• 한국수산과학회지
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• 제31권1호
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• pp.45-55
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• 1998

한반도 동남해역에 있어서 가을철 식물플랑크톤 군집구조 및 1차 생산력의 특성을 조사하였다. 표층 연속관측 시스템에 의해 조사해역은 여러 수괴의 영향을 받고 있는 것으로 나타났으며 3개정점에서 chl a 최대를 보였다. 영일만 부근의 해수특성은 $20\~60m$에서 강한 수온약층이 형성되었으며 저층에는 냉수괴가 존재하였다. 조사해역의 연안역은 비교적 생산력이 높고 상대적 저온$\cdot$저염수가 존재하고 있었으며 외해역은 상대적 고온수의 영향을 받고 있었다. 출현한 식물플랑크톤은 총 133종으로 규조류가 총 107종 (40속, 96종, 2변종, 2품종, 9미동정종), 와편모조류가 총 23종 (10속, 18종, 1품종, 4미동정종), 규질편모조류가 총 3종 (2속, 3종)으로써 구성비율은 규조류가 전체 종수의 $80.5\%$, 와편모조류가 $17.3\%$를 차지하고 있다. $30\%$이상의 높은 우점율이 보인 종류는 Skeletonema costatum 과 Asterienellopsis glacialis 였으며, Leptocylindrus danicus는 모든 관측 line에서 우점하여 조사해역의 대표종이었다. 식물플랑크톤 현존량은 $2.7{\times}10^3\~141.6{\times}10^3\;cells^{\ell-1}$의 범위로 규조류가 양적으로 우세하였고 $20\~30$m 층에서 비교적 높은 분포를 보였다. Chlorophyll a 농도는 정점별, 수층별 변화폭이 컸으며, 표층보다는 30m와 50m 층에서 $1.17\~1.18{\mu}g^{\ell-1}$로 최대를 보였다. 조사해역의 식물플랑크톤 현존량 및 chl a은 수온약층 상부경계에 해당하는 $20\~50m$에서 최대층을 형성하고 있었다. 표층의 1차 생산력은 $0.32\~3.04mgC\;m^{-3}\;hr^{-1}$의 범위이며, 수층의 면적당 일일 1차생산력의 범위는 $263.3\~1085.5 mgC\;m^{-2}\;day^{-1}$로써 연안역이 외해역 보다 높았다. 광합성율의 범위는 $0.76\~8.04mgC\;mgChl\;{\alpha}^{-1}\;hr^{-1}$로써 연안역의 식물플랑크톤이 비교적 낮은 광량에서 광합성이 포화되고 광합성효율도 높은 것으로 나타났다. 조사해역에 있어 식물플랑크톤의 포화광량은 표층광도의 $15\~35\%$인 특성을 보이고 있는데 이는 수온약층의 형성과 함께 수직 혼합층이 상대적으로 얇아지기 때문에 유광층 중층부에서 적응하는 것으로 생각된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권3호
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• pp.483-494
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• 2019

