Changes in the Tsushima Warm Current and the Impact under a Global Warming Scenario in Coupled Climate Models

Article

http://dx.doi.org/10.4217/OPR.2013.35.2.127

기후모델에 나타난 미래기후에서 쓰시마난류의 변화와 그 영향

최아라·박영규

·최희진

Changes in the Tsushima Warm Current and the Impact under a Global Warming Scenario in Coupled Climate Models

A-Ra Choi, Young-Gyu Park

, and Hui Jin Choi

Ansan 426-744, Korea

Abstract : In this study we investigated changes in the Tsushima Warm Current (TWC) under the global warming scenario RCP 4.5 by analysing the results from the World Climate Research Program’s (WCRP) Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5). Among the four models that had been employed to analyse the Tsushima Warm Current during the 20th Century, in the CSIRO-Mk3.6.0 and HadGEM2-CC models the transports of the Tsushima Warm Current were 2.8 Sv and 2.1 Sv, respectively, and comparable to observed transport, which is between 2.4 and 2.77 Sv. In the other two models the transports were much greater or smaller than the observed estimates. Using the two models that properly reproduced the transport of the Tsushima Warm Current we investigated the response of the current under the global warming scenario. In both models the volume transports and the temperature were greater in the future climate scenario. Warm advection into the East Sea was intensified to raise the temperature and consequently the heat loss to the air.

Key words : Tsushima Warm Current, Korea strait, climate model, CMIP5

1. 서 론

동중국해와 동해를 연결하는 대한해협에 나타나는 중요 한 흐름은 쓰시마난류인데 이를 통하여 동중국해의 짜고 더운 해수가 남해와 동해로 공급된다(Fig. 1). 따라서 쓰시 마난류는 한반도 주변해역 해황에 큰 영향을 주는 요인이 다. 이런 이유로 관측과 모델 등을 통하여 북서태평양의 순환에 영향을 받는 쓰시마난류의 특성에 대한 많은 연구 가 수행되었다(Isobe 2008). 대기이산화탄소 농도 증가에 의한 지구온난화는 지구환경에 여러 가지 변화를 일으킨

다. 해들리 순환과 페렐 순환 같은 큰 규모의 대기 순환의 변화는 표층 바람장의 영향을 주어 북태평양 환류를 강화 시키고, 쿠로시오와 쿠로시오 속류의 구조 변화 등 북서태 평양에서는 지구 평균보다 큰 변화가 일어난다고 알려져 있다(Cheon et al. 2012). 이러한 북태평양의 변화는 쓰시 마난류의 강도에도 영향을 줄 수 있다. 쓰시마 난류에 의 한 열 수송은 동해의 열 평형에 기여하는 주요한 요소로 동해의 표층을 통해 대기로 손실된 열은 해류에 의한 열 공급에 의해 열 균형을 이룬다(Han and Kang 2003). 따 라서 쓰시마난류의 강도나 유입되는 해수의 온도 변화에 의해 한반도 주변해역의 열 수지도 변하게 되어 동해의 열 평형뿐만 아니라 동해의 순환과 같은 해양환경에 영향

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

을 줄 것이다.

지구온난화에 대한 쓰시마난류의 반응을 기후변화 예측 에 사용되는 World Climate Research Program (WCRP) 의 Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5) 기후변화 예측모델 결과를 이용하여 분석하였다. 이런 기 후모델이 쓰시마난류가 통과하는 대한해협의 특성을 세세 하게 재현할 수는 없다. 하지만 이런 모델들이 북서태평양 의 전반적인 특성과 그 변화를 나타낼 수 있기 때문에 쓰 시마난류의 전반적인 변화와 그 영향을 평가하는 데는 유 용하게 쓰일 수 있다. 한반도 주변해역에 대한 고해상도 세부모델을 수행하는 경우에도, 이런 전지구 기후모델에 서 얻은 결과를 경계조건으로 사용하기 때문에 고해상도 세부모델을 사용하더라도 전반적인 경향은 크게 바뀌지 않는다.

