근소만에서 영양염의 조석 및 계절 변화 서해

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정도도 폭설 등으로 인한 피해이므로 우리 나라의 자 11% 거의 전부가 해양 및 기상에서 기인한 것이라 연재해는 수 있다(소방방재청 2006). 할 의한 피해를 줄이기 위해서는 언제, 어디에, 자연재해에 2003년에 한반도를 강타한 태풍 ‘매미’에 의한 파랑과 우, 해일, 그리고 2007년 3월에 전남 영광에서 발생한 태풍 종류의 자료들이 요구된다. 양한 대기와 해양의 상호작용에 관여하며, 태풍 해 해상풍은 그러나 해상에는 육지와는 달리 실측 자료들이 많지 이다. 육지의 관측소를 통한 해상풍의 자료 동화는 정확 않으며, 국립기상연구소에서는 LAPS(Local Analysis and 면, System)의 입력자료로서 QSCAT 해상풍을 활 Prediction 주변의 바람을 재현하는 것을 확인하였다(기상청 한반도 본 연구에서는 해양과 기상수치모델의 입력 및 검 2006). 해상풍의 검증은 주로 외해의 부이를 통해서 QSCAT 이루어졌다. QSCAT이 궤도에 오르기 이전 시기의 많이 이용한 해상풍의 관측에 대해서, Rufenach scatterometer를 al.(1997)은 ERS-1 scatterometer의 관측자료와 1994년 et 해 동안 1시간 단위의 부이 해상풍 자료를 비교하였다. 한 연구에서는 약한 풍속 영역에서는 scatterometer 그들의 일본 주위에 설치된 JMA(Japan Meteorological al.(2000)은 부이들과 NSCAT 자료를 비교하였다. 풍속의 Agency)의 NSCAT 고장 이후 QSCAT이 궤도에 오른 후, Ebuchi 다. al.(2002)은 저위도의 수심이 깊은 외해에 설치된 부이 et 풍속의 상관관계는 0.89로 매우 높았으며 QSCAT이 다. 2m/s 정도 풍속을 크게 관측하였다고 보고하였으며, 약 등(2007)은 RDAPS(Regional Data Assimilation and 유 System)와 QSCAT의 한반도를 포함한 북서태 Prediction 비교를 통해 풍속의 BIAS는 ±1m/s 이내이며, 평양에서 1.5 m/s 이내로 나타난다고 하였다. RMSE는 해상풍은 2006년까지는 25 km 해상도로 QSCAT Aeronautics and Space Administration)의 NASA(National Propulsion Laboratory)에서 제공하였으나 2007년 JPL(Jet 12.5 km 해상도 자료도 제공하고 있다. 본 연구 부터는 해상풍과 비교, 검증 자료로 이용될 실측자료는 QSCAT 해양기상부이 5기(이하 기상청 부이), 한국 국립기상청의 기지)에서 관측된 값이다. 어도 지점(이하 ‘기상청 부이, 실시간 관측소, 그리고 실측 외해에서 검증이 된 대표값이라 할 수 있다. 하지만 풍은 해안선으로부터 20 km 이내의 ‘land mask’가 QSCAT은 그 영역에 대한 해상풍은 제공하지 않는다(Fig. 1). 있어 이를 연안의 연구에 활용하기 위해서는 외해에서 따라서 따라서 이에 기인하는 오차를 감안하여야 하며, 실 크다. 지점들이 연안에 있기 때문에 이들이 위치한 지리적 측 QSCAT 25 km 해상풍의 검증 결과와도 비교하 하였으며, 보았다. 여 48 Jeong, J.-Y. et al. 바람과 파도에 의한 피해, 그리고 태풍 해일에 대한 피 된 점차 늘어나는 추세이다. 우리 나라는 지진이나 화산 해도 1.7 m/s, 풍향에서는 20 o 를 조금 넘는 값으로 계 RMSE는 설계오차범위를 대체로 만족시키는 것으로 나타났 산되어 의한 피해 규모는 거의 없으나 풍수해로 인한 손실 등에 전체 자연재해의 약 88% 정도를 차지하며 나머지 은 QSCAT 자료를 비교하여 풍속은 1.01 m/s, 풍향은 들과 o 의 오차범위를 보여 Masuko et al.(2000)과 마찬가지로 23 관측된 해상풍이 실제 관측값과 큰 오차 scatterometer로 없다는 것을 보였다. 