Regeneration Processes of Nutrients in the Polar Front Area of the East Sea 1. Relationships between Water Mass and Nutrient Distribution Pattern in Autumn

동해 극전선역의 영양염류 순환과정 1. 추계 수괴와 영양염 분포와의 관계

A synoptic survery of chemical characteristics in the last Sea of Korea was carried out at the 11 stations near Ullungdo in November, 1994 on board R/V Tam-Yang. On the basis of the vortical distribution patterns of temperature, salinity and dissolved oxygen, water masses in the study area are divided into five groups; 1) Tsushima Surface Water (TSW), 2) Tsushima Middle Water (TMW), 3) East Sea Intermediate Water (ESIW), 4) last Sea Proper Water (ESPW), 5) Mixed Water (MW). In the vertical profiles of nutrients, the concentrations were very low in the surface layer and increased rapidly near the thermocline. There was a slight decrease in the ESIW and the concentrations were constant with the depth below 300m except dissolved silicate which still increased with depth. Relatively high value of Si/P ratio (25.2) in ESPW, whick is the oldest water mass, suggests that Si is regenerating more slowly compared to other nutrients. The relatively high value of N/P ratio (18.6) in the surface layer might be related to high vertical eddy diffusivity $(K_z)$ of $1.19\;cm^{2}/sec$ and high nitrate upward flux of $103.7\;{\mu}g-at/m^{2}/hr$, compared to the values reported in other areas. Apparent Oxygen Utilization (AOU) was very low in the surface layer and increased in the TMW, but there was a slight decrease in the ESIW. The highest value of AOU occurred in the ESPW. The slpoe of P/AOU was 0.50. The study on the relationship between water masses and nutrient distribution patterns is important in understanding the regeneration processes of nutrients in the polar region of the last Sea.

1994년 11월 탐양호를 이용하여 동해 극전선역의 11개 정점에서 CTD 관측과 동시에 화학적 성분들의 개괄적 분포특성을 최대 1,000m 깊이까지 조사하였다. 수온, 염분 및 용존산소 등의 수직분포를 보면 정점 C3 및 D5 남쪽으로 $40\~50m$ 두께의 표면 혼합층이 있는 대마난류표층수, 수심 $50\~75m$ 사이의 대마난류 중층수, 200m 수심 부근의 동해중층수, 수심 300m 이하의 동해고유수 그리고 혼합수 등으로 구분 할 수 있었다. 영양염의 경우 표층에서의 낮은 농도는 수은약층 부근에서 매우 빠르게 증가하는 양상이었으며, 그후 동해 중층수 부근의 수층에서 다소 감소가 있었으며 300m 이심에서는 규산염을 제외하고는 일정하였다. 규산염은 수심이 증가할수록 증가하였는데 이는 가장 오래된 수괴인 동해 고유수에서 Si/P의 비율이 25.16으로 가장 높은 것과도 일치하며 규산염의 재생산 속도가 다른 영양염에 비하여 느림을 보여주고 있다. N/P의 비율이 표층에서 평균 18.56으로 다른 해역에 비하여 매우 높았으며, 이는 밀도약층 부근에서의 질산염 공급이 많았기 때문으로 사료된다. 각 정점의 밀도약층에서 계산된 수직확산계수 $(K_z)$는 $0.66\~1.43$ (평균 1.19)$cm^{2}/sec$, 이에 따른 질산염의 공급량은 $73.38\~138.43$ (평균 103.72) ${\mu}g-at/m^{2}/hr$로서 다른 해역에 비하여 매우 높았다. 겉보기 산소이용량 (AOU)은 표층에서 낮았고 저용존산소의 대마난류 중층수에서 증가하였다가 고용존산소의 동해 중층수에서 다소 감소가 있었으며 그후 수심이 증가할수록 증가하였다. 인산염과 AOU $({\triangle}P/{\triangle}AOU)$의 기울기는 0.50이였다. 이러한 영양염 분포와 수괴의 관계는 동해 극전선역에서 영양염류의 순환과정을 종합적으로 이해하는데 있어 중요할 것이다.