전지구 기후모델은 해상도 문제로 대한해협과 같은 지

역적 구조가 잘 포함되지 않는 경우가 많다. 그래서 먼저 기후모델 중 한반도 주변해역의 지형이 포함된 모델 4개 를 선택하여 대한해협을 통과하는 해류의 특성이 어떻게 재현되었는지 평가하고, 쓰시마난류의 변화가 동해의 열 함량(heat content) 변화에 미친 영향도 평가하였다.

2. 자 료

이 연구에서는 CMIP5 기후변화 예측모델 결과를 사용 하였다. CMIP5 모델 중 대한해협을 포함하고 정규격자 로 구성된 4개의 모델(CSIRO-Mk3.6.0, HadGEM2-CC, CanESM2, MIROC-ESM)을 선택하였다. 사용된 4개의 모델에 대한 설명은 Table 1에 정리되어 있다.

대한해협의 특성과 변화를 평가하기 위하여, 과거기후 모의실험(historical run) 결과와 2100년까지 이산화탄소 (CO₂) 농도가 650 ppm까지 상승하고 복사강제력이 약 4.5 W/m²까지 증가한 후 안정화되는 Representative Con- centration Pathway 4.5(RCP4.5) 시나리오를 적용한 미래 기후 예측실험 결과를 분석하였다. 연구에 사용된 과거기 후 모의실험의 기간은 1901년부터 2005년까지고, 미래기 후 예측실험은 2006년부터 2099년까지로 월평균자료를 분석하였다.

3. 결 과

기후변화 예측 모델이 대한해협의 특성을 잘 재현하고 있는지 검증하기 위하여 과거기후 모의실험의 결과를 이 용하여 계산한 대한해협을 통과하는 쓰시마난류에 의한 물질수송량 Ψ와 1997년 2월부터 2007년 2월까지 부산-하 카타를 왕복 운행한 여객선에 장착된 ADCP를 통하여 얻 은 유속자료를 이용하여 얻은 수송량(Fukudome et al.

2010)을 비교하였다(Fig. 2). 물질수송량 Ψ = σµσ 은 대한해협의 경도선(129^oE)을 따라 가로지르는 단면에 서 동서방향유속 u를 이용하여 계산하였다. 이 식에서 z는 수직방향을 y는 남북방향을 나타내는데 수직방향의 적분 구간은 바닥부터 표층까지, 남북방향의 적분구간은 대한 해협의 남쪽 끝(34^oN)에서 북쪽 끝(35^oN~37^oN)까지로 모 델에 따라 적분구간에는 차이가 있지만 한국과 일본을 사

u zd y d

∫∫

Fig. 1. Bottom topography and straits of East sea.

Schematic diagram of the Tsushima Warm Current (TWC). The box represents the area for heat content and net surface heat flux calculation shown in the Fig. 7

Table 1. Characteristics of the analyzed CMIP5 Climate models Model Ocean Model Resolution

Lon Lat

Atoms. Model Resolution

Lon Lat Reference

CSIRO-Mk3.6.0 1.875 × 0.937, L31 1.875 × 1.875, L18 Syktus et al. (2011) HadGEM2-CC 1 × (0.33~1), L40 1.875 × 1.25, L38 Collins et al. (2011) CanESM2 1.4 × 0.94, L40 2.81 × 2.77, L35 Chylek et al. (2011) MIROC-ESM 1.4 × (0.5~1.7), L44 2.812 × 2.812, L80 Watanabe et al. (2011)

이를 통과하는 대한해협 영역에 대해 적분을 실시하였다.

