Estimation of Spatial Accumulation and transportation of Chl-$\alpha$ by the Numerical Modeling in Red Tide of Chinhae Bay

진해만 적조에 있어서 수치모델링에 의한 Chl-$\alpha$의 공간적 집적과 확산 평가

The summer distribution of $Cha-{alpha}$ and physical processes for simulating outbreak region of red tide were estimated by the Eco-Hydrodynamic model in Chinhae Bay. As a result of simulation of surface residual currents, the southward flow come in contact with the northward flow at the inlet and western part of bay in case of windlessness and below wind velocity 2 m/sec. As wind velocity increases, the velocity and direction of currents were fairly shifted. The predicted concentration of $Cha-{alpha}$ exceeded 20 mg/㎥ in Masan and Haengam Bays, and most regions were over 10 mg/㎥, which meant the possibility of red tide outbreak. From the results of the contributed physical processes to $Cha-{alpha}$, accumulation sites were distributed at the northern part of Kadok channel, around the Chilcheon island, the western part of Kajo island and some area of Chindong Bay. On the other hand, inner parts of the study area such as Masan Bay were estimated as the sites of strong algal activities. Masan and Haengam Bay are considered as the initial outbreak region of red tide by the modeling and observed data, and then red tide expanded to other areas such as physical accumulation region and western inner bay, as depending on environmental variation. The increase of wind velocity led to decrease of $Cha-{alpha}$ and enlargement of accumulation region. The variation of intensity of radiation and sunshine duration caused to rapidly fluctuation of $Cha-{alpha}$: however, it was not largely affected by the variation of pollutant loads from the land only.

진해만 해역에 있어서 적조발생역과 물질집적공간을 진단하기 위해서 수치모델링에 의해 하계 적조가 발생했을 때 환경요인의 변통에 따른 $Cha-{alpha}$ 분포와 물리과정의 기여도를 평가하였다. 해수유동모델에 의한 표층 잔차류는 무풍시와 풍속 2 m/sec이하일 때 진해만 서부해역과 동부해역에서 각각 남향과 북향 하는 흐름이 상접하는 공간이 예측되었고, 풍속이 강해질 때는 유속도 강해지고 유향도 크게 달라지는 것으로 나타났다. 생태계모델에 의해 하계 $Cha-{alpha}$를 예측한 결과, 진동만과 가덕수로 북단의 인근 해역에서는 20 mg/㎥ 이상으로 매우 높았고, 서부해역에서도 대부분 10 mg/㎥이상으로 진해만은 전역에서 하계에는 적조발생 가능성이 매우 높은 것으로 예측되었다. 현 상황에서 $Cha-{alpha}$현존량에 대한 물리과정량을 평가한 결과, 동부해역의 가덕수로 북단과 칠천도 주변, 서부해역의 진동만 내측 그리고 가조도 서쪽지역에서 물리과정량이 (+)로 계산되어 물질의 집적이 일어날 가능성이 큰 공간으로 평가되었고, 마산만, 행암만, 진동만, 원문만 및 고현만 등에서는 물리과정량이 (-) 즉, 발산지역으로 나타나서 물리과정량 보다는 생물학적인 증식과정이 큰 기여를 하는 것으로 고려되었다. 모델링과 현장관측자료 분석결과, 진해만 해역에 있어서 적조의 초기발생역은 마산만과 행암만으로 나타났다. 풍속의 증가는 $Cha-{alpha}$의 농도를 감소시키지만 물리적으로 집적하는 공간의 확대를 야기 시키는 것으로 예측되었고, 동남풍 계열보다는 북서풍 계열이 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 일사량 및 일조시간의 변통은 물리적 집적공간의 분포에는 큰 영향이 없었지만, $Cha-{alpha}$의 급격한 증감을 초래하는 것으로 시뮬레이션되었다. 육상오염부하량 자체만의 변동으로는 $Cha-{alpha}$를 적조발생 가능농도이하로 감소시키지는 않는 것으로 모델링되었다.