권근 등이 1402년 작성한 것으로 알려진 <혼일강리역대국도지도>가 아프리카 대륙의 온전한 모습을 최초로 표현한 세계지도라고 인정될 정도로 범세계적 안목이 탁월하였던 우리 민족이었음에도 불구하고, 우리나라 근해역에 대한 단순 해도작성의 차원을 넘어서는 해양학적 조사를 프랑스 사람이 1787년경에 처음 시작하게 되었으며, 근해역 식물플랑크톤의 수문학적 연구는 1913년 일본인 소유 회사가 "동경-제주근해-상해 정점 조사"를 수행한데서 비롯된 것으로 추정된다. 이는 식물플랑크톤 해양학의 산실인 유럽에서 1889년 최초로 이루어진 대양역 식물플랑크톤의 수문학적 연구에 비해 25년의 후의 일이었다. 1915년 황해 전역 조사를 시작한 이후, 1921년부터 동해 전역을 대상으로 하는 80개 정점의 플랑크톤 시료 채취 등 수문학적 관점의 연구가 본격적으로 시도되었다. 특히, 1932년에는 부산에서 시작하여 사할린섬 남단에 이르는 동해 전체의 78개 정점에 대하여 수층별로 물리, 화학, 생물 해양학적 동시조사를 실시하여, 본격적인 식물플랑크톤 수문학적 연구를 수행하였다. 1932년 5-9월에는 별도의 해양조사를 통해, 한국 남해안과 동해의 서부해역을 망라하는 총 120여개 정점에서 해류조사를 실시하면서 플랑크톤 분포조사를 병행함으로써, 해류와 플랑크톤 분포 간의 상관성을 분석하고 도시하였다. 이런 규모의 조사 연구는 점차 확대 심화되어 1933-1934년에는 동해에서 명태자원 추정을 위한 기초 생태계 조사의 일부분으로 해양플랑크톤의 수문학적 조사를 실시하였다. 이러한 조사 연구의 열기는 1943년까지 조금도 변함이 없었으며, 1945년 조사된 자료를 정리한 보고서를 일본 동경에서 1967년에 발행하기까지 하였다. 1950년 이후 70여년이 지난 지금은 이제까지 축적된 모든 해양관측 및 생물수문학적 정보와 자료를 보다 세심하게 분석하고 종합하여 미래의 새로운 여건에 대비할 필요가 있는 전환기적 시점인 것 같다. 이와 더불어 서지학적 정보의 측면에서는, 전문학회가 중심이 되어 관련 전문분야에 대한 서지 및 서지역사 기록을 체계적으로 정리하고 매 30여년마다 갱신해 나가는 일은 매우 중요하다.

• 한국농림기상학회지
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• 제21권3호
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• pp.175-186
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• 2019

기상 및 기후 정보를 활용하여 기후변화에 대응하기 위한 기후 스마트 농업을 도입하기 위한 노력이 진행되어 왔다. 기후 스마트 농업을 실현하기 위해 농가별 기상자료 수집 및 관리가 요구된다. 4차 산업혁명 시대의 주요한 기술인 IoT, 인공지능, 및 클라우드 컴퓨팅 기술들이 농가 단위의 기상정보 생산에 적극적으로 활용될 수 있다. 저비용과 저전력 특성을 가진 IoT 센서들로 무선 센서 네트워크를 구축할 경우, 농가나 농촌 공동체 수준에서 농업 생태계의 생산성을 파악할 수 있는 기상관측자료의 수집 및 분석이 가능하다. 무선 센서 네트워크를 통해 자료가 수집될 수 있는 공간적인 범위를 특정 농가보다는 농촌 공동체 수준으로 확대하여 IoT 기술의 수혜 농가를 확대하고, 아울러 상세기상정보의 생산 및 검증에 활용가능한 농업기상 빅데이터 구축이 필요하다. 기존에 개발되어 보급되고 있는 전자기후도를 활용하여, 농가 단위의 기상 추정 자료가 제공되고 있다. 이들 자료의 신뢰성을 향상시키고, 기존의 서비스 체계에서 제공되지 않고 있는 기상 변수들을 지원하기 위해 심층신경망과 같은 인공지능 기술들이 도입되어야 할 것이다. 시스템 구축의 비용 절감 및 활용성 증대를 위해 클라우드 및 포그 컴퓨팅 기술을 도입하여 농업 기상 정보 서비스 시스템이 설계되어야 한다. 또한, 기상자료와 농산물 가격 정보와 같은 환경자료와 경영정보를 동시에 제공할 수 있는 정보 시스템을 구축하여 활용도가 높은 농업 기상 서비스 시스템이 구축되어야 할 것이다. 이와 함께, 농업인 뿐만 아니라 소비자까지도 고려된 모바일 어플리케이션의 설계 및 개발을 통해, 4차 산업혁명의 주요 기술들이 농업 분야에서 확산될 수 있도록 지속적인 노력이 필요하다. 이러한 정보 시스템은 농업 분야 이해당사자에게 수요자 맞춤형 농림기상정보를 제공하여 기후스마트 농업 관련 기술의 개발과 도입을 촉진시킬 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권8호
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• pp.577-587
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• 2021