Fig. 2에 나타낸 것은 선택된 4개의 모델(CSIRO- Mk3.6.0, HadGEM2-CC, CanESM2, MIROC-ESM) 결과 를 1901년부터 2000년까지 100년 평균하여 얻은 대한해 협 수송량의 월변화와 1997년 2월부터 2007년 2월까지 10년간 관측된 ADCP 자료를 평균한 대한해협 수송량 (Fukudome et al. 2010)의 월 변화이다. Table 2에는 각 모 델이 재현한 연평균값을 나타내었다. 관측된 대한해협 수 송량은 1월에 최소가 된 후, 점차 증가하여 8월과 10월에 두 번의 최대를 보인 후 감소한다. 분석에 사용된 모든 모 델 결과에서는 2월에 대한해협 수송량이 최소가 되어 관 측결과와는 약 1달의 차이가 나타난다. 4개의 모델 중 CSIRO-Mk3.6.0과 HadGEM2-CC 모델은 ADCP 관측 결 과와 유사하게 8월과 10월에 최대를 보인 후 감소하지만, CanESM2과 MIROC-ESM모델은 각각 10월과 11월에 수 송량의 최대를 보인 후 감소한다. 관측결과와 잘 일치하는 계절주기를 보이는 CSIRO-Mk3.6.0과 HadGEM2-CC의 100년 평균한 대한해협 수송량은 Table 2에 나타낸 것처 럼 2.8 Sv(1 Sv = 10⁶ m³s⁻¹)과 2.1 Sv으로 최근 보고된 2.4~2.77 Sv(Fukudome et al. 2010; Isobe et al. 2002;

Ostrovskii et al. 2009; Teague et al. 2005; Takikawa et al. 2005) 범위의 결과와 유사하다. CanESM2과 MIROC-

ESM 모델 결과는 각각 3.5 Sv과 3.8 Sv으로 관측결과 보다 크게 나타나, 4개의 모델 중 CSIRO-Mk3.6.0과 HadGEM2- CC이 대한해협 특성을 잘 모의함을 알 수 있다.

미래기후 시나리오에 따른 변화를 살펴보기 위해 각 모 델에서 과거기후 모의실험의 1901년부터 2000까지 100년 평균값과 미래기후 예측실험의 2050년부터 2099년까지 50년 평균한 쓰시마난류 수송량과 수송량을 계산한 단면 의 평균온도의 월변화를 Fig. 3에 나타내었다. 과거기후 모의실험과 미래기후 시나리오의 기후학적 평균값을 Table 2에 나타내었으며 두 시기의 변화량은 T 검증을 바 탕으로 95% 신뢰구간에서 통계적으로 유의미함을 확인하 였다.

미래기후에서 향후 50년간 대한해협의 평균 수송량 변 화는 −0.18~0.39 Sv로 4개의 모델 중 MIROC-ESM만 감 소함을 보이고 나머지 3개 모델의 수송량은 증가하였다.

수온은 모든 모델에서 증가하였으며, CanESM2 모델이 가장 낮은(1.4^oC) 수온 상승을 보였고, 나머지 3개의 모델 에서는 2.3~2.5^oC 사이로 비슷하게 나타났다. 수송량이 가 장 많이 증가한 CSIRO-Mk3.6.0의 경우, 가장 큰 폭으로 증가한 1월에 0.61 Sv 가장 작은 폭으로 증가한 9월에 0.25 Sv 증가하였다. HadGEM2-CC의 수송량의 상승폭은 CSIRO-Mk3.6.0과 유사하게 1월에 0.3 Sv으로 최대이지 만, 3월에 0.05 Sv으로 최소였다. CanESM2에서는 수송량 이 가장 큰 11월에 상승폭이 0.25 Sv로 최대가 되었다.

MIROC-ESM에서는 미래기후에서 쓰시마난류의 수송량 이 감소하였는데 겨울철에 감소폭이 크게 나타났다. 반면 수온의 상승률은 2개(CanESM2, MIROC-ESM)의 모델에 서 계절에 따라 큰 차이없이 비슷하게 증가하는 특징을 보인다.

