Numerical Simulation of Residual Currents and tow Salinity Dispersions by Changjiang Discharge in the Yellow Sea and the East China Sea

황해 및 동중국해에서 양쯔강의 담수유입량 변동에 따른 잔차류 및 저염분 확산 수치모의

  • Lee, Dae-In (The Fisheries Science Institute, Chonnam National University) ;
  • Kim, Jong-Kyu (Faculty of Marine Technology, Chonnam National University)
  • 이대인 (전남대학교 수산과학연구소) ;
  • 김종규 (전남대학교 해양기술학부)
  • Published : 2007.05.25

Abstract

A three-dimensional hydrodynamic model with the fine grid is applied to simulate the barotropic tides, tidal currents, residual currents and salinity dispersions in the Yellow Sea and the East China Sea. Data inputs include seasonal hydrography, mean wind and river input, and oceanic tides. Computed tidal distributions of four major tides($M_2,\;S_2,\;K_1$ and $O_1$) are presented and results are in good agreement with the observations in the domain. The model reproduces well the tidal charts. The tidal residual current is relatively strong around west coast of Korea including the Cheju Island and southern coast of China. The current by $M_2$ has a maximum speed of 10 cm/s in the vicinity of Cheju Island with a anti-clockwise circulation in the Yellow Sea. General tendency of the current, however, is to flow eastward in the South Sea. Surface residual current simulated with $M_2$ and with $M_2+S_2+K_1+O_1$ tidal forcing shows slightly different patterns in the East China Sea. The model shows that the southerly wind reduces the southward current created by freshwater discharge. In summer during high runoff(mean discharge about $50,000\;m^3/s$ of Yangtze), low salinity plume-like structure(with S < 30.0 psu) extending some 160 km toward the northeast and Changjiang Diluted Water(CDW), below salinity 26 psu, was found within about 95 km. The offshore dispersion of the Changjiang outflow water is enhanced by the prevailing southerly wind. It is estimated that the inertia of the river discharge cannot exclusively reach the around sea of Cheju Island. It is noted that spatial and temporal distribution of salinity and the other materials are controlled by mixture of Changjiang discharge, prevailing wind, advection by flowing warm current and tidal current.

황해 및 동중국해에 있어서 하계 조석, 담수유입량과 풍향 풍속 변화에 따른 잔차류와 샨샤댐 건설 전과 후 양쯔강의 유량 변동에 따른 저염분 확산과 바람의 영향 등을 해석하고, 평가하였다. 3차원 해수유동모델에 의해 각 분조($M_2,\;S_2,\;K_1$$O_1$)의 정량적 그리고 정성적 측면의 진폭, 위상 및 흐름장이 실측값과 비교해서 재현성있게 시뮬레이션 되었다. $M_2,\;M_2+S_2$ 그리고 반일주조에 일주조 성분($K_1$$O_1$)의 합성에 의한 잔차류 결과는 유속의 변화와 더불어서 일부 지역에서 흐름패턴이 다르게 계산되었다. 하계 탁월풍의 세기가 커지면 양쯔강 하구에서 유출하는 힘과 대륙붕단 경계역에서 북상하는 흐름의 유속이 다소 증가하는 것으로 나타났다. 양쯔강에서 유출한 흐름은 근역에서는 동향성분이 강하게 나타나지만, 곧 황해에서 남하하는 성분에 의해 동쪽으로 충분히 확산하지 못하고 남하하거나 속도가 감소되는 것으로 나타났다. 육상 유입원의 하계 평균 유량(특히, 양쯔강은 약 $50,000\;m^3/s$)과 남풍 3.5 m/s를 고려했을 경우, 26 psu 이하의 저염수가 유입지점에서 약 95 km정도 확장되고, 30 psu 이하의 염분농도선도 약 160 km까지 확장되는 것으로 나타났고, 최대 홍수량인 $116,000\;m^3/s$를 고려했을 경우는 26 psu 이하의 저염수가 river mouth에서 약 150 km정도 확장되고, 30 psu 이하의 염분농도선도 약 300 km까지 확장되는 것으로 예측되었다. 하계 탁월풍에서 풍속이 약 1.5m/s 정도 강해지면, 저염의 확산 폭이 약 10 km정도 증가하는 것으로 나타났고, 외해에 있어서 저염수는 남서풍에 의해서는 남동방향으로 그리고 북서풍에 의해서는 남서방향으로 퍼져나가는 양상을 보였다. 양쯔강에서 유출되는 평균적인 담수량에 의한 관성력과 조류의 힘만으로는 저염수가 제주도까지 도달하는 것은 힘들겠지만, 바람장과 북상하는 난류의 흐름이 합쳐질 때는 충분히 제주도 인근 해역까지 그 영향을 미칠 수 있을 것으로 예측되었다.

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