• 제목/요약/키워드: 이어도 해양과학기지

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제3세대 파랑추산모형을 이용한 태풍매미의 극한파랑 재현 (I) - WAM 모형의 파향격자 분할법 및 파 발달 제한조건의 수정 - (Reproduction of Extreme Waves Caused by Typhoon MAEMI with Wave Hindcasting Method, WAM (I) - Corrections of directional spreading division and limitation on wave development of WAM model -)

  • 신승호;홍기용;최학선
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2004년도 추계학술대회
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    • pp.211-218
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    • 2004
  • WAM 모형은 대양의 파랑추산에 있어서 높은 정밀도를 가지고 있으면서도 타 모형에 비해 상대적으로 간결한 구조를 가지고 있어 국내외 많은 연구자들이 널리 활용하고 있으나, 모형의 특성상 심해${\cdot}$광역조건과 더불어 비교적 큰 격자에 적합하도록 설계되어 있고 파향의 격자 분한 방법으로 언해 경우에 따라서는 예기치 못하는 계산 결과를 산출하기도 한다. 본 연구에서는 WAM Cycle 4 모형을 대상으로 이 같은 문제점을 상세히 검토하고 관련 내용을 수정하여 천해${\cdot}$ 상세 해역에 대한 적용성을 확장하였으며, 수정된 WAM 모형은 이어도 해양과학기지에서 관측한 2003년 9월 한 달 동안의 정밀 파랑관측 자료를 토대로 검정하여 그 타당성을 확인하였다.

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제3세대 파랑추산모형을 이용한 태풍매미의 극한파랑 재현 (I) - WAM 모형의 파향격자 분할법 및 파 발달 제한조건의 수정- (Reproduction of Extreme Waves Caused by Typhoon MAEMI with Wave Hindcasting Method, WAM (I) - Corrections of directional spreading division and limitation on wave development of WAM model -)

  • 신승호;홍기용;최학선
    • 한국항해항만학회지
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    • 제28권6호
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    • pp.557-564
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    • 2004
  • WAM 모형은 대양의 파랑추산에 있어서 높은 정밀도를 가지고 있으면서도 타 모형에 비해 상대적으로 간결한 구조를 가지고 있어 국내외 많은 연구자들이 널리 활용하고 있으나, 모형의 특성상 심해ㆍ광역조건과 더불어 비교적 큰 격자에 적합하도록 설계되어 있고 파향의 격자 분할 방법으로 인해 경우에 따라서는 예기치 못하는 계산 결과를 산출하기도 한다. 본 연구에서는 WAM Cycle 4 모형을 대상으로 이 같은 문제점을 상세히 검토하고 관련 내용을 수정하여 천해ㆍ상세 해역에 대한 적용성을 확장하였으며, 수정된 WAM 모형은 이어도 해양과학기지에서 관측한 2003년 9월 한 달 동안의 정밀 파량관측 자료를 토대로 검정하여 그 타당성을 확인하였다.

이어도 해양과학기지 말뚝기초의 항타 관입성 연구 (Drivability of Offshore Pile Foundation at Ieodo Ocean Research Station)

  • 심재설;윤길림;이승준
    • Ocean and Polar Research
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    • 제25권spc3호
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    • pp.373-384
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    • 2003
  • When pile foundation is constructed by dynamic method, it is desirable to perform monitoring of drivability with pile penetration. Dynamic pile monitoring yields information regarding driving hammer, cushion, pile and soil behaviour that can be used to confirm the assumptions of wave equation analysis. In this study, dynamic monitoring of the steel pipe pile was performed with Pile Driving Analyser (PDA). The PDA utilizes the wave propagation theory to compute numerous variables which describe the conditions of the hammer-pile-soil system in real-time and following each hammer impact. This approach allows immediate field verification of hammer performance, driving efficiency, and estimation of pile bearing capacity. A series of PDA test were performed at the Ieodo Ocean Research Station (IORS) located in southeast of Marado, a southernmost small island south of Jeju Island. The drilling core sediments of Ieodo subsoil are composed of mud and sand, showing lamination and wavy or lenticular bedding, which were often bioturbated. This paper summarizes the results of PDA tests which were applied in measurement and estimation of large diameter open ended steel pipe pile driven by steam hammer, Vulcan-560 and MRBS-4600, at the marine sediments.