쓰시마난류는 동해에 열을 공급하기 때문에 쓰시마난류 의 변화는 동해의 온도를 바꿀 수 있다. 이 관계를 파악하기 위하여 쓰시마난류에 의한 열수송(Ocean Heat Transport) OHT = Tudzdy를 해양모델의 수온 T와 동서방향유 속 u를 이용하여 수송량을 계산한 남북단면을 따라 계산 하였다. 여기서 ρ는 밀도, Cp는 비열, z는 수직방향 y는 남 북방향을 나타낸다. Table 2에 나타낸 과거기후 모의실험 의 1901년부터 2000까지 100년 평균한 연평균 열수송량

ρc_p

∫∫

Fig. 2. Climatological monthly mean volume transport through the Korean Strait from CMIP5 historical run for 100 years and ADCP for 10 years (Fukudome et al. 2010)

Tabel 2. Mean volume transport, temperature and heat transport during 20th Century (1901-2000) and during 2nd half of 21th Century (2050-2099)

Model Transport (Sv) Temperature (^oC) Heat transport (PW) Historical run RCP4.5 Historical run RCP 4.5 Historical run RCP 4.5

CSIRO-Mk3.6.0 2.80 3.19 16.6 19.1 0.21 0.27

HadGEM2-CC 2.12 2.28 19.1 21.4 0.17 0.21

CanESM2 3.49 3.67 19.4 20.8 0.29 0.33

MIROC-ESM 3.81 3.63 18.2 20.6 0.31 0.33

은 온도가 높고 수송량이 큰 CanESM2과 MIROC-ESM 에서 크게 나타났다. 미래기후에서는 수송량이 가장 크게 증가한 CSIRO-Mk3.6.0에서 열수송량이 0.06 PW(1 PW = 10¹⁵W) 증가하여 증가 폭이 가장 컸으며, 수송량이 감소 한 MIROC-ESM에서도 온도증가의 영향으로 열수송량이 소폭(0.02 PW)증가했다. 열함량을 조절하는 열수송은 동 해로 유입되는 열과 동해에서 유출되는 열의 차이로 결정 되기 때문에 쓰시마난류에 의한 열수송의 변화만으로 해 류가 동해의 열함량 변화에 기여하는 정도를 파악할 수는 없다.

과거기후 모의실험에서 20세기 자료를 평균하여 만든 월별 열수송량 변화와 미래기후 예측실험의 2050년부터 2099년까지 50년 결과를 평균하여 만든 미래의 열수송량 월변동을 Fig. 3에 나타내었다. 평균 열수송량이 가장 많 이 증가한 CSIRO-Mk3.6.0 모델의 경우 전 계절에 걸쳐 열수송량이 미래기후에서 뚜렷하게 증가하였다. 과거기후 모의실험에서 평균 열수송량은 2월에 최소를 보인 후 점 차 증가하여 8월에서 10월 사이에 최대가 된 후 점차 감 소한다. 미래기후 예측실험에서 평균 열 수송량은 8월에 최대가 된다는 점을 제외하고는 과거모의실험과 비슷한 경향을 보인다. HadGEM2-CC 모델은 미래기후에서 수송 량은 증가하였지만 크기는 매우 작은 반면 열수송량의 뚜 렷한 증가를 보이는데, 이는 대한해협을 통해 유입되는 해

수의 온도 증가에 의한 영향이다. MIROC-ESM 모델은 앞의 3개의 모델 결과와 다르게 미래기후에서 대한해협 수송량이 감소하나 수온이 증가하여 대한해협을 통과하는 열수송량이 증가한다.

쓰시마 난류에 의해 공급된 열은 동해의 표층 열 손실 에 의해 균형을 이룬다(Hirose et al. 1996; Han and Kang 2003). 쓰시마난류에 의해 공급된 열과 쓰가루해협을 통해 동해에서 북태평양으로 빠져나가는 열의 차이, ∆OHT, 해 양-대기 경계면의 열교환, 즉 순표층열속(Net Surface Heat Flux) NSHF는 동해의 평균온도 혹은 열함량(Heat Content) HC = TdAdz를 변화시킬 수 있다. 여기서 A는 어떤 깊이 z에서 단면적을 나타내는데 위 계산의 적 분 영역은 전체 동해이다. 따라서 어떤 기간 ∆t = T2-T1 사이 해양의 열함량의 변화 ∆HC는 다음과 같은 식을 만 족한다.