가뭄은 수개월, 수년 이상에 걸쳐 서서히 발생 및 지속되며, 식생에 대한 피해가 발생할 때까지 확실한 인식이 어렵다. 최근에는 기후변화에 따른 기상이변 및 기온상승 등으로 인하여 가뭄의 발생빈도가 증가하고 있으며, 기상 이상으로 몇 주 또는 몇 달 이내 빠르게 발전하는 가뭄을 확인할 수 있다. '돌발가뭄(Flash Drought)은 일반적인 가뭄과 달리 비교적 짧은 기간 동안 표면온도의 상승과 비정상적으로 낮고 빠르게 감소하는 토양수분으로 인하여 식생에 대한 극심한 스트레스를 유발하면서 광범위한 작물 손실 및 용수공급 감소 등에 대한 피해를 야기하는 가뭄으로 정의된다. 짧은 기간의 급속하게 발생하는 (rapid-onset) 돌발가뭄은 발생원인인 토양수분함량의 감소와 강수의 부족, 낮은 습도, 고온 및 강풍 등으로 인한 증발 수요의 증가 등과 유사한 관계가 있기 때문에 농업 및 자연 생태계에 미치는 영향이 크며, 발생원인 또한 농업가뭄의 범주에 속하기 때문에 이에 대한 모니터링이 필수적이다. 본 연구에서는 증발산량을 활용한 위성영상 기반 가뭄지수인 증발스트레스지수(Evaporative Stress Index, ESI)를 활용하여 국내의 돌발가뭄 감지 조건을 제시하였으며, 표준강수지수, 토양수분, 최고기온, 상대습도, 풍속, 강수량 등과 비교를 통하여 돌발가뭄사상의 수문기상학적 특성에 대하여 분석하였다. 돌발가뭄 발생 이전 8주간을 기준으로 상관분석하였으며, ESI와 표준강수지수, 토양수분, 최고기온에 대하여 0.8(-0.8) 이상의 높은 상관관계를 보였다. 본 연구를 통하여 아직 명확하게 정의되지 않은 돌발가뭄에 대한 유형별 분석 및 국내 돌발가뭄의 수문기상학적 특성을 파악하였으며, 위성영상 기반 가뭄지수인 증발스트레스지수는 돌발가뭄사상의 모니터링에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권10호
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• pp.761-774
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• 2022

가뭄과 홍수의 예측, 기후변화가 유역 유출량, 더 나아가 수질 및 생태계에 미치는 영향의 정확한 분석을 위해서는 수문 모의 과정의 불확실성을 정량화하고 최소화하기 위한 노력이 필요하다. 수문자료동화는 수문모형의 상태량이나 매개변수를 갱신(update)하여 모의 초기 조건의 가장 가능성 있는 추정치를 생성하는 기법으로, 실시간 관측 정보를 이용하여 예측 정확도를 향상시킬 수 있는 방법이다. 본 연구에서는 airGRdatassim 모형을 이용하여 앙상블 기반 순차 자료동화 기법인 앙상블 칼만 필터와 파티클 필터로 용담댐 유역에 대해 일 유출을 모의하고, 자료동화 기법별 특성을 비교 및 분석하였다. 모의 결과, Kling-Gupta efficiency (KGE) 지표가 자료동화 적용 전 0.799에서 앙상블 칼만 필터와 파티클 필터 적용시 각각 0.826, 0.933으로 향상되었다. 또한 기상 강제력 노이즈의 범위, 갱신 대상 상태량 설정, 앙상블 수 등 수문자료동화의 설정과 관련된 하이퍼-매개변수(hyper-parameter)의 불확실성이 모의 예측 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 강수 및 잠재 증발산 강제력의 오차 범위에 대한 민감도 분석 결과, 모든 모의 범위에서 파티클 필터가 앙상블 칼만 필터보다 예측 성능이 우수하였다. 파티클 필터는 기상 강제력 오차 크기가 작을수록 모의 성능이 향상되었으며, 앙상블 칼만 필터는 상대적으로 오차가 큰 경우 최적 성능이 확인되었다. 한편, 자료동화시 갱신되는 상태량의 종류를 줄일수록 자료동화에 의한 모의 성능은 감소하였다. 본 연구의 모의 실험 결과는 앙상블 자료동화를 이용하여 일 유출 모의 정확도 향상이 가능하지만, 최적 성능을 발휘하기 위해서는 수문자료동화 기법별 하이퍼-매개변수의 적정한 조정이 필요함을 함의한다.

