Vol. 25, No. 7, pp. 881-897, December 31, 2019, ISSN 1229-3431(Print) / ISSN 2287-3341(Online) https://doi.org/10.7837/kosomes.2019.25.7.881
1
* First Author : [email protected], 051-720-2241
†Corresponding Author : [email protected], 051-720-2231
과거 해양자료 복원을 통한 한반도 주변해역 표층수온의 장기변동 연구
박명희*․송지영**․한인성***․이준수****†
*, ** 국립수산과학원 기후변화연구과 연구원, *** 국립수산과학원 기후변화연구과 연구관,
**** 국립수산과학원 기후변화연구과 연구사
A Study of Long-term Trends of SST in the Korean Seas by Reconstructing Historical Oceanic Data
Myung-Hee Park*․Ji-Young Song**․In-Seong Han***․Joon-Soo Lee***†
*, ** Researcher, Ocean Climate&Ecology Research Division, National Institute of Fisheries Science, Busan 46083, Korea
*** Principal Researcher, Ocean Climate&Ecology Research Division, National Institute of Fisheries Science, Busan 46083, Korea
**** Senior Researcher, Ocean Climate&Ecology Research Division, National Institute of Fisheries Science, Busan 46083, Korea
요 약 : 국립수산과학원은 과거 해양관측자료 복원사업을 통해 1961년 이전의 정선해양관측 및 연안정지관측 자료를 복원하여 디지털 화 하였다. 먼저 한국근해 해양관측(정선해양관측) 자료 중 과거부터 현재까지 정점이 일치하는 21개 정점에 대한 지난 80년-92년간 표층 수온의 연변동을 분석한 결과 다소 차이는 있으나 상승 경향을 나타내었으며, 서해와 남해는 기존 연구와 동일하게 연안역보다 근해역에 위치한 정점에서 수온상승 경향이 높게 나타났다. 그러나 동해는 기존 연구와 달리 연안역보다 근해역에 위치한 정점에서 낮은 수온상승 경향을 나타내었다. 다음으로 복원된 연안정지관측 자료 중 각 동·서·남해를 대표할 수 있는 3개 정점에 대한 지난 89년-98년간 표층수온 의 연변동을 살펴보면 동해(주문진, 1.63℃), 남해(거문도, 1.16℃). 서해(부도, 0.79℃)로 동해의 상승경향이 가장 뚜렷하였으며, 뚜렷한 주기 성은 파악하기 어려우나 대체로 3~6년을 주기로 상승과 하강을 반복함을 알 수 있었다. 특히 1980년대 이후 대부분 정점에서 양의 편차를 나타내었다. 마지막으로 해양-대기 상호작용을 이해하기 위해 연안정지관측정점의 표층수온변화에 따른 기온의 상관성을 분석한 결과 상 관계수 값이 남해(거문도)는 0.76, 서해(부도)는 0.34, 동해(주문진)는 0.32로 남해가 가장 높게 나타났다.
핵심용어 : 자료복원, 정선해양관측자료, 연안정지관측자료, 표층수온, 수온편차, 상관성
Abstract : We reconstructed and digitized the National Institute of Fisheries Science (NIFS) Serial Oceanographic observations (NSO) and Coastal Oceanographic observations (NCO) data attained prior to 1961 through historical oceanographic observation data rescue projects. Increasing trends of long-term sea surface temperature (SST) were shown from the NSO data of 21 available stations for the past 80 to 92 years. In general agreement with previous research results used in the data of the past 50 years, we calculated the rate of temperature rise. As a result of analyzing the spatial distribution of SST change rate in the Korean offshore region using selected oceanographic data, the West Sea and South Sea showed a higher tendency of temperature rise in the offshore area than in the coastal area. However, unlike the results of previous studies, the East Sea (Gangwon Line and Ulsan Line) showed a lower water temperature rise than the coastal stations. Annual fluctuations of NCO’s SST data from 1989 to 1998 for three stations representing the East Sea, South Sea, and West Sea, (Jumunjin, Geomundo and Budo, respectively) revealed that the East Sea showed the highest SST increase for the 10 years. The increases were 1.63 ℃ at Jum unjin, 1.16 ℃ at Geomundo, and 0.79 ℃at Budo. As a result of the investigation, it can be concluded that SST is repeatedly rising and falling with a period of 3 ~ 6 years. Especially, since the 1980s, most of the stations show positive anomalies of SST. Lastly, to understand ocean_atmosphere interactions, we analyzed the correlations between SST of the NCO stations and air temperature around them and the results were 0.76 for the South Sea (Geomundo), 0.34 for the West Sea (Budo), and 0.32 for the East Sea (Jumunjin) with the highest correlation in the South Sea.