(1) 순표층열속는 단파복사(shortwave radiation), 장파복사 (longwave radiation), 잠열속(latent heat flux), 현열속 (sensible heat flux)의 합이다.

대한해협 수송량의 계절주기와 크기를 관측결과와 유사 하게 모의한 2개의 모델, 즉 CSIRO-Mk3.6.0과 HadGEM2-

ρc_p

∫∫

∆HC OHT t NSHFdtdA

T1

∫∫T2

d +

T1∆

∫T2

=

Fig. 3. Climatological monthly mean volume transport (upper panels), temperature (middle panels), and heat transport (lower panels) through the Korea Strait from CMIP5 historical run during 1901-2000 (blue) with standard deviation, RCP4.5 during 2050-2099 (red), and their difference (dashed line). The columns represent CSIRO-Mk3.6.0, HadGEM2-CC, CanESM2, and MIROC-ESM from the left

CC를 이용하여 1901년부터 2099년까지 쓰시마난류의 물 질과 열 수송량 그리고 수온의 연평균값을 계산하였고, 시 간에 따른 변화 양상을 살펴보기 위해 전반기 40년(2010- 2049)과 후반기 50년(2050-2099)의 선형경향성을 Fig. 4 에 나타내었다.

CSIRO-Mk3.6.0의 수송량 선형경향성은 전반기에 0.046 Sv/decade이고 후반기에는 0.042 Sv/decade로 비슷 하였다. 반면 수온과 열 수송량의 선형경향성은 전반기에 각각 0.44^oC/decade와 0.009 PW/decade인데, 후반기에는 0.15^oC/decade와 0.005 PW/decade로 전반기에 강한 증가 경향이 나타난다. HadGEM2-CC의 경우 수송량이 약하게 증가하는데, 전반기에는 선형경향성이 0.033 Sv/decade이 지만 후반기에는 0.001 Sv/decade로 거의 증가경향이 나 타나지 않는다. 수온의 선형경향성은 전반기에는 0.32^oC/

decade이고 후반기에는 0.23^oC/decade이어 CSIRO-Mk3.6.0 에서 보다 컸다. 열 수송량의 선형경향성은 전반기에는 0.006 PW/decade인데, 후반기에는 수온은 증가 하지만 수 송량의 증가폭은 둔화되어 0.002 PW/decade 낮아진다. 결 론적으로 두 모델 모두에서 21세기 전반기에 비하여 21세 기 후반기에 증가경향이 약하게 나타났다.

대한해협을 통한 쓰시마난류의 수송량과 온도변화가 동

해의 온도변화에 미치는 영향을 파악하기 위하여 먼저 동 해를 포함한 대한해협 20세기와 21세기 후반부 표층수온 의 평균과 둘의 차이를 Fig. 5에 나타내었다. 미래기후에 서 동해 평균 표층수온이 CSIRO-Mk3.6.0에서는 2.48^oC, HadGEM2-CC에서는 2.71^oC 상승하였으며, 공간적으로는 두 모델에서 모두 동해의 북서쪽에서 가장 큰 폭으로 수 온이 상승한 것으로 모의하였다. 이는 쓰시마난류의 수송 량 증가로 인해 한반도 연안을 따라 북상하는 해류가 강 화되어 나타나는 영향으로 보인다. 이 논문에서는 나타내 지 않았지만 두 시기의 표층수온 차이의 공간분포는 계절 에 따라 큰 차이를 보였으며, 북서쪽에 큰 상승폭을 보이 는 구조는 겨울철에 뚜렷하게 나타났다.

20세기와 21세기 후반부의 평균 열함량과 그 차이를 Fig. 6에 나타내었다. 평균 열함량의 최대가 나타나는 위 치를 CSIRO-Mk3.6.0에서는 동해의 남동쪽에 HadGEM2- CC 에서는 북동쪽으로 다르게 모의하지만, 두 시기의 차 이는 표층 수온처럼 공통적으로 동해의 북서쪽에서 크게 나타난다. 하지만 열함량의 상승률은 CSIRO-Mk3.6.0에 서 크게 나타나 이 모델에서 하층의 수온 증가가 더 큼을 알 수 있다.

