 2012 34
3232.53333.5 34Sep. 2013
32.5 33
33
3333.5
Oct. 2013
32.5
33 33
3333 33
33.5 Nov. 2013 34
34 34 34
34 34
34.5 Dec. 2013
33
33 33.5 33.5
34
Sep. 2014 34
33 33.5 33.5
3433.5
34 Oct. 2014
33
33 33
33.534 Nov. 2014
34
34 34
34 34 34.5 Dec. 2014 NIFSAquarius V4 Aquarius V5
JMANIFS Aquarius V4 Aquarius V5
Fig. 4. Monthly Aquarius salinity distribution from January to April in 2012-2015.
192
이동규하게불어
2013
년8
월의동해남부해상에서의저염수는염분이평년보다아주낮았고평년보다넓게분포하였다
.
동중국해 에서의동남계절풍이장강희석수의동해쪽으로확산강도를 결정한다는것을부유물질(Lee et al., 2015)
및aquarius
염분(Bai et al., 2014)
을이용한장강희석수분포연구에서보여본 연구의결과와잘일치한다.
동해 북부 연안의 해빙에 의한 저염수
Jeong et al. (2015)
은동해-
울릉도간정기여객선을이용한 염분관측으로여름철동해중부연안에서관측되는저염수의 기원을동해북부로추정하였다. Fig. 4
에나타낸4
월과Fig. 5
에나타낸5
월의염분분포로보면타타르해역과블라디보스 톡연안의해빙에의한저염수는5
월부터형성이시작된다.
블 라디보스톡동북쪽연안해역에34.0 psu
이상의해수가분포하 는것으로추정하면타타르해역에서기원한저염수는5
월-6
월 에는시베리아연안을따라남하하여블라디보스톡연안까지 흐르지는않는것으로추정된다. 5
월-6
월의블라디보스톡근해 염분분포(Fig. 5)
는2012-2013
년보다2014-2015
년에더낮 은저염수가블라디보스톡연안에형성된것을보여준다. 2015
년6
월자료가없어확인할수는없으나2015
년5
월의분포에 서2015
년6
월에저염수의세력이2014
년보다강하게나타난 다고추정할수있다.
이연변동을일으키는원인을찾기위해2012
년-2015
년동안블라디보스톡근해에형성된해빙의면적을위성으로관측된해빙관측자료
(ice coverage map)
로부터결빙된해역
(Fig. 7
에청색원으로표시된해역내의적색으로경계를표시한백색해빙영역
)
의픽셀수를계산하여블라 디보스톡연안의1
월평균기온과함께Fig. 8
에제시하였다.
2012-2013
년에는1
월평균기온이낮아결빙된면적이컸으나
2014-2015
년에1
월평균기온이높아결빙된해역이작아 졌다. 5
월-6
월북부북한연안의저염수의염분은1-2
월에결빙 되는해빙의면적(
양)
과음의상관관계를가진다.
이에대한물 리적요인으로결빙에의한염수형성(brine formation)
을들수 있다.
즉많은해수가겨울에결빙되면결빙과정에서주변해수 의염분이높아져해빙에의한저염수형성시염분이높은해 수가형성될수있다.
동해 저염수의 연도별 확산 및 소멸
동중국해에서동해로유입되는저염수는
9
월에최대로동해 남부에분포하고11
월동해전역에33.5 psu
이하의해수가분 포하게된다(Fig. 9). 7
월- 8
월동중국해의해상풍(Fig. 6)
의강도에따라저염수의분포및최저염분이변동을하며
, 2013
년
7
월-8
월에동중국해에서남풍이가장강하여저염수의세력 이관측기간4
년중가장컸으며2014
년은8
월평균동중국해 에서의해상풍은북풍이었고동해에서저염수의영향은가장 적었다.