Key Words :Data rescue, NSO, NCO, SST, SST anomaly, Correlation
1. 서 론
IPCC AR5 보고서에서는 지난 133년(1880-2012년)간 지구표 면온도가 0.85℃ 상승하였으며, 지난 1400년간의 지구표면온 도에 대한 평가가 가능한 북반구에서는 지난 30(1983-2012)년 이 가장 따뜻한 기간이었을 가능성이 높다고 하였다. 또한 다양한 연구를 통해 이러한 기온상승은 과거의 자연적인 변 화에 비해 100배 빠르게 진행되고 있으며, 한반도의 기온은 지난 30(1981-2010)년 동안 0.41℃/10년, 2001-2010년 기간 동안 0.5℃/10년의 변화율을 보여, 과거 1954-1999년 동안 0.23℃/10 년의 변화율보다 큰 변동을 보인 사실을 밝혔다(Kang and Rho, 1985; Lee and Kang, 1997; Jung et al., 2002; Ha et al., 2004; Kim et al., 2015; ME and NIER, 2015). 이러한 전 지구적 인 기온의 상승은 대기-해양 간 열 교환을 통하여 해양의 표 층과 저층에 광범위하게 영향을 미쳐 해양의 온난화와 해수 면 상승의 원인이 되고(Kim et al,, 2012), 해수면온도(SST)는 해수의 물리적 변동에 영향을 받기 때문에 해양과 기상 및 기후연구의 중요한 지표가 된다(Jo et al., 1997). 표층수온의 상승은 기온상승과 밀접한 관계가 있지만 해양의 역학규모 (dynamic scale)가 대기의 역학 규모보다 훨씬 작기 때문에 지 역에 따른 기온변화보다 해역별 차이가 더 크게 나타날 수 있다(Min and Kim, 2006).
우리나라 주변해역의 표층수온은 최근 47(1968-2014)년간 1.18℃ 상승하였으며, 같은 기간 전 세계의 표층수온은 0.38℃
상승하였다. 우리나라의 수온상승률은 전 세계 평균수온보 다 3배 이상 높은 수준이다. 이는 한국 주변해역에 대한 기 존의 연구들에서도 해양 표층의 수온이 대기와 마찬가지로 상승하고 있음을 잘 나타내고 있다(Hahn, 1994; Kang, 2000;
KMA, 2008).
Kim et al.(2014)은 지난 43(1971-2013)년간 동한난류가 북상 하는 연안 해역을 따라 남북으로 위치하고, 40년 이상의 장 기적인 자료의 연속성이 있는 연안정지관측 8개 지점을 선 정하여 수온의 시계열 변동을 살펴본 결과 상승 경향을 나 타내었고, 1988년을 기준으로 고수온기와 한냉기로 구분됨 을 제시하였다. Jo et al.(1997)은 한국근해 해양관측(정선해양 관측)정점 중 70(1921-1990)년간 관측이 이루어진 207선 5개 정점의 표면수온 자료를 사용하여 연변동과 장기변동, 연평 균과 격월의 상관관계, 시간적 변화에 따른 평년표면수온과 편차를 분석하여 제시하기도 하였다. 특히 Seong et al.(2010) 은 1968-2008년의 한국근해 해양관측(정선해양관측)자료와 연안에서 관측한 기상자료를 이용하여 한국 연근해 수온과 기상요소의 장기변동 연구를 통해 표층수온은 동해(1.39℃), 남해(1.27℃), 서해(1.23℃) 순으로 상승함을 보고하였다. 이 는 Jeong et al.(2003)이 제시한 지난 35년(1968-2002년)간 표층 수온이 동해(0.7910℃), 남해(0.9345℃), 서해(0.8120℃) 상승하
였다는 보고보다 최근의 상승정도가 더 크게 나타남을 의미 한다. 또한 Jang et al.(2006)은 정선관측 된 1971년부터 2000 년까지의 해수면 온도자료와 제주기상청 기온자료를 이용 하여 해수면온도변동과 기온변동이 0.77 이상 높은 양의 상 관이 있으며 이는 제주도 주변에서 해양과 대기 사이의 활 발한 상호교환이 이루어지고 있음을 밝힌 바 있다.
위와 같이 지금까지 이루어진 대부분의 한반도 주변해역 의 수온변동 연구들은 과거관측(1920-1960년) 자료의 디지털 화가 이루어지지 않아 1960년대 이후 자료를 사용하여 변동 성을 파악하고 제시한 연구가 대부분이었으며, 1960년대 이 전의 관측된 정점별 수온자료를 사용하여 해양 수온의 변동 성 및 원인을 역학적으로 규명한 연구는 많이 이루어지지 않은 실정이다.
국내 해양관련 기관 중에서 가장 오랜 역사를 지닌 국립 수산과학원은 우리나라 주변해역에 대해 1917년부터 관측을 실시하여 책자형태로 해양관측자료 및 정보를 지속적으로 기록하였으며, 1981년부터 한국해양자료센터를 운영하여 국 내 해양관측자료의 수집, 관리 및 서비스에 힘쓰고 있다.
국립수산과학원에서는 2013년에 책자(1928년부터 1942년 까지 발간된 해양조사요보(1-9호), 1954년부터 1964년까지 발 간된 해양조사연보(1-9권))로만 보존되어 왔던 1961년 이전 의 우리나라 연안 및 근해 관측자료를 디지털화 하는 자료 복원사업을 수행하였다.
본 연구에서는 복원된 한국근해 해양관측(정선해양관측) 자료 중 과거부터 현재까지 정점이 일치하는 21개 정점과 복원된 연안정지관측 자료 중 각 동·서·남해를 대표할 수 있 는 3개 정점에 대하여 장기간 표층수온의 연변동과 수온편 차를 살펴보았다. 또한 해양-대기 상호작용을 이해하기 위하 여 3개 연안정지관측정점의 수온과 기온을 이용하여 상관성 을 제시하였다.
