IEG 환경지질연구정보센터

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(1)SeaWiFS 해색자료를 이용한 10년 동안의 동중국해 부유물 분포 변화 연구 문정언1,2, 유주형1, 안유환1, 민지은1, 최중기2 1. 한국해양연구원 해양위성센터 경기도 안산시 상록구 사2동 1270번지, E-mail: [email protected] 2. 인하대학교 해양학과. Variation about Distribution of East China Sea's Total Suspended Matter (TSM) using SeaWiFS for 10 years Jeong-Eon Moon, Joo-Hyung Ryu, Yu-Hwan Ahn, Jee-Eun Min and Joong-Ki Choi. 요약 2003년에 완공되어 현재 가동되고 있는 산샤댐은 장강 하구를 통한 동중국해로 부유물 의 유입량을 변화시키고 있다. Ahn et al.(2004)에 의하면 위성자료로부터 분석된 동중국 해의 부유퇴적물 분포의 발달과정을 생성과 소멸의 4단계로 구분하였다. 이러한 과정이 2003년 이후에도 유지되고 있는지 또한 2003년 전과 후의 부유물 유입량이 어떻게 변화 되었는지 10년 동안 축적된 SeaWiFS 해색자료를 이용하여 분석하였다. 사용된 부유물 산 출 알고리즘은 Ahn et al.(2001)이다. 2003년 이전의 매년 4월과 10월에는 Ahn et al.(2004) 의 4단계 발달과정에 의거하여 4월에는 동경 126도, 북위 30도 근방까지 혀 모양으로 상 당히 넓게 분포하였고, 10월에는 장강 하구 주변 해역을 중심으로 중국 동해 연안을 따 라 남북으로 길게 뻗은 형태로 분포하였다. 2003년 이후에는 Ahn et al.(2004)의 4단계 발 달과정이 유지되고 있었지만 그 분포범위가 현격히 줄었다. 이것은 장강 하구 등을 통해 동중국해로 유입되는 부유물의 양이 감소하였기 때문이라고 생각되며 산샤댐과 깊은 연 관성이 있다. 이와 같은 인위적인 영향에 의해 발생되는 해양환경 변화에 대한 다양한 방면의 연구가 절실히 필요하다.. 1. 서론 해양광학적으로 동중국해는 중국대륙연 안수의 영향을 자주 받는 해역인 서쪽해 역은 CASE-II water 성향이 강하고, 대륙 사면이 잘 발달된 해저지형과 쿠로시오 해류에서 분기한 대마난류수의 영향을 받. - 256 -. 는 동쪽해역은 CASE-I water 성향이 강하 다. 따라서 동중국해는 CASE-I water와 CASE-II water의 양분화 형태로 해수가 공 존하면서 그 경계부분에서 CASE-I water 와 CASE-II water의 혼합수라는 독특한 형 태를 보인다..

