First Observational Finding of Submesoscale Intrathermocline Eddy in the East Sea using Underwater Glider

Zonal hydrographic section measurements at $39.7^{\circ}N$ were conducted between $129.0^{\circ}E$ and $131.3^{\circ}E$ from August 7 to 25 in 2017 using an underwater glider. The glider traveled about 440 km for about 18 days along the 106 line of the regular shipboard measurements in the National Institute of Fishery Science (NIFS) and obtained twice a hydrographic section with high horizontal resolution. Even under the strong East Korea Warm Current with maximum speed of 0.8 m/s across the section, the glider successfully maintained the designated path within an RMS distance of 400 m. By comparing with the NIFS shipboard hydrographic section, it is confirmed that high spatial resolution measurements obtained from a glider were necessary to properly observe front and eddy variability in the East Sea where a typical spatial scale is smaller than the open oceans. From the glider section measurements, a new lens-shaped eddy was found in the thermocline. The lens-shaped anticyclonic eddy had 10~13 km in horizonal width and about 200 m in height like a typical submesoscale eddy resided within the thermocline, which was firstly named as Korea intrathermocline eddy (Keddy). The Keddy has the distinguishing characteristics of a typical intrathermocline eddy, such as a central core with anomalously weak stratification, a convex shaped lens bounded by the stratification anomaly, an interior maximum of velocity at 170 m, no surface appearance of the geopotential field, a small or comparable horizontal width relative to the first baroclinic Rossby radius of deformation, and the Rossby nubmer of 0.7.

수중글라이더를 활용한 동해 아중규모 중층성 소용돌이 발견

2017년 8월 7일부터 25일까지 수중글라이더를 활용하여 $37.9^{\circ}N$ 위도 라인를 따라 동경 $129.0^{\circ}E{\sim}131.3^{\circ}E$ 사이를 왕복하는 단면 관측을 수행하였다. 해당 경로는 국립수산과학원 정기선박 관측라인 중 106 라인을 따른 것으로 이 경로를 따라 약 18일간 운용하였으며 위치 유지 모드로 동작했던 시간을 제외하고 총 440 km를 비행하였고, 그동안 고해상도 수온 및 염분의 공간 단면을 관측하였다. 본 관측 해역은 약 0.8 m/s의 강한 유속을 갖는 동한난류가 북상하고 있는 상황이었음에도 불구하고, 해당 수중글라이더는 지정된 경로에서부터 RMS 거리 400 m 이내를 벗어나지 않고 정확하게 106 라인을 따라 비행하였다. 본 관측에서 얻어진 고해상도 물성 단면 구조를 국립수산과학원 정선 관측 자료와 비교함으로써 해양환경에 지대한 영향을 끼치는 전선역이나 소용돌이와 같은 현상을 관측하기 위해서 고해상도 관측이 얼마나 중요한지 확인할 수 있었다. 이러한 수중글라이더 관측을 통해 이제까지 발견하지 못했던 새로운 소용돌이를 발견할 수 있었다. 이 소용돌이는 수평폭이 10~13 km, 수직폭은 200 m 가량되는 렌즈 형태를 가지고 있으며 시계방향으로 회전하는 아중규모 중층성 소용돌이(submesoscale intrathermocline eddy)다. 수온약층 내 혹은 직하부에 존재하면서 아중규모의 렌즈형태의 구조를 갖는 이러한 중층성 소용돌이는 동해에서 처음 발견되었기 때문에 Korea intrathermocline eddy(Keddy)로 명명하였다. 이 Keddy는 다음과 같은 전형적인 중층성 소용돌이(intrathermocline eddy)의 특징을 가지고 있다. Keddy는 수온약층 하부인 수심 약 170 m, 즉 중층에서 유속최대값을 갖는 특징이 있고, 따라서 해표면에는 해당 지오포텐셜 구조가 드러나지 않는 2차 순압성 구조를 가지고 있다. 또한 중앙부의 성층화가 주변보다 약하고, 수평크기가 1차 순압성 로스비 변형반경과 유사하며, 로스비 수가 0.7로 1에 근접한다.