2. 자료 및 방법
과거 해양자료 복원을 통한 한반도 주변해역의 수온변동 을 살펴보기 위하여 국립수산과학원에서 제공하는 한국근 해 해양관측(정선해양관측, 이하 정선해양관측으로 표기함) 자료와 연안정지관측 자료를 이용하였다. Fig. 1에 1961년 이 전과 이후의 정선해양관측정점의 위치를 나타내었다. 1961 년 이전(Fig. 1(a))의 경우 1921-1960년까지 14개선 120개 정점 해양관측을 연 2-6회 실시하였으며, 8.15 광복과 6.25 전쟁으 로 인해 관측을 하지 못한 해는 표 1에 나타내었다. 1961년 이후(Fig. 1(b))의 경우는 1961년에 14개선에서 22개선으로 개 편된 이후 현재는 25개선 207개 정점에 대해 연 6회 조사를 실시하고 있다. 조사항목은 수온, 염분, 용존산소, 영양염류, 동물 플랑크톤 등 17가지이다. 그리고 1960년대 전·후의 조
사방법을 살펴보면 1920년대에는 Kitahara Type A호 채수기 와 1/2℃ 해수용 봉상온도계를 사용하였으며, 1930년대부터 1980년 이전까지는 전도채수기(Reversing Bottle)와 전도온 도계(Reversing Thermometer)를 사용하였다. 1980년에 CTD (Conductivity Temperature Depth)를 처음 도입하였으며, 1986년 부터 본격적으로 동해와 남해에 CTD와 Nansen Cast를 병행 사용하였고, 이후 전 해역에서 각종 MBT, DBT, Micom BT와 CTD/STD도 일부 사용하였다. 2000년대에는 CTD/STD와 Niskin 채수기를 사용하였으며, 현재에는 CTD와 채수기가 하나의 시스템으로 이루어진 Rossette-CTD system을 사용하고 있다.
따라서 1930년대부터 1980년 이전까지 동일한 관측장비와 방법을 사용하고 있어 본 연구에서 과거 복원된 자료를 분 석하는데 크게 문제가 없을 것으로 판단된다.
Fig. 2에 1945년 전후의 연안정지관측점의 위치를 나타내었 다. 1945년 이전(Fig. 2(a))에는 2차 세계대전이 끝날 때까지 우리나라와 북한 전체에 40개소에서 관측을 실시하였으나, 1945년 이후(Fig. 2(b))에는 우리나라 연안에 위치한 45개소에 서만 관측을 실시하였다. 그러나 현재(2017년)에는 전국 연안 16개소(동해-9개소, 남해-5개소, 서해-2개소)에서만 관측이 이 루어지고 있다. 조사방법은 관측 시작 이래 각 관측소에서 매 일 오전 10시에 해수를 채수하여 수온을 측정하고 있다.
본 연구에서는 Fig. 3에 제시한 바와 같이 1961년 이후 새롭 게 개편된 정선해양관측 정점과 1961년 이전 관측정점 중에서 일치하는 20개 정점과 연안정지관측 3개 정점을 선별하여
80(1935-2014)년-98(1917-2014)년간의 표층수온 변동을 분석하 였다. 1961년 이전과 이후에 일치하는 정선해양관측 정점의 수는 21개로 다음과 같다. 강원선(Gangwon-line) 4개 정점(현 106-02, 03, 05, 07), 울산선(Ulsan-line) 4개 정점(현 208-02, 03, 04, 05), 부산선(Busan-line) 3개 정점(현 207-02, 03, 04), 전남선 (Jeonnam-line) 3개 정점(현 311-04, 05, 06), 전북선(Jeonbuk-line) 4개 정점(현 309-02, 03, 05, 08), 충남선(Chungnam-line) 3개 정 점(현 308-01, 02, 03)이다. 또한 한국연안의 수온변화를 살펴 보기 위하여 연안정지관측점은 3개(주문진, 거문도, 부도) 정 점을 선택하여 분석하였다.
Table 1은 1961년 이전과 이후 정점의 이동이 없는 21개 정선해양관측정점과 연안정지관측점의 관측시작 해와 관측 이 이루어지지 않은 해를 구분하여 제시하였다.
자료처리 방법은 수온의 경우 겨울에 낮고 여름에 높게 나타나는 주기성을 가지고 있으며, 매년 관측이 이루어진 날이 일정하지 않다. 따라서 관측된 표면수온자료의 분석 을 위하여 관측한 수온에 대해 산술평균을 사용하지 않고, Seong et al.(2010)과 Hwang et al.(2012)의 방법을 따라 연도별, 월별로 각각 상이한 일자에 관측된 표면수온자료들을 각 월 의 15일에 관측된 것으로 간주하여 조화분석 식에 적용하였 다. 정선해양관측자료 중 1961년 이전과 이후 정점의 이동이 없는 21개 정점에 대하여 식(1)과 같은 조화분해 식을 사용 하여 연도별 연평균 수온을 계산하였다.
(a) (b)
Fig. 1. Location of the serial oceanographic observation stations (a) before and (b) after the 1961.
cos
cos (1)여기서 T(t)는 시간 t 일 때의 수온, T0는 연평균 수온, A1은 연 진폭, A2는 반년진폭이며, ω1은 연주기, ω2는 반년주기이며, Φ1은 연위상, Φ2는 반년위상이다.
또한 해역별로 1정점을 선정하여 표층수온변화에 따른 기온 의 영향을 파악하기 위하여 상관관계를 분석하였다. 먼저 표층 수온은 동해는 주문진, 남해는 거문도, 서해는 부도 등 3개 연안 정지관측점의 일별 표층수온과 기온자료를 이용하였다. 일별자 료는 산술평균하여 구한 연평균 값을 비교 분석에 이용하였다.
