경험 직교함수 분석에 의한 한반도 주변해역의 해수면온도 및 수온 전선의 시${\cdot}$공간 변화

Temporal and spatial variations of SST and Ocean Fronts in the Korean Seas by Empirical Orthogonal Function

한반도 주변 해역에 대하여 1993~2000년, 8년간의 인공위성 자료(NOAA/AVHRR MCSST)를 사용하여 해수면온도 및 수온전선의 시${\cdot}$공간 분석을 연구하였다. 경험직교함수(EOF, Empirical Orthogonal function) 분석에서 제1모드는 분산값이 97.6%로써 한반도 주변 해역의 수온의 변화를 잘 설명할 수 있었다. 시간 변화는 뚜렷한 연변동을 보였고, 육지에 가까워질수록 수온 변화가 커지는 공간 분포를 보였다. 제2모드는 비록 그 영향력은 미약하나 93, 94, 95년에 걸쳐 시간 계수 값이 다른 해에 비하여 강한 값이 나타났고, 이는 엘리뇨의 발생 년도와 일치하는 것으로써 한반도 주변해역에서의 엘리뇨 영향을 설명할 수 있는 결과로 판단되었다. 수온전선을 구분하기 위해서 수온구배를 이용한 Sobel Edge Detection Method를 사용하였다. 그 결과로 수온전선은 동해 남${\cdot}$북해역의 아극전선대, 동중국해의 쿠로시오전선, 남해의 연안전선을 추출할 수 있었고, 미약하지만 서해에서도 조석전선이 형성되는 것을 목격할 수 있었다. 대체로 수온전선의 위치는 해저지형의 경사도가 가파른 해역에서 나타났으며, 수온의 EOF 분석 1모드에서 경계를 이루는 위치와 흡사한 분포를 보였다. 수온전선들의 시${\cdot}$공간 분포를 알아보기 위해 수온 경사 값을 EOF 분석하였다. 분산값이 64.55%인 제1모드에서는 뚜렷한 연변화를 보이면서 아극전선대, 쿠로시오전선, 남해연안전선이 3월에 뚜렷하게 나타남을 알 수 있었다. 제2모드에서는 아극전선대와 남해연안전선은 '-'값을, 쿠로시오전선은 '+'값을 강하게 나타내며 대조적인 분포를 보였고, 그 시기는 '+'값은 5월,'-'값은 10월에 강하게 나타남을 알 수 있었다. 제3모드에서는 시간계수 값이 일년에 두번의 peak를 가지며 계절변화를 뚜렷하게 보여주었다. 공간분포에서 아극전선대는 3월, 10월에 강한 '+'값을 보였고, 이것은 제1, 2모드를 반영하는 결과였다. 위와 같이 EOF분석을 통하여 한반도 주변해역의 수온전선들의 시${\cdot}$공간적 변화를 정량적으로 제시 할 수 있었다.

In the Korean seas, Sea Surface Temperature (SST) and Thermal Fronts (TF) were analyzed temporally and spatially during 8 years from 1993 to 2000 using NOAA/AVHRR MCSST As the result of EOF method applying SST, the variance of the 1st mode was 97.6%. It is suitable to explain SST conditions in the whole Korean seas. Time coefficients were shown annual variations and spatial distributions were shown the closer to the continent the higher SST variations like as annual amplitudes. The 2nd mode presented higher time coefficients of 1993, 94, and 95 than those of other years. Although the influence is a little, that tan explain EININO effort to the Korean seas. TF were detected by Sobel Edge Detection Method using gradient of SST. Consequently, TF were divided into 4 fronts; the Subpolar Front (SPF) dividing into the north and south part of the East sea , the Kuroshio Front (KF) in the East China Sea (ESC), the South Sea Coastal Front (SSCF) in the South sea, and the Tidal Front in the West sea. TF located in steep slope of submarine topography. The distributions of 1st mode in SST were bounded in the same place, and these results should be considered to influence of seasonal variations. To discover temporal and spatial variations of TF, SST gradient values were analyzed by EOF. The time coefficients fo the 1st mode (variance : 64.55%) showed distinctive annual variations and SPF, KF, and SSCF was significantly appeared in March. the spatial distributions of the 2nd mode showed contrast distribution, as SPF and SSCF had strong'-'value, where KF had strong'+'value. The time of'+'and'-'value was May and October, respectively. Time coefficients of the 3rd mode had 2 peaks per year and showed definite seasonal variations. SPF represented striking'+'value which time was March and October. That was result reflected time of the 1st and 2nd mode. We can suggest specific temporal and spatial variations of TF using EOF.