동해 전 해역에 대한 열함량과 순표층열속의 시계열 변 Fig. 4. Time series of annual mean volume transport (upper panels), temperature (middle panels), and heat transport

(lower panels) through the Korea Strait relative to 1900 from historical run (blue) and from RCP4.5 (red).

Linear trend (black). The left column represents CSIRO-Mk3.6.0, and the right column HadGEM2-CC

화를 살펴보기 위해 Fig. 1의 검정색 사각형(129^oE-142^oE, 34^oN~48^oN)에서 북서태평양의 영역을 제외한 동해 내부

영역만 공간 적분하여 연평균 값을 Fig. 7에 나타내었다.

21세기 동안 두 모델에서 모두 동해의 열함량은 꾸준히 Fig. 5. Maps of mean SST (^oC) (a,d) during 20th Century (1901-2000), and (b,e) during the 2nd half of 21th Century

(2050-2099). Their differences are mapped in (c,f). The upper panels represent CSIRO-Mk3.6.0, and the lower panels HadGEM2-CC

Fig. 6. Maps of mean heat content (10¹⁰J/m²) from top to bottom (a,d) during 20th Century, and (b,e) during the 2nd half of 21th Century. Their differences are mapped in (c,f). The upper panels represent CSIRO-Mk3.6.0, and the lower panels HadGEM2-CC

증가한다. CSIRO-Mk3.6.0와 HadGEM2-CC의 과거기후 모의실험의 평균 순표층열속은 각 −59.4 TW(1 TW = 10¹²W)와 −66.9 TW로 Hirose et al. (1996)가 제시한

−54 TW나, Kato and Asai (1983)의 −74 TW와 비슷하다.

반면 미래기후에서 평균 순표층열속은 각 −60.7 TW과

−67.4 TW로 더 많은 열이 대기로 방출된다. 미래기후에 서 열속 변화를 살펴본 결과, 두 모델에서 모두 단복사에 의해 대기에서 해양으로 공급되는 열은 증가하였지만 장 복사, 잠열속 그리고 현열속은 해양에서 대기로 방출되 는 열이 증가하여 순표층열속의 감소를 유도하였으며, CSIRO-Mk3.6.0은 현열속의 비중이 HadGEM2-CC는 잠 열속의 비중이 가장 크게 차지하였다. 즉 해양-대기 상호 작용에 의한 열교환이 동해의 수온을 감소시키는 역할을 하기 때문에 동해 열함량의 증가는 대기에서 해양으로 유 입되는 열의 증가에 의한 것이 아님을 알 수 있다. 동해 열함량의 변화는 앞서 언급한 것과 같이 순표층열속과 해 양의 열수송에 의해 결정된다. 대한해협을 통해 동해로 유 입되는 해수와 북쪽에 위치한 쓰가루해협과 소야해협등을 통해 유출되는 해수의 온도차에 의해 동해로 수송되는 열 량 중 일부는 대기로 방출되고 나머지가 동해의 수온을 올리는데 사용된다.

격자문제로 모델에 포함된 유속과 온도자료로는 동해 에서 유출되는 열량을 정확히 평가하기 불가능하여 쓰시 마난류에 의해 공급된 열과 쓰가루해협을 통해 동해에서 북태평양으로 빠져나가는 열의 차이(∆OHT)를 식 (1)을 이용하여 간접적으로 계산하였다. CSIRO-Mk3.6.0와 HadGEM2-CC의 2010년부터 2099년까지 90년간 증가한 열함량은 각각 0.03 × 10²³J, 0.04× 10²³J이고, 대기로 방

출된 열은 약 −1.81 × 10²³J와 −1.90 × 10²³J이다. 따라서

∆OHT는 각각 1.84 × 10²³J와 1.94 × 10²³J이다.