(a) 1. Namdo
2. Cheongjin 3. Musudan 4. Seongjin 5. Mayando 6. Yeodo 7. Suwondan 8. Geojin 9. Sokcho 10. Jumunjin 11. Ulleungdo 12. Dokdo 13. Jukbyeon 14. Janggigap 15. Phong 16. Gampo 17. Ulgi 18. Gijang 19. Busan 20. Gadeokdo 21. Seoimal 22. Sanyang
23. Tongyeong 24. Yeosu 25. Sorido 26. Geomundo 27. Wando 28. Jajido 29. Jeju 30. Udo 31. Marado 32. Jukdo 33. Soheuksando 34. Hongdo 35. Mokpo 36. Maldo 37. Gunsan 38. Eocheongdo 39. Budo 40. Seonmido 41. Wolmido 42. Socheongdo 43. Seodo 44. Daehwado
(b) 1. Geojin
2. Sokcho 3. Jumunjin 4. Mukho 5. Ulleungdo 6. Jukbyeon 7. Hupo 8. Chuksan 9. Pohang 10. Janggigap 11. Gampo 12. Ulgi 13. Gijang 14. Gadeokdo 15. Busan 16. seoimal 17. Tongyeong 18. sanyang 19. Yokjido 20. Yeosu 21. Sorido 22. Geomundo 23. Wando
24. jajido 25. Udo 26. Sanji 27. Jeju 28. Seogwipo 29. Marado 30. Jukdo 31. Soheuksando 32. Hongdo 33. Chilbaldo 34. Mokpo 35. Maldo 36. Gunsan 37. Eocheongdo 38. Daecheon 39. Gyukyeolbido 40. Mokdukdo 41. Budo 42. Seonmido 43. Wolmido 44. Yeonpyeongdo 45. Socheongdo
Fig. 2. Location of the coastal oceanographic observation stations (a) before and (b) after the 1945.
Fig. 3. Restoration of data and analysis stations (The serial oceanographic observation stations: Red dots, The coastal oceanographic observation stations: Blue dots).
Data of the serial oceanographic observation stations Data of the coastal oceanographic observation stations Station Start year Missing year Station Start year Missing year 106-02 1929 1944-1956, 1961-1964 Jumunjin 1919 1949-1951, 2001 106-03 1929 1942-1956, 1961-1964 Geomundo 1917 1946-1951
106-05 1929 1942-1956, 1962-1967 Budo 1926 1945-1952
106-07 1933 1942-1958, 1962-1966 - - -
207-02 1923 1942-1952, 1956, 1966 - - -
207-03 1923 1941-1951, 1955-1957, 1966 - - -
207-04 1923 1942-1952, 1955-1957, 1966 - - -
208-02 1935 1944-1952, 1954-1956, 1966 - - -
208-03 1935 1944-1952, 1954-1956 - - -
208-04 1935 1944-1952, 1954-1956, 1960 - - -
208-05 1935 1944-1952, 1954-1956, 1960 1963 - - -
311-04 1931 1941-1955, 1959-1963, 1965 1966 - - -
311-05 1931 1941-1955, 1960, 1961, 1963 - - -
311-06 1931 1940-1955, 1960-1963, 1966 - - -
309-02 1931 1941-1961, 1963, 1966 - - -
309-03 1931 1941-1963, 1966 - - -
309-05 1935 1941-1963, 1966 - - -
309-07 1935 1938-1966 - - -
308-01 1931 1941-1957, 1959-1966 - - -
308-02 1931 1941-1963, 1966 - - -
308-03 1931 1941-1957, 1959-1966 - - -
Table 1. Year of onset and suspension at each oceanographic observation stations
3. 연구결과
3.1 수온의 연변동
3.1.1 한반도 근해 수온의 장기 변동 경향
과거 해양자료 복원을 통한 한반도 근해의 수온변동을 살 펴보기 위하여 1961년 이후 새롭게 개편된 정선해양관측 정 점과 1961년 이전 정선해양관측정점 중 정점의 이동 없이 일치하는 21개 정점에 대하여 조화분석방법을 이용하여 연 평균 표층수온을 구하였고 Fig. 4-9에 제시하였다. 연평균 표 층수온의 장기변동 경향을 보면 해역별로 대체로 상승 경향 을 나타내고 있으나, 해역에 따라 변동 경향은 다소 차이를 보였다. 먼저 동해안에 위치한 강원선(Gangwon-line, Fig. 4)의 정점별 표층수온의 변화를 살펴보면 지난 86(1929-2014)년간 106-02 정점은 2.30℃(0.027℃/year) 106-03 정점은 1.96℃(0.023℃