블라디보스톡연안에서생성된저염수는남하하여울 릉분지에서대한해협으로유입된저염수와섞여동진하게되 나(Lee and Lee, 2017),
타타르해협남쪽연안의저염수는시베리아외해쪽으로확장하거나
(Fig. 5, 2012
년7-8
월)
연안을 따라남쪽으로확산하는형태로(Fig. 5, 2013
년8
월; 2014
년7
월-8
월)
관측되었다.
34.0 psu
이상의고염수는12
월부터대한해협을통해동해로유입되어동해남부에고염수가분포하게되나
,
고염수와저염수가해에따라복잡한양상을보이면서분포한다
(Fig. 9).
동해북부해상은
34.0 psu
이상의고염수가2013
년-2014
년12
월에나타났으나2011
년-2012
년에는11
월에분포했던저염수 가소멸되지않고2
월까지분포하였다(Fig. 4). 2012-2013
년은2014 - 2015
년에비해블라디보스톡근해의1
월평균기온이낮아
(Fig. 8)
동해북부에서의겨울철저염수와의관계가있는것으로나타났다
.
일본연안에3
월부터저염수가나타나기시작 하여5
월까지분포하였으나(Fig. 4), 2014
년은5
월부터늦게나 타났다. 2015
년3
월에는2012-2013
년과정반대의염분분포(
동해북부-
저염수,
동해남부-
고염수)
를보였으나4
월부터저염 수가분포하기시작하여그에대한원인규명이필요하나본연 구의주제인가을철동해남부해역에분포하는저염수와달라 이에대한논의는여기서하지않는다. 4
월에는일본연안을제외한동해전역에
34.0 psu
이상의고염수가분포하여저염수가완전히소멸되었다
.
월평균 분포를 통한 동해 저염수의 생성-확장-소멸 저염수의 형성
관측기간동안평균한월평균염분분포를
Fig. 10
에1
개월간격으로
World Ocean Atlas 2013 (WOA13) (WOA, 2015)
의2005-2012
년월평균염분과같이제시하였다.
전섹션에 서 논의한바와같이동해남부의일본근해해역에는3
월부 터저염수가나타나기시작하여6
월에는거의분포하지않으나129°E 132°E 135°E 138°E 141°E
129°E 132°E 135°E 138°E 141°E
44°N
42°N
40°N
38°N
36°N
20 15 10 5 10 -5 -10 -15 -20
44°N
42°N
40°N
38°N
36°N
20 15 10 5 10 -5 -10 -15 -20
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Year
-2 6 5 4 3 2 1 0 -1 7
Northward Wind Speed (m/s)
8
2012/01 2013/01 2014/01 2015/01
700 600 500 400 300 200 100 0
Number of Ice Pixel Air Temperature off Vladivostok (℃)
-5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12
129°E 132°E 135°E 138°E 141°E
44°N
42°N
40°N
38°N
36°N
35 34.5 34 33.5 33 32.5 32 JulyAugust
Ice Area Air Tem
44°N 40°N
36°N
130°E 135°E 140°E 5 4 3 2 1
0 130°E 135°E 140°E 5 4 3 2 1 0 30°
35°
40°
45 50°
55°
30°
35°
40°
45 50°
55°
120° 125° 130° 135° 140° 145°
120° 125° 130° 135° 140° 145°
1 10 17
1 3 7 8
0 2 2 2 6
1
3 0
(b) Bias×0.01 5
20 20 14 13 23 40 40 23 15 13 13 18 25 36
2 13 13 12 14 17 19 19 16 13 14 11 11 13 13 14 14 14 16 15
12 13 13 12 12 15 18 10 9 12 13 14 12 11 12 12 13 12 16
7 6 6 10 10
10 8 9 8
9 9 9 6
(a) Bias×0.1
N
J
33
33 33.5
33.5
33.5 33.5
33.3 33.3
33 33.3
33.3 CDW
NKCC
Changjiang
Subpolar Front East Sea Current
Noto Peninsular Oki Bank
Liman Current Tatar Strait
Vladivostok
?
EKWC
Jan Feb
Fig. 5. Monthly Aquarius salinity distribution from May to August in 2012-2015.