이어도해양과학기지에서의 에디 공분산 방법을 이용한 플럭스 관측 (Tower-based Flux Measurement Using the Eddy Covariance Method at Ieodo Ocean Research Station)

  • 이희춘;이방용;김준;심재설
    • Ocean and Polar Research
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    • 제26권2호
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    • pp.145-154
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    • 2004
  • Surface energy and $CO_2$ fluxes have been measured over an ocean at Ieodo Ocean Research Station of KORDI since May 2003. Eddy covariance technique, which is a direct flux measurement, is used to quantitatively understand the interaction between the ocean surface and the atmospheric boundary layer. Although fluxes were continuously measured during the period from May 2003 to February 2004, the quality control of these data yielded <20% of data retrieval. The atmospheric stability did not show any distinct dirunal patterns and remained near-neutral to stable from May to June but mostly unstable during fall and winter in 2003. Sensible heat flux showed a good correlation with the difference between the sea water temperature and the air temperature. The maximum fluxes of sensible heat and latent heat were $120Wm^{-2}$ and $350Wm^{-2}$ respectively, with an averaged Bowen ratio of 0.2. The ocean around the tower absorbed $CO_2$ from the atmosphere and the uptake rates showed seasonal variations. Based our preliminary results, the daytime $CO_2$ flux was steady with an average of $-0.1 mgCO_2m^{-2}s^{-1}$ in summer and increased in winter. The nighttime $CO_2$ uptake was greater and fluctuating, reaching up to $-0.1 mgCO_2m^{-2}s^{-1}$ but these data require further examination due to weak turbulent mixing at nighttime. The magnitude of $CO_2$ flux was positively correlated with the half hourly changes in horizontal mean wind speed. Due to the paucity of quality data, further data collection is needed for more detailed analyses and interpretation.

Sentinel-1 영상레이더 간섭 긴밀도 영상의 레이어 병합을 활용한 남극 장보고 과학기지 주변 정착해빙 탐지 (Detection of Landfast Sea Ice Near Jang Bogo Antarctic Research Station Using Layer-Stacked Sentinel-1 Interferometric SAR Coherence Images)

  • 김승희;한향선
    • 지질공학
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    • 제32권2호
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    • pp.271-280
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    • 2022
  • 정착해빙은 극지역 해안에 형성되는 고착된 해빙으로, 해양 생태계와 해안에 위치한 과학기지들의 운용에 큰 영향을 끼치는 중요한 인자이기 때문에 지속적인 관측이 중요하다. 본 연구에서는 6, 12, 18일의 시간 기선을 가지는 Sentinel-1 영상레이더(synthetic aperture radar, SAR) 간섭 긴밀도 영상들을 레이어 병합하여 동남극 장보고 과학기지 주변의 정착해빙을 탐지하였다. 2017년 7월부터 2018년 6월까지 총 50장의 간섭 긴밀도 영상을 제작하였으며, 이로부터 1년간의 정착해빙 면적 변화를 도출하였다. Campbell 빙하설을 기준으로 동쪽과 서쪽에서 정착해빙의 면적이 최대가 되는 시기가 상이함을 확인하였다. 이 연구를 통하여 SAR 간섭 긴밀도를 활용한 정착해빙 탐지 가능성을 확인하였으나, 생성 시간이 짧거나 부드러운 표면을 가져 작은 레이더 후방산란을 보이는 정착해빙과 Campbell 빙하설의 흐름 및 붕괴로 인해 급작스러운 움직임을 보이는 빙하설 인접 지역에서의 정착해빙이 미탐지 되는 한계점은 개선이 필요할 것으로 보인다.

이어도 해양과학기지 풍속 자료의 실시간 운용을 위한 기준 고도 변환 과정 (Converting Ieodo Ocean Research Station Wind Speed Observations to Reference Height Data for Real-Time Operational Use)