/year), 106-05 정점은 1.87℃(0.022℃/year), 다른 정점보다 관 측기간이 짧은 106-07 정점은 지난 82(1933-2014)년간 1.86℃
(0.023℃/year) 상승하였음을 확인할 수 있었다. 그리고 과거 자료 복원에 따른 표층수온 변화와 지금까지 많은 논문에서 제시된 표층수온변화와의 차이를 알아보고자 최근 47(1968- 2014)년 표층수온 변화도 살펴보았다. 최근 47(1968-2014)년 간 106-02 정점은 1.20℃(0.025/year), 106-03 정점은 1.43℃
(0.030/year), 106-05 정점은 1.75℃(0.037/year), 106-07 정점은 1.79℃(0.038℃/year) 상승하여 지난 86(1929-2014)년간 표층 수온 상승률보다 빠르게 상승하였음을 알 수 있다. 울산선 (Ulsan-line, Fig. 5)의 경우는 지난 80(1935-2014)년간 208-02 정점에서는 2.29℃(0.029℃/year), 208-03 정점은 1.82℃(0.023℃
/year), 208-04 정점은 0.79℃(0.010℃/year), 208-05 정점은 0.19℃
(0.002℃/year) 상승하였으며, 최근 47(1968-2014)년간은 208-02 정점은 1.20℃(0.025℃/year), 208-03 정점은 1.70℃(0.036℃/year), 208-04 정점은 1.43℃(0.030℃/year), 208-05 정점은 2.21℃
(0.047/year) 상승하였다. 최근 47(1968-2014)년간 표층수온 상승률이 강원선(Gangwon-line)과 같이 지난 80(1935-2014)년 간 표층수온 상승률보다 빠르게 상승함을 확인할 수 있었 다. 또한 과거자료 복원에 따른 표층수온의 경우 근해역보 다 연안역에서 높은 수온상승 경향을 나타낸 반면 최근 47(1968-2014)년간은 연안역보다 근해역에서 높은 수온상승 경향을 보여 서로 상이한 결과를 보였다. 다음으로 남해 에 위치한 부산선(Busan-line, Fig. 6)과 전남선(Jeonnam-line, Fig. 7)의 정점별 표층수온의 변화를 살펴보면 부산선(Busan- line, Fig. 6)은 지난 92(1923-2014)년간 207-02 정점은 2.00℃
(0.022℃/year), 207-03 정점은 1.46℃(0.016℃/year), 지난 76(1923-
1998)년간 207-04 정점은 1.13℃(0.012℃/year) 상승하였으며, 최 근 47(1968-2014)년간 표층수온의 변화율은 207-02 정점은 1.20℃(0.25℃/year), 207-03 정점은 1.24℃(0.026℃/year), 207-04 정점은 0.93℃(0.020℃/year) 상승하였다. 지난 92(1923-2014)년 간 표층수온의 변화보다 최근 47(1968-2014)년간 표층수온의 변화가 빠르게 상승하고 있으나, 강원선(Gangwon-line)과 울 산선(Ulsan-lin) 보다는 낮은 상승률이었다. 또한 동해에 위치 한 2개의 정점과는 달리 과거자료 복원에 따른 표층수온의 변화와 최근 47(1968-2014)년간의 표층수온 변화에서 연안역 이 근해역보다 높은 표층수온 상승 경향을 보였다. 전남선 (Jeonnam-line, Fig. 7)은 지난 84(1931-2014)년간 311-04 정점에 서는 0.50℃(0.006℃/year), 311-05 정점은 0.03℃(0.0003℃/year), 311-06 정점은 0.58℃(0.007℃/year) 상승하였으며, 지난 47(1968- 2014)년간 표층수온의 변화율은 311-04 정점은 0.05℃(0.001℃
/year), 311-05 정점은 -0.92℃(-0.020℃/year), 311-06 정점은 0.92℃(0.020℃/year) 상승하였다. 전남선(Jeonnam-line)은 최근 47(1968-2014)년간 근해역에 위치한 311-06 정점을 제외하고 는 표층수온의 변화가 없거나 낮아졌으며, 지난 84(1931- 2014)년간 표층수온 상승률이 다른 정점에 비해 크게 나타나 지 않았다. 마지막으로 서해안에 위치한 전북선(Jeonbuk-line, Fig. 8)과 충남선(Chungnam-line, Fig. 9)의 표층수온의 변화를 살펴보면 Fig. 4-7과는 다르게 근해에 위치한 정점일수록 표층수온의 상승경향이 높게 나타났다. 전북선(Jeonbuk-line, Fig. 8)의 경우 지난 84(1931-2014)년간 309-02정점에서는 0.25℃
(0.003℃/year), 309-03 정점은 0.66℃(0.008℃/year), 지난 80(1935- 2014)년간 309-05 정점은 0.55℃(0.007℃/year), 309-07 정점은 1.11℃(0.014℃/year) 상승하였으며, 지난 47(1968-2014)년간 표층수온의 변화율은 309-02정점에서는 0.41℃(0.009℃/year), 309-03 정점은 0.92℃(0.020℃/year), 309-05 정점은 1.15℃(0.025℃
/year), 309-07 정점은 1.24℃(0.026℃/year)로 지난 80(1935-2014)- 84(1931-2014)년간 표층수온 변화와 비교하면 모든 정점에서 높은 상승률을 보였다. 충남선(Chungnam-line, Fig. 9)에서는 308-01 정점에서는 0.33℃(0.004℃/year), 308-02 정점은 0.17℃
(0.002℃/year), 308-03 정점은 0.83℃(0.010℃/year) 상승하였으 며, 지난 47(1968-2014)년간 표층수온의 변화율은 308-01 정 점에서는 0.74℃(0.016℃/year), 308-02 정점은 0.51℃(0.011℃
/year), 308-03 정점은 1.29℃(0.027℃/year)로 지난 84(1931- 2014)년간 표층수온 변화와 비교하면 높은 상승률을 나타내 었다. 연안역에서의 수온 상승이 낮은 것은 서해 연안역에 서부터 남해 중서부 연안역까지는 조류에 의한 연직혼합 때 문으로 판단된다(Seong et al., 2010).