• 한국조경학회지
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• 제50권3호
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• pp.19-34
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• 2022

본 연구는 비도시 정주지에 해당하는 농촌지역 그린인프라에 대한 탄소중립 기여도를 정량적으로 분석하여 비도시 정주지에 대한 탄소중립 정책 및 이행방안 수립시 활용할 수 있는 기초자료를 제공하기 위하여 진행하였다. 주요 목적은 첫째, 농촌지역 그린인프라를 체계화하고, 둘째, 그린인프라 요소별 원단위를 도출하며, 셋째, 이를 활용하여 우리나라의 탄소중립에 미치는 영향을 정량화하여 제시하는 것이다. 본 연구에서는 선행연구 조사 및 분석을 통해 도출된 농촌지역 그린인프라 요소에 대한 적정성 검증을 위하여 내용 타당도(CVR) 분석을 실시하였고 그린인프라 요소별 탄소감축량 원단위는 관련 분야 연구 결과를 활용하였으며 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 농촌지역 핵심기능(Hubs)의 그린인프라는 마을숲, 습지, 농경지, 스마트팜, 연결기능(Links)은 하천, 마을녹지, 빗물 재활용시설이 .500 이상의 CVR값을 가지는 것으로 나타나 적정한 것으로 분석되었다. 둘째, 그린인프라 요소별 원단위는 선행연구 결과를 활용하여 최소값, 최대값, 중간값으로 구분 제시하여 탄소중립을 위한 공간적 계획, 설계 등에 활용될 수 있도록 하였다. 셋째, 농촌지역 그린인프라를 우리나라 비도시지역 정주지에 적용할 경우 최소 70.76 백만 톤, 최대 141.16 백만 톤에 달하는 CO₂ 를 간접적으로 감축하는 효과가 있는 것으로 분석되었다. 이는 2019년 농업부문 탄소배출량의 3.4배에서 6.7배에 달하는 양으로 탄소중립 기여도가 매우 높다고 볼 수 있으며, 이를 활용한 경제적 가치는 최소 약 1조 6천억 원에 달하여 농촌지역 활성화, 녹색일자리 창출, 농촌 산업생태계 전환 등에도 크게 기여할 수 있을 것으로 예상된다. 본 연구는 비도시지역의 정주지에 대한 탄소중립 기여도를 정량적으로 제시하였으며, 농촌지역 그린인프라 각 요소별 탄소감축 원단위를 도출함에 따라 마을단위의 탄소중립을 위한 공간적 계획, 설계 시 활용할 수 있는 기초연구로서 의의를 가진다. 특히, 그린인프라 요소별 탄소감축 원단위는 마을단위 탄소중립 정책, 계획 수립 시 정량적 목표제시 및 달성 여부 점검 등에 활용가능할 것이며 이를 기반으로 하여 시군구 등 지역단위와 도시단위의 탄소중립화에 확대 적용할 수 있을 것이다.

• 한국버섯학회지
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• 제21권1호
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• pp.22-32
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• 2023