(2) 장강 하구를 통해 동중국해로 유입된 부유물질들은 조류 (tidal current), 해류, 하 구역의 해수 순환 등에 의해 계절적인 분 포 특성을 보인다. Ahn et al.(2004)에 의하 면 위성자료로부터 분석된 동중국해에서 부유퇴적물 분포의 발달과정은 (1) Youth or Infant stage, (2) Younger stage, (3) Mature stage, (4) Old stage, 즉 생성과 소 멸의 4단계로 구분하였다. 이러한 계절적 인 부유물질의 분포 특성은 2003년에 완 공된 산샤댐 건설 이전의 연구결과이며, 2003년 이후 산샤댐이 가동되고 있는 상 황에서 부유물 분포의 발달과정이 지속되 고 있는지는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 10년 동안 축적된 SeaWiFS 해색자료를 이용하여 장강 하구 를 통해 유입되는 부유물질의 분포 양상 의 변화를 분석하고, Ahn et al.(2004)의 4 단계 발달과정의 지속여부를 확인하고자 한다.. 2. 자료 및 방법 1998년부터 2008년까지 한국해양연구원 에서 수신한 SeaWiFS 해색위성자료들 중 에서 구름이 거의 없고 대상해역인 동중 국해와 장강 하구 및 그 주변해역이 잘보 이는 자료들만 월별로 한 개씩 선정하였 다. 위성자료의 처리는 NASA에서 제공하 는 SeaDAS 소프트웨어를 사용하였고 사 용된 버전은 5.2이다. 처리과정은 수신안 테나를 통해 전송된 Level-0 (L0) 자료를 SeaDAS에 입력하여 Level-1A (L1A) 자료 를 생산하였다. 이때 지형보정, 위성센서 보정, 위성궤도보정 등이 적용되었다. 생 산된 L1A 자료들을 다시 SeaDAS에 입력 하여 Level-2 (L2) 자료를 생산하였는데, 이때 대기보정과 원격반사도 산출 알고리 즘 등을 적용하였다. SeaWiFS 해색위성자료로부터 산출된 밴. - 257 -. 드별 원격반사도 값들과 부유물 산출 알 고리즘을 이용하여 동중국해의 부유물 분 포 영상자료를 제작하고 그 분포 특성을 시기별로 분석하였다. 본 연구에 사용된 부유물 산출 알고리즘은 Ahn et al.(2001) 의 단일밴드 알고리즘의 개량형으로 그 식은 다음과 같다..    ×  . (1). 3. 결과 Fig. 1 - 4는 1998년부터 2008년까지 한 국해양연구원에서 수신한 SeaWiFS 위성자 료들을 이용하여 분석한 매년 4월과 10월 동중국해 부유물 분포 형태를 나타낸 그 림들이다. Fig. 1과 3에서 위성영상의 검정 색 영역들은 대부분 구름이 있었던 곳으 로 대기보정 알고리즘에 의해 처리된 부 분들이다. 그러나 장강 하구 주변 해역의 검정색 영역은 탁도가 상당히 높은 해수 가 존재하는 영역으로 이러한 곳도 대기 보정 알고리즘에 의해 처리된 부분이다. 이것은 현재 사용중인 대기보정 알고리즘 의 문제점으로 장강 하구 주변 해역과 같 이 탁도가 상당히 높은 해수는 근적외선 영역인 765 nm와 865 nm 밴드영역에서도 신호가 미약하게 측정되기 때문이다. 일반 적인 대기보정 방법은 근적외선 영역인 765 nm와 865 nm 밴드영역에서 해수의 광신호는 거의 발생되지 않으므로 이 영 역에서 측정된 신호값들은 모두 대기에 의해 발생된 신호로 간주되어 대기보정이 이루어진다. 이러한 문제점을 해결하기 위 해서 사용중인 대기보정 알고리즘을 수정보완하거나 CASE-II water 해역에 특화된 대기보정 알고리즘을 개발하여 사용하면 되는데, 현재 이러한 문제점을 해결하기 위해 심도 깊은 연구가 진행 중에 있다..

(3) 1998/04/03. 1999/04/14. 2000/04/06. 2001/04/04. 2002/05/26. 2003/04/15. 2006/04/20. 2007/04/09. 2008/04/17. Fig. 1. The images of suspended solid particle distribution obtained from SeaWiFS using Ahn's SS algorithm at the East China Sea in April every year from 1998 to 2008. But only data of 2002 is May.. 2004/04/04. Fig. 2는 Fig. 1에서 부유물 농도 10 g/m3을 기준으로 그 이상의 값을 나타낸 부분만 표시한 것이다. 2002년 영상자료는 분석에 적합한 4월의 위성자료가 없는 관 계로 5월의 위성자료를 활용하였다. 1998 년부터 2001년까지 부유물 분포 양상은 대체적으로 동경 126도, 북위 31도를 지나 서 30도 근방까지 상당히 넓은 영역에 걸 쳐서 혀 모양으로 분포하고 있었다. 그러 나 2003년부터 2006년까지 부유물 분포 양상은 동경 125도, 북위 31도를 넘지 않 은 영역으로 과거에 비해 줄어든 혀 모양 의 분포 양상을 보였다. 이것은 장강 하구 등을 통한 동중국해로의 부유물 공급이 감소하였기 때문이라고 생각된다. 2007년. 2005/04/05. - 258 -.