한편 한반도 주변에서는 하 등 가 정도로 영향을 줄 것인지에 대한 정확한 예측이 필 어느 하지만, 1996년의 지리산 부근에서 발생한 집중호 요하다. 2005년도 3월 한 달 동안에 이어도 종합해양과 (2007)이 관측된 해상풍과 QSCAT 해상풍을 비교하였 학기지에서 등 해양 및 기상재해는 사전에 예측하기가 쉽지 않 해일 것이 현실이다. 이런 재해들의 정확한 예측을 위해서는 은 해양과 기상 관측자료들이 필수적이다. 즉, 예측을 양질의 수치모델의 입력자료로서 충분한 신뢰성을 갖는 다 위한 파랑을 좌우하기 때문에 여러 대기, 해양 기인의 일이나 예측에 반드시 입력되어야 하는 중요한 요소 자연재해의 수행하던 초기에는 25 km 자료로 시작하였으나 그 를 12.5 km 자료를 획득하여 이를 위주로 분석하였다. 후 않다(유 등 2007). 따라서 실측 자료의 획득이 어려 하지 해상에서는 위성자료가 매우 유용하다. QuikSCAT(이 운 QSCAT)은 광역의 해상풍을 관측하는 위성으로, 수치 하 위한 자료동화 등에 이미 활용되고 있다. 예를 들 모델을 운용하는 7곳의 실시간 해양관측소(이하 해양연구원에서 관측소), 그리고 이어도 종합해양과학기지(이하 이 실시간 있으며, 실측자료가 전무한 해상에서 QSCAT 자료 용하고 입력하여 해상풍을 모의하였을 때, 보다 실제에 가깝게 를 기지의 통칭’)에서 관측된 해상풍은 실측 지점이 이어도 지역에 대한 해상풍의 대표값이며, QSCAT 해상 위치한 외해에서 이미 활용되고 있는 QSCAT 위성의 증자료로서 자료를 한반도 연안을 중심으로 살펴보고자 한다. 해상풍 마찬가지로 검증의 과정을 거쳐야 한다. QSCAT 해상 와 활용 영역을 연안으로 확장하기 위해 본 연구에서는 풍의 지점들의 해상풍과 비교하여 연안에서 QSCAT 해상 실측 비교, 검증하였다. 연안에서 QSCAT 해상풍의 검증 풍을 외해에서와는 달리 비교 대상이 되는 실측 지점과 은 해상풍의 관측 지점 사이의 거리가 상대적으로 QSCAT 풍속이 과대평가되고 강한 풍속 영역에서는 오히려 의 경향이 나타남을 지적하였다. 1996년에는 과소평가되는 탑재한 NSCAT(NASA scatterometer)이 scatterometer를 올라 해상풍을 관측하기 시작하였고, Masuko et 궤도에 의한 영향도 파악하고자 한다. 그에 앞서 해상도가 조건에 QSCAT 12.5 km 해상풍을 이어도 기지에서 검증 높아진
1. QuikSCAT wind data points and in-situ observation Fig. stations. Thick lines indicate the ‘land mask’ of QSCAT wind. Dots on the ocean are border wind data points accumulated for QuikSCAT days. Triangles, stars, and squares represent seven the KMA buoys, KORDI Realtime Obseva- Stations, and Ieodo Ocean Research Station, tion a: Deokjeokdo buoy, b: Chilbaldo respectively. c: Geomundo buoy, d: Geojedo buoy, e: buoy, buoy, f: Incheon, g: Seocheon, h: Taean, Donghae Donongtan, j: Wangdolcho, k: Sokcho, l: i: and m: Ieodo. Ssangjeongcho, 실시하여 지구 표면의 약 90% 범위를 스캔하게 된다. 을 이전의 NSCAT과 마찬가지로 마이크로웨이브 QSCAT은 이용하여 해상풍을 관측하며 그 주파수는 13.4 GHz이 를 가시광선 영역이 아닌 마이크로웨이브를 사용하므로 다. 기상조건에서 관측이 가능하다는 장점이 있다. 모든 측정된 반사파는 ‘Geophysical Model Scatterometer로 3~20 m/s의 풍속측정범위를 갖는다. 