간벌률이 산림 내에서 환경 요인과 외생균근성 버섯 발생에 미치는 영향을 알아보기 위해 34%, 45%, 60%의 간벌 처리 후 10년이 지난 소나무림에서 수관 울폐율, 수관 통과우량, 토양 온도, 토양 수분량, 하층 식생의 광반응과 외생균근성 버섯 발생 특징을 조사하였다. 수관 울폐율은 4월에 34% 처리구와 대조구가 80~85%로 유의적으로 높았고 11월에는 모든 간벌 처리구들이 대조구에 비하여 5~10%가량 낮아졌다. 60% 처리구의 수관통과우량은 대조구에 비하여 총 200 mm이상 많았으며 월별 수관통과 우량은 10월에 100 mm 이상 큰 차이가 나타났다. 각 처리구의 토양 온도는 60% 처리가 45% 처리에 비하여 0.3~0.5℃ 정도 높아 큰 차이는 없었으나 대조구와는 1℃이상 유의적으로 높아졌다. 간벌 처리구에서 강우 시 토양 수분량이 5% 이상 더 증가하며 34% 처리구에서는 수분 감소 속도도 느려졌다. 소나무를 제외한 주요 수종의 광합성량은 신갈나무가 7 µmolCO₂·m^-2·s^-1로 가장 많았다. 800 µmol·m^-2·s^-1의 동일한 광도에서 신갈나무는 45% 처리구에서 6±0.3 µmolCO₂·m^-2·s^-1로 가장 높은 광합성 수준을 보여주었으며 때죽나무와 쇠물푸레는 간벌률이 높을수록 광합성량이 증가하였다. 균근성 버섯의 SWI에서 종수는 각 처리구간에는 큰 차이가 나타나지 않았으나 버섯의 발생량은 34%와 45% 처리구가 대조구에 비하여 약 360~840 g 더 많이 발생하였고 60% 처리구에서는 대조구에 비하여 860 g 더 적은 양이 발생하였다. 특정 종에 따라 애광대버섯은 대조구가 간벌 처리구에 비하여 더 많은 개체수가 발생하였으나 황소비단그물버섯은 34% 간벌 처리구가 대조구에 비하여 10배 이상 증가하였다. 이상의 결과를 통하여 소나무림에서 간벌률에 따른 수관 울폐율의 감소는 산림 내에 광량과 수관통과우량을 증가시키며 토양 온도 상승 및 토양 수분량의 증가와 하층 식생의 광합성량을 증가시켜 특정 버섯의 발생량 변화에 영향을 주는 것으로 추정된다. 그러나 산림생태계의 복잡성을 고려할 때 간벌과 버섯 발생에 대한 정확한 상관관계를 알기 위해서는 장기간의 연구가 지속되어야 할 것으로 생각된다.

• 한국해양생명과학회지
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• 제8권1호
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• pp.8-31
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• 2023

북동중국해 대륙붕 표층 퇴적물에서 산출하는 저서성 유공충의 군집 분포와 형성 기작을 파악하기 위하여 32개 정점에서 표층 퇴적물을 채취하고, 입도조성, 저서성 유공충 군집분석, ¹⁴C 연대측정을 실시하였다. 표층 퇴적물은 사질(평균: 52.04%)의 잔류 퇴적물과 니질(평균: 47.92%)의 현생 퇴적물과의 혼합 퇴적상이다. 저서성 유공충은 총 48속 104종(사질 유공충, 석회질 유리상 및 석회질 자기상 유공충)이 분류되었다. 사질 유공충은 양쯔강 앞 해역으로 산출빈도(30%)가 증가하며, 부유성 유공충은 제주 남서해역에서 높은 산출빈도를 보인다. 우점종은 Ammonia ketienziensis, Bolivina robusta, Eggella advena, Eilohedra nipponica, Pseudorotalia gaimardii, Pseudoparrella naraensis 총 6종이다. 이들 중 가장 높은 산출빈도를 보이는 Bolivina robusta와 Pseudorotalia gaimardii의 ¹⁴C 연대측정 결과 각각 2,360±40 B.P., 2,450±40 B.P.로 나타났다. 군집분석 결과, P. gaimardii 군집, B. robusta 군집 및 A. ketienziensis-P. naraensis 군집으로 대별된다. 양쯔강 담수 유입 영향을 받는 양쯔강 앞 해역에는 P. gaimardii 군집, 쿠로시오 해류의 영향을 받는 제주도 남서해역에서 B. robusta 군집 그리고 북서측 황해 중앙부 니질대 해역에 A. ketienziensis-P. naraensis 군집이 분포한다. 이러한 저서성 유공충 군집 조성 및 분포는 약 2.5 ka BP 부터 형성되기 시작하였으며, 홀로세 후기 해수면 상승에 의한 저서 생태계 서식지 환경 변화를 반영하고 있는 것으로 생각된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권6_2호
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• pp.1651-1669
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• 2023