1929 1937 1945 1953 1961 1969 1977 1985 1993 2001 2009Year
SST()℃
11 12 13 14 15 16 17 18 19
1929-1967 y=0.049x-81.59
r2=0.21
1968-2014 y=0.026x-37.17
r2=0.10 106-02
1929-2014 y=0.027x-37.77
r2=0.27
Year
1929 1937 1945 1953 1961 1969 1977 1985 1993 2001 2009
SST()℃
11 12 13 14 15 16 17 18 19
1929-1967 y=0.024x-32.03
r2=0.08
1968-2014 y=0.031x-47.25
r2=0.14 106-03
1929-2014 y=0.023x-31.11
r2=0.24
Year
1929 1937 1945 1953 1961 1969 1977 1985 1993 2001 2009
SST()℃
11 12 13 14 15 16 17 18 19
1929-1967 y=0.006x+2.40
r2=0.003
1968-2014 y=0.038x-59.68
r2=0.21 106-05
1929-2014 y=0.022x-27.65
r2=0.20
Year
1929 1937 1945 1953 1961 1969 1977 1985 1993 2001 2009
SST()℃
11 12 13 14 15 16 17 18 19
1933-1967 y=0.064x-108.12
r2=0.31
1968-2014 y=0.039x-60.58
r2=0.25
106-07 1933-2014
y=0.023x-28.46 r2=0.20
Fig. 4. Linear trend of annual mean SST at each Gangwon-line point (106-02, 03, 05, 07 points).
Year
1935 1942 1949 1956 1963 1970 1977 1984 1991 1998 2005 2012
SST()℃
15 16 17 18 19 20 21
1935-1967 y=0.031x-43.16
r2=0.17
1968-2014 y=0.026x-33.99
r2=0.19 208-02
1935-2014 y=0.029x-38.96
r2=0.43
1935 1942 1949 1956 1963 1970 1977 1984 1991 1998 2005 2012Year
SST()℃
15 16 17 18 19 20 21
1935-1967 y=0.042x-63.46
r2=0.27
1968-2014 y=0.037x-55.79
r2=0.42 208-03
1935-2014 y=0.023x-27.35
r2=0.34
Year
1935 1942 1949 1956 1963 1970 1977 1984 1991 1998 2005 2012
SST()℃
15 16 17 18 19 20 21
1935-1967 y=0.016x-12.03
r2=0.09
1968-2014 y=0.031x-49.46
r2=0.40 208-04
1935-2014 y=0.010x-0.55
r2=0.11
Year
1935 1942 1949 1956 1963 1970 1977 1984 1991 1998
SST()℃
15 16 17 18 19 20 21
1935-1967 y=0.022x-23.60
r2=0.26
1968-1998 y=0.048x-75.53
r2=0.41
208-05 1935-1998
y=0.003x+12.44 r2=0.01
Fig. 5. Linear trend of annual mean SST at each Ulsan-line point (208-02, 03, 04, 05 points).
Year
1923 1931 1939 1947 1955 1963 1971 1979 1987 1995 2003 2011
SST()℃
15 16 17 18 19 20 21
1923-1967 y=0.027x-34.98
r2=0.30
1968-2014 y=0.026x-32.73
r2=0.29 207-02
1923-2014 y=0.022x-25.21
r2=0.52
1923 1931 1939 1947 1955 1963 1971 1979 1987 1995 2003 2011Year
SST()℃
15 16 17 18 19 20 21
1923-1967 y=0.029x-37.42
r2=0.32
1968-2014 y=0.027x-35.38
r2=0.33
207-03 1923-2014
y=0.016x-13.21 r2=0.36
Year
1923 1931 1939 1947 1955 1963 1971 1979 1987 1995
SST()℃
15 16 17 18 19 20 21
1968-2014 y=0.025x-30.69
r2=0.14 1923-1967
y=0.023x-25.93 r2=0.28
207-04 1923-2014
y=0.015x-1.00 r2=0.29
Fig. 6. Linear trend of annual mean SST at each Busan-line point (207-02, 03, 04 points).
1931 1939 1947 1955 1963 1971 1979 1987 1995 2003 2011Year
SST()℃
11 12 13 14 15 16
1931-1967 y=0.034x-53.13
r2=0.22
1968-2014 y=0.001x+10.96
r2=0.001 311-04
1931-2014 y=0.006x+1.08
r2=0.05
1931 1939 1947 1955 1963 1971 1979 1987 1995 2003 2011Year
SST()℃
11 12 13 14 15 16
1931-1967 y=0.030x-44.66
r2=0.16
1968-2014 y=-0.02x+17.49
r2=0.002 311-05
1931-2014 y=-0.0003x+14.15
r2=0.0001
1931 1939 1947 1955 1963 1971 1979 1987 1995 2003 2011Year
SST()℃
11 12 13 14 15 16
1931-1967 y=0.017x-18.37
r2=0.06 1968-2014
y=0.020x-25.12 r2=0.12 311-06
1931-2014 y=0.007x-0.41
r2=0.05
Fig. 7. Linear trend of annual mean SST at each Jeonnam-line point (311-04, 05, 06 points).
1931 1939 1947 1955 1963 1971 1979 1987 1995 2003 2011Year
SST()℃
11 12 13 14 15 16 17
1931-1967 y=0.009x-3.87
r2=0.01
1968-2014 y=0.009x-3.03
r2=0.03 309-02
1931-2014 y=0.003x+7.81
r2=0.01
1931 1939 1947 1955 1963 1971 1979 1987 1995 2003 2011Year
SST()℃
11 12 13 14 15 16 17
1931-1967 y=0.03x-44.81
r2=0.17
1968-2014 y=0.020x-25.30
r2=0.15 309-03
1931-2014 y=0.008x-1.73
r2=0.07
Year
1935 1942 1949 1956 1963 1970 1977 1984 1991 1998 2005 2012
SST()℃
11 12 13 14 15 16 17
1935-1967 y=0.023x-18.72
r2=0.08
1968-2014 y=0.025x-33.90
r2=0.28 309-05
1935-2014 y=0.007x+0.43
r2=0.06
Year
1935 1942 1949 1956 1963 1970 1977 1984 1991 1998 2005 2012
SST()℃
11 12 13 14 15 16 17
1935-1967 y=0.024x-53.12
r2=0.76 1968-2014
y=0.027x-38.31 r2=0.28
309-07 1935-2014
y=0.014x-11.7 r2=0.12
Fig. 8. Linear trend of annual mean SST at each Jeonbuk-line point (309-02, 03, 05, 07 points).