풍속은 2m/s, 지며 20 o 의 설계오차범위를 갖는다(http://winds.jpl. 풍향은 m 높이의 이어도 기지 옥상 층의 10 m 높이로 위치 33.5 기상타워에 풍향, 풍속계들이 설치되어 있다. 기상타워 한 자료 선정의 시간범위는 이어도 기지에서 10분 간격 한편, 바람 자료가 생산되지만, 기상청 부이와 실시간 관측소 의 타당할 것으로 판단하였다. 것이 해상풍은 관측 높이가 각각 다르기 때문에, 실측지점의 해상풍과 비교하기 위해 10 m 높이의 해상풍으로 QSCAT 변환하기 위한 식으로는 하 등(2007)이 이어 변환하였다. ln H z 0 --- ---------- −3 m을 사용하였다. 10 기지는 제주도 서남쪽 약 160 km 정도 떨어진 이어도 QuikSCAT Wind Validation Around the Korean Coast 49 현재 운용 중인 다섯 기 모두의 자료를 사용 2006년까지 실시간 관측소는 항로표지 또는 잔교 등에 설치되 하였다. 있으며(해양수산부 2006), 대부분의 지점에서 2003년 어 2006년까지의 자료를 이용하였다. 이어도 기지는 부터 동, 서쪽에 설치된 풍향, 풍속 자료는 동일하여 타워 서 의 설치된 풍향풍속계 자료를 사용하였다. 쪽에 기지, 기상청 부이, 그리고 실시간 관측소의 위 이어도 Fig. 1에 나타내었다. 실측지점에서 바람을 측정하는 치는 사용하는 풍향, 풍속계는 R.M. Young사의 05106 모델 데 모두 사용하고 있으며 장비의 측정오차는 풍속은 2%, 을 7 o 이다. QSCAT 해상풍은 각 실측지점으로부터 풍향은 km 이내에 위치하며, 시간적으로는 30분 이내의 자료 50 선택하였다. Ebuchi et al.(2002)은 QSCAT 25 km 해 를 외해에 설치된 부이들과의 비교에 있어서 공간적 상풍과 25 km, 시간의 차이로는 30분 이내의 자료를 추출 으로는 비교하였다. 하지만, 본 연구에서는 한반도 연안에서 하여 곳에 위치한 실측지점과의 비교에 많은 비중을 두 가까운 때문에 Ebuchi et al.(2002)이 사용한 범위에서 데이 었기 추출하였을 때 비교자료가 없는 경우가 있었다. 따라 터를 공간적으로 50 km 이내에 속하는 자료를 추출하였다. 서 1시간 마다 자료를 제공하고 있기 때문에 모든 실측 에서 관측시간으로부터 30분 이내의 자료를 추출하는 지점의 2. 자료 및 연구방법 극궤도, 태양동조궤도위성이며 약 100분에 QSCAT은 바퀴 정도 지구를 회전하며. 하루에 약 40만 번의 관측 한 기지와 QSCAT 해상풍을 비교할 때 사용하였던 변환 도 (1)을 사용하였다 (De Rooy et al. 2004; 오 등 2005; 식 등 2007). 실측지점의 세부 정보는 Table 1에 기술하였 하 실시간 해양관측자료의 풍향, 풍속계 높이는 정확히 다. 어려운 부분이 있어 등표의 제원을 기준으로 계 파악하기 산하였다. ln 10 ----- z 0 u u Hm 10 m (1) = 통해 10 m 높이의 해상풍으로 환산된 Functions(GMF)’를 QSCAT의 1회 관측범위는 1,800 km 정도의 폭을 가 다. 실측지점에서 해상풍을 관측한 높이를 의미하며, z 0 H는 거칠기 길이로서 외해에 해당하는 이어도 기지, 동해 는 nasa.gov/missions/quikscat/index.cfm). 그리고 왕돌초는 하 등(2007)이 사용한 값인 5×10 −4 부이, 하였으며, 그 외의 실측지점은 연안에 해당하는 값인 m로 부이는 1996년부터 설치되어 운용되어 왔으며 기상청 덕적도, 칠발도, 거문도, 거제도, 그리고 동해시의 동 현재 쪽 해상에 계류되어 있다. 비교 분석을 위해 2003년부터
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다만, 현 일본정부의 성향
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