(4) 과 2008년은 구름에 의해 그 분포 양상을 명확히 확인하기 어렵다.. 1998/04/03. 2006/04/20. 2007/04/09. 1999/04/14. 2008/04/17. 2000/04/06. 2002/05/26. 2004/04/04. 2001/04/04. Fig. 2. The images of suspended solid particle 3 distribution (range: over 10 g/m ) obtained from SeaWiFS using Ahn's SS algorithm at the East China Sea in April every year from 1998 to 2008. But only data of 2002 is May.. 2003/04/15. Fig. 4는 Fig. 3에서 부유물 농도 10 g/m3을 기준으로 그 이상의 값을 나타낸 부분만 표시한 것이다. Fig. 3에서 부유물 분포 양상이 중국 동해 연안에서 동중국 해 북부 해역으로 혀 모양의 분포 양상을 보였지만, Fig. 4에서는 그러한 분포 양상 은 2005년 뿐이고 그 외는 나타나지 않았 다. 이것은 부유물 농도 10 g/m3 미만의 낮은 값들이 동중국해 북부 해역으로 확 산된 양상으로 4월의 분포 양상과 달랐다. Fig. 4에서 1998년부터 2001년까지 부유물 분포 양상은 동경 124도, 북위 30도의 영 역으로 대부분 장강 하구 주변 해역을 중 심으로 중국 동해 연안을 따라 남북으로 길게 뻗은 형태를 보였다. 2002년부터 2008년까지 부유물 분포 양상은 동경 124. 2005/04/05. - 259 -.

(5) 도, 북위 32도의 영역으로 대부분 장강 하 구를 중심으로 중국 동해 연안의 북쪽 영 역에 분포한 형태를 보였으며, 과거에 비 해 그 분포범위가 확연히 줄었다. 이것은 장강 하구를 통해 동중국해로 유입되는 부유물의 양이 감소하였기 때문이라고 생 각된다. 2003년과 2005년은 2001년 이전의 부유물 분포 양상과 유사한 분포를 보였 다.. 1998/10/01. 2004/10/10. 2005/10/19. 2006/10/07. 2007/10/14. 1999/10/24. 2008/10/20 2000/10/04. 2001/10/14. 2002/10/17. 2003/10/27. Fig. 3. The images of suspended solid particle distribution obtained from SeaWiFS using Ahn's SS algorithm at the East China Sea in October every year from 1998 to 2008.. 4. 결론 및 고찰 10년동안 축적된 SeaWiFS 해색위성자료 를 이용하여 동중국해의 부유물 분포 양 상 변화를 분석하였다. 1998년부터 2001년 까지의 4월은 동경 126도, 북위 31도를 지 나서 30도 근방까지 상당히 넓은 영역에 걸쳐서 혀 모양으로 분포하였고, 10월은. - 260 -.

(6) 동경 124도, 북위 30도의 영역에서 대부분 장강 하구 주변 해역을 중심으로 중국 동 해 연안을 따라 남북으로 길게 뻗은 형태 를 보였다. 이것은 Ahn et al.(2004)의 생성 과 소멸의 4단계 발달과정과 일치하였다. 2002년부터 2008년까지의 4월은 동경 125 도, 북위 31도를 넘지 않은 영역에서 과거 에 비해 줄어든 혀 모양으로 분포하였고, 10월은 동경 124도, 북위 32도의 영역에서 대부분 장강 하구를 중심으로 중국 동해 연안의 북쪽 영역에서만 분포하였다. 이것 은 장강 하구 등을 통해 동중국해로 유입 되는 부유물의 양이 감소하였기 때문이라 고 생각되고 2003년부터 가동한 산샤댐과 깊은 연관성이 있다고 생각된다. Ahn et al.(2004)의 4단계 발달과정이 현재 지속되 고 있지만 그에 따른 부유물의 양과 범위 가 감소하고 있으며, 이와 같은 인위적인 영향에 의해 발생되는 해양환경 변화에 대한 다양한 방면의 연구가 절실히 필요 하다.. 1998/10/01. 2002/10/17. 2003/10/27. 2004/10/10. 2005/10/19. 2006/10/07. 2007/10/14. 1999/10/24. 2008/10/20. 2000/10/04. 2001/10/14. Fig. 4. The images of suspended solid particle distribution (range: over 10 g/m3) obtained from SeaWiFS using Ahn's SS algorithm at the East China Sea in October every year from 1998 to 2008.. - 261 -.

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