Year
1931 1939 1947 1955 1963 1971 1979 1987 1995 2003 2011
SST()℃
11 12 13 14 15 16 17
1931-1967 y=0.009x-4.28
r2=0.04
1968-2014 y=0.016x-18.79
r2=0.10 308-01
1931-2014 y=0.004x+6.30
r2=0.02
Year
1931 1939 1947 1955 1963 1971 1979 1987 1995 2003 2011
SST()℃
11 12 13 14 15 16 17
1931-1967 y=0.015x-15.42
r2=0.13
1968-2014 y=0.011x-8.91
r2=0.05 308-02
1931-2014 y=0.002x+9.16
r2=0.01
Year
1931 1939 1947 1955 1963 1971 1979 1987 1995 2003 2011
SST()℃
11 12 13 14 15 16 17
1931-1967 y=0.023x-30.95
r2=0.58
1968-2014 y=0.028x-22.02
r2=0.17 308-03
1931-2014 y=0.010x-5.32
r2=0.14
Fig. 9. Linear trend of annual mean SST at each Chungnam-line point (308-01, 02, 03 points).
3.1.2 한반도 연안의 수온 장기변동 경향
한반도 해역별 연안 수온의 장기변동 경향을 살펴보기 위 하여 3.1.1에서 분석한 정선해양관측정점과 가장 가까운 곳 에 위치하면서 과거자료의 복원이 이루어진 연안정지관측 점 중 3정점(주문진(동해안), 거문도(남해안), 부도(서해안)) 을 선택하여 분석한 결과를 Fig. 10에 나타내었다. 동해(주문 진, Fig. 10(a))는 지난 96(1919-2014)년간 1.62℃(0.017℃/year), 남해(거문도, Fig. 10(b))는 지난 94(1917-2010)년간 1.12℃
(0.012℃/year), 서해(부도, Fig. 10(c))는 지난 86(1926-2011)년간 0.79℃(0.009℃/year)로 동해의 상승경향이 가장 뚜렷하였다.
최근 47(1968-2014)년간 연안 수온의 장기변동을 살펴보면 동해(주문진)은 2.21℃(0.047℃/year), 남해(거문도)는 1.18℃
(0.027℃/year), 서해(부도)는 0.82℃(0.019℃/year) 상승하여, 과 거자료의 복원에 따른 수온 상승률보다 빠르게 상승함을 알 수 있었다. 앞에서 살펴본 바와 같이 한반도 주변의 해양은 대체로 온난한 경향을 나타내고 있다. 이러한 결과는 Seong et al.(2010)의 지난 41년간의 우리나라 연근해역 표층수온변 동 경향이 동해(1.39℃), 남해(1.27℃), 서해(1.23℃) 순으로 동
해의 수온 증가가 다른 해역에 비해 크게 나타난 결과와 잘 일치하고 있으며, Kang and Jin(1984)의 연구결과에서는 서해 의 수온이 동해에 비해 낮은 이유로 아시아계절풍, 대마 난 류 및 서해 난류에 의한 열 이류의 영향이라고 밝힌바 있다.
3.2 수온편차의 연변동
3.2.1 한반도 근해 수온편차의 장기 변동 경향
한반도 근해 수온편차의 장기변동경향을 살펴보기 위하 여 1961년 이후 새롭게 개편된 정선해양관측 정점과 1961년 이전 정선해양관측정점 중 정점의 이동 없이 일치하는 21개 정점에 대하여 연평균 표층수온의 편차를 구하여 Fig. 11-16 에 제시하였다. 6개 정선에서 수온편차의 뚜렷한 주기성은 파악하기 어려우나 대체로 3-6년을 주기로 상승과 하강을 반복하는 경향을 나타내었다. 먼저 동해안에 위치한 강원선 (Gangwon-line)과 울산선(Ulsan-line)의 수온편차를 살펴보면 강원선(Gangwon-line, Fig. 11)은 4개의 정점에서 1940년 이전 에는 대부분 음의 값을 1960년 이후에는 수온편차의 변동은 심하나 대부분 양의 값을 나타내었으며 점차 상승함을 알 수 (a) East Sea
Year
1919 1928 1937 1946 1955 1964 1973 1982 1991 2000 2009
SST()℃
10 11 12 13 14 15 16 17 18
1919-1967 y=0.0002x+13.26
r2=5.26E-06
1968-2014 y=0.048x-81.58
r2=0.31 Jumunjin
1919-2014 y=0.017x-19.30
r2=0.17
(b) South Sea
1917 1927 1937 1947 1957 1967 1977 1987 1997 2007Year
SST()℃
10 11 12 13 14 15 16 17 18
1917-1967 y=0.013x-9.18
r2=0.10
1968-2010 y=0.028x-39.37
r2=0.26 Geomundo
1917-2010 y=0.012x-7.71
r2=0.23
(c) West Sea
Year
1926 1933 1940 1947 1954 1961 1968 1975 1982 1989 1996 2003 2010
SST()℃
10 11 12 13 14 15 16 17 18
1926-1967 y=0.015x-17.39
r2=0.12
1968-2011 y=0.019x-24.71
r2=0.14 Budo
1926-2011 y=0.009x-4.98
r2=0.13
Fig. 10. Linear trend of annual mean SST at each the coastal oceanographic observation stations.