대한해협을 통해 유입되는 열 수송의 증가 원인을 온도 증가에 의한 영향과 수송량 증가에 의한 영향으로 나누어 보면, CSIRO-Mk3.6.0에서는 수송량 증가에 따른 영향이 온도 증가에 의한 영향에 비해 약 1.5배 컸고, HadGEM2- CC에서는 수온 증가에 따른 영향이 약 2.2배 컸다. 이러 한 결과는 HadGEM2-CC에서 수송량의 증가폭이 작았기 때문이다.

5. 결론 및 요약

본 연구에서는 4개(CSIRO-Mk3.6.0, HadGEM2-CC, CanESM2, MIROC-ESM)의 CMIP5 모델결과를 이용하 여 과거기후 모의실험과 미래기후 예측실험에서 쓰시마 난류의 수송량과 수온, 열수송량 특성을 파악하였다.

MIROC-ESM 모델에서는 미래기후에 쓰시마난류의 수송 량이 0.18 Sv 가량 감소하였으나, 다른 3개의 모델에서는 0.16 Sv에서 0.39 Sv까지 증가하였다. 모든 모델에서 수온 은 1.4^oC에서 2.5^oC 사이에서, 열수송량은 0.02 PW에서 0.06 PW 사이에서 증가하였는데 CSIRO-Mk3.6.0에서 가 장 큰 폭으로 상승하였다.

분석한 4개의 모델 중 CSIRO-Mk3.6.0과 HadGEM2- CC에서 쓰시마난류의 수송량과 계절주기를 관측과 유사 하게 모의하였기 때문에, 이 두 모델 결과를 이용하여 미 래기후에서 쓰시마난류의 변화와 그 영향을 자세히 분석 하였다. 미래기후 예측실험에서 모델에 따라 차이는 있지 만 수송량과 수온 증가에 의해 대한해협을 통해 동해로 Fig. 7. Time series of annual mean heat content relative to 1900 (left column), and net surface heat flux in the East

Sea (right column). The upper panels represent CSIRO-Mk3.6.0, and the lower panels HadGEM2-CC

유입되는 열이 증가하였는데, 두 모델에서 모두 후반기 (2050-2099)보다 전반기(2010-2049)에 증가율이 컸다.

20세기와 21세기를 비교하면 두 모델에서 모두 동해의 북 서쪽에서 표층수온이 가장 많이 증가하였으며 HadGEM2- CC에서 더 큰 폭으로 상승하였다. 수직적분한 열함량도 동해 북서쪽에서 가장 많이 증가하였지만 상승폭은 CSIRO- Mk3.6.0에서 더 크게 나타났다. 이는 CSIRO-Mk3.6.0 모 델에서 하층의 수온 증가가 더 큰 폭으로 올랐음을 나타 낸다. 동해의 열함량의 변화은 순표층열속과 해양의 열 수 송에 의해 결정된다. 미래기후에서 해양에서 대기로 방출 되는 순표층열속은 지속적으로 증가하여 동해의 수온을 감소시키는 역할을 하지만, 대한해협을 통해 동해로 유입 된 열수송량이 더 빠르게 증가하여 동해의 수온 상승을 일으킨다. 쓰시마난류의 수송량 증가나 온도 증가 모두 동 해로 유입되는 열을 증가시킬 수 있는데 CSIRO-Mk3.6.0 에서는 수송량 증가에 의한 영향이 컸고, HadGEM2-CC 에서는 수온 증가에 따른 영향이 컸다.

사 사

본 연구는 해양수산부의 ‘기후변화가 남해권역 해양생태 계에 미치는 영향 및 기능평가 기술 개발 사업(PM57090)’

과 ‘CO2 해양 지중저장기술 개발(PMS266B)’ 그리고 ‘지 구시스템모듈 원천기술개발을 위한 해양과정 모의분석 연 구(PN65580)’의 지원을 받아 수행되었습니다. 본 논문을 심사해주신 심사자와 편집위원의 노고에 감사 드립니다.

참고문헌

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Received Apr. 5, 2013 Revised May 22, 2013 Accepted May 30, 2013