해빙(sea ice)은 현재 전 세계 해양 면적의 약 7%를 차지하고 있으며 계절적, 연간 변화를 보이고 주로 극지방과 고위도 지역에 나타난다. 해빙은 대규모 공간 규모에서 다양한 종류로 형성되며 석유 및 가스탐사, 기타 해양활동이 급속히 증가하는 발해해는 해양 구조물 피해 및 해상 운송, 해양 생태계에 심각한 영향을 미치기 때문에 시계열 모니터링을 통해 해빙의 면적 및 유형 분류를 분석하는 것이 매우 중요하다. 현재 고해상도 위성영상 및 현장 실측 자료를 바탕으로 해빙의 종류 및 영역에 대한 연구가 진행되고 있지만 현장 실측자료를 획득하여 해빙 모니터링에는 한계가 있다. 고해상도 광학 위성영상은 광범위에서 해빙의 유형을 육안으로 탐지하고 식별할 수 있고, 짧은 시간해상도를 갖는 해양위성인 천리안 2B호(Geostationary Ocean Color Imager-II, GOCI-II)를 이용하여 해빙 모니터링의 공백을 보완할 수 있다. 이 연구에서는 고해상도 광학위성영상을 이용하여 생산된 학습자료를 기반으로 규칙기반 기계학습 모델을 훈련시키고 이를 GOCI-II 영상에서 탐지를 수행함으로써, 해빙 모니터링 활용 가능성을 알아보고자 하였다. 학습 자료는 발해(Bohai Sea)의 2021-2022년 랴오둥만(Liaodong Bay)을 대상으로 추출하였으며, GOCI-II를 활용한 Random Forest (RF) 모델을 구축하여 기존 normalized difference snow index (NDSI) 지수 기반 및 고해상도 위성영상에서 획득된 해빙 영역과 정성적 및 정량적 비교 분석하였다. 본 연구 결과 해빙의 영역을 과소평가한 NDSI 지수 기반 결과와 달리 비교적 자세한 해빙 영역을 탐지하였으며 유형별 해빙을 분류할 수 있어 해빙 모니터링이 가능함을 확인하였다. 향후 지속적인 학습 자료 및 해빙형성에 영향인자 구축을 통해 탐지 모델의 정확도를 향상시킨다면 고위도 해양 지역에서 해빙 모니터링 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권6_2호
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• pp.1635-1650
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• 2023

지구온난화로 인한 해수면온도 상승은 해양 생태계와 해양 생물에 열적 스트레스를 유발하여 해양 종의 생산성과 분포에 심각한 영향을 미친다. 이와 관련하여 최근 우리나라의 수산자원 중 살오징어의 어획량이 지속적으로 감소하고 있다. 본 연구에서는 지속적인 수산자원 관리를 위하여 어장 형성에 영향을 주는 해양환경을 분석하고 천리안해양관측위성 자료를 비롯한 여러 위성자료들을 이용하여 계절별 살오징어 서식지적합 모델을 개발하였다. 해수면온도는 14.11-26.16℃, 해수면높이는 0.56-0.82 m, 엽록소-a 농도는 0.31-1.52 mg m^-3, 일차생산량은 580.96-1574.13 mg C m^-2 day^-1인 범위에서 평균적으로 약 83%의 살오징어가 어획되는 것을 확인하였다. 계절별로 적합지수를 곡선 접합한 후, 네 가지 통계 방법으로 서식지적합지수를 개발하였고 그 중 산술평균을 사용한 모델이 가장 좋은 성능을 보였다. 개발한 통계 모델과 2019년 어획량 자료와 비교하였을 때, 계절별로 다른 해역에 생성되는 어장과 어획량이 높은 곳에 서식지적합지수가 높게 나타나는 것을 확인하여 모델이 잘 개발될 것을 볼 수 있었다. 또한, 살오징어의 어장 형성과 관련이 높은 해수면온도의 뚜렷한 증가 추세를 확인하였으며 앞으로 지속될 해양 온난화에 의해 어장이 변화할 것으로 예상이 된다. 수산자원 관리를 위해서는 꾸준히 모니터링하는 것이 필요하다고 보여진다.