있다. 특히 1980년대 이후 뚜렷한 상승 경향을 나타내었다. 울 산선(Ulsan-line, Fig. 12)의 수온편차 역시 강원선(Gangwon-line) 과 같은 경향을 나타내었다. 이러한 결과는 Min and Kim(2006) 의 한국 연안 표층수온의 경년변동과 장기변화에 관한 연구 에서 제시한 바와 같이 1980년 후반에 수온이 급격히 상승 한 이후 최근까지 높은 수온을 유지한다는 결과와 잘 일치 하고 있다. 다음으로 남해에 위치한 부산선(Busan-line)과 전 남선(Jeonnam-line)의 수온편차를 살펴보면 부산선(Busan-line, Fig. 13)은 1940년대 이전의 경우 음의 값을 나타내었고, 1950 년 이후에는 수온편차의 변동이 있기는 하지만 꾸준히 증가 함을 알 수 있다. 특히 동해안의 울산선(Ulsan-line, 208선)과
같이 1980년대 후반부터 양의 수온편차를 나타내었다. 반면 전남선(Jeonnam-line, Fig. 14)은 지난 86(1929-2014)년간 다른 정점들과는 달리 뚜렷한 수온편차의 변화는 보이지 않았다.
마지막으로 서해안에 위치한 전북선(Jeonbuk-line, Fig. 15)과 충남선(Chungnam-line, Fig. 16)의 수온편차를 살펴보면 4개 (309-02, 03, 05, 07) 정점에서 1980년대 후반까지는 대부분 음 의 값을 나타낸 반면, 1990년대부터는 대부분이 양의 수온편 차 값을 나타내었다. 1930년 이후 수온편차는 상승 경향을 나타내고 있으나, 이는 동해안의 위치한 정점들보다는 낮았 다. 충남선(Chungnam-line, Fig. 16) 또한 전북선(Jeonbuk-line, Fig. 15)과 같은 경향을 나타내었다.
106-02
1929 1937 1960 1968 1976 1984 1992 2000 2008
SST Anomaly
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
1944 1956
106-03
1929 1937 1960 1968 1976 1984 1992 2000 2008
SST Anomaly
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
1942 1956
106-05
1929 1937 1960 1968 1976 1984 1992 2000 2008
SST Anomaly
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
1942 1956
106-07
Year
1933 1939 1962 1968 1974 1980 1986 1992 1998 2004 2010
SST Anomaly
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
1942 1956
Fig. 11. Time series of annual mean SST anomalies at each Gangwon-line point (106-02, 03, 05, 07 points).
207-02
1923 1933 1952 1960 1968 1976 1984 1992 2000 2008
SST Anomaly
-3 -2 -1 0 1 2 3
1942 1952
207-03
1923 1933 1952 1960 1968 1976 1984 1992 2000 2008
SST Anomaly
-3 -2 -1 0 1 2 3
1941 1951
207-04
Year
1923 1933 1953 1960 1967 1974 1981 1988 1995
SST Anomaly
-3 -2 -1 0 1 2 3
1942 1952
Fig. 13. Time series of annual mean SST anomalies at each Busan-line point (207-02, 03, 04 points).
208-02
1935 1941 1953 1960 1967 1974 1981 1988 1995 2002 2009
SST Anomaly
-3 -2 -1 0 1 2 3
1944 1952
208-03
1935 1941 1953 1960 1967 1974 1981 1988 1995 2002 2009
SST Anomaly
-3 -2 -1 0 1 2 3
1944 1952
208-04
1935 1941 1953 1960 1967 1974 1981 1988 1995 2002 2009
SST Anomaly
-3 -2 -1 0 1 2 3
1944 1952
Fig. 12. Time series of annual mean SST anomalies at each Ulsan-line point (208-02, 03, 04 points).
311-04
1929 1937 1960 1968 1976 1984 1992 2000 2008
SST Anomaly
-3 -2 -1 0 1 2 3
1941 1955
311-05
1929 1937 1960 1968 1976 1984 1992 2000 2008
SST Anomaly
-3 -2 -1 0 1 2 3
1941 1955
311-06
Year
1929 1937 1960 1968 1976 1984 1992 2000 2008
SST Anomaly
-3 -2 -1 0 1 2 3
1940 1955
Fig. 14. Time series of annual mean SST anomalies at each Jeonnam-line point (311-04, 05, 06 points).
309-02
1931 1939 1968 1976 1984 1992 2000 2008
SST Anomaly
-3 -2 -1 0 1 2 3
1941 1961
309-03
1931 1939 1968 1976 1984 1992 2000 2008
SST Anomaly
-3 -2 -1 0 1 2 3
1941 1963
309-05
1935 1940 1968 1976 1984 1992 2000 2008
SST Anomaly
-3 -2 -1 0 1 2 3
1941 1963
309-07
Year
1935 1968 1976 1984 1992 2000 2008
SST Anomaly
-3 -2 -1 0 1 2 3
1938 1966
Fig. 15. Time series of annual mean SST anomalies at each Jeonbuk-line point (309-02, 03, 05, 07 points).