  • 변도성;김효원;이주영;이은일;박경애;우혜진
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제23권4호
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    • pp.153-178
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    • 2018
  • 운용용으로 사용되는 대부분의 풍속자료는 10 m 기준 고도에서 측정 또는 생산된 자료이다. 이 연구는 이어도 해양과학기지 42.3 m 고도의 옥상 등대에서 측정 중인 풍속을 기준 고도의 풍속으로 변환시켜 국립해양조사원 누리집을 통해 실시간으로 제공하기 위한 사전 연구이다. 이를 위해 2015년에 이어도 기지에서 관측한 풍속을 대표적인 네 종류의 풍속 변환식 - 멱법칙식, 두 종류의 중립벽 로그법칙식(항력계수형, 거칠기 높이형), 대기 안정도 효과를 고려한 벽 로그법칙모델(안정도 고려 거칠기 높이형) -에 적용하였다. 관측 바람을 평가하는데 많이 사용되는 '안정도 고려 거칠기 높이형' 벽 로그법칙모델의 결과와 나머지 풍속 변환식 결과들을 서로 비교하였다. 그 결과 '거칠기 높이형' 벽 로그법칙식과 '안정도 고려 거칠기 높이형' 벽 로그법칙모델 간 편향과 평균 제곱근 편차는 각각 $-0.001m\;s^{-1}$$0.122m\;s^{-1}$로 가장 낮아 실시간 현업 운용 측면에서 상호 보완적으로 이 두 변환식을 함께 사용하는 것이 바람직하다는 결론을 도출하였다. 또한 이어도 해역에서 조석에 의한 풍속 관측 고도 변화가 풍속 변환에 미치는 영향을 분석하였다. 이들 변환식에 대한 조석 효과 고려 전후에 대한 비교 실험 결과, 편향과 평균 제곱근 편차는 각각 <$0.0001m\;s^{-1}$와 <$0.012m\;s^{-1}$로 그 영향은 미미하였다. 대기 표면 거칠기 높이를 사용하는 '거칠기 높이형' 벽 로그법칙식과 '안정도 고려 거칠기 높이형' 벽 로그 법칙모델을 이용하여 간편 풍속 변환식의 필수 입력값인 표면 거칠기 높이 값의 적절성에 관해 논의하였으며, 풍속 변환 정확도를 향상시킬 수 있는 표면 거칠기 높이 계산식을 제시하였다. 또한 인공위성 산란계(ASCAT) 풍속자료와 네 종류의 중립 연직 풍속 변환식들의 결과를 비교하여 이들 중 '안정도 고려 거칠기 높이형' 벽 로그법칙모델에서 안정도 항을 뺀 풍속 변환 모델의 정확도가 더 낫다는 결과를 제시하였다. 끝으로 이들 종래 $25m\;s^{-1}$ 이하 풍속에 최적화된 풍속 변환식들로부터 바람 항력계수를 산정 분석하여 강풍(${\geq}33m\;s^{-1}$) 환경에서도 적합한 풍속 변환식으로 개선 필요성에 관해 논의하였다.

이어도 해양과학기지 자료를 활용한 SMAP 인공위성 염분 검증 (Validation of Satellite SMAP Sea Surface Salinity using Ieodo Ocean Research Station Data)

  • 박재진;박경애;김희영;이은일;변도성;정광영
    • 한국지구과학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.469-477
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    • 2020
  • 염분은 해양의 밀도를 결정하는 중요한 변수이자 전지구 물의 순환을 나타내는 주요 인자 중 하나이다. 해상염분 관측은 선박을 이용한 현장조사, Argo 플로트, 부이를 통한 조사가 주로 수행되어 왔다. 2009년 염분관측 인공위성이 발사한 이래로, 위성 염분자료를 이용하여 전 지구 해역에서 표층 염분 관측이 가능해졌다. 그러나 위성 염분자료는 다양한 오차를 포함하기 때문에 연구 자료로 활용하기에 앞서 정확도 검증과정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 2015년 4월부터 2020년 8월까지 Soil Moisture Active Passive (SMAP) 위성 염분자료와 이어도 해양과학기지에서 제공하는 실측 염분자료 간의 정확도 및 오차특성을 비교 분석하였다. 총 314개의 일치점을 생산하였으며, 염분의 평균제 곱근오차 및 평균편차는 각각 1.79, 0.91 psu로 제시되었다. 전반적으로 위성 염분이 실측 염분보다 과대추정 되는 것으로 나타났다. 위성 염분의 오차는 계절, 표층 수온, 풍속과 같은 다양한 해양 환경적 요인에 의존성을 보였다. 여름철 위성 염분과 실측 염분의 차이는 0.18 psu 이하로 저수온보다는 고수온에서 위성 염분의 정확도가 증가하였다. 이는 센서의 민감도에 따른 결과였다. 마찬가지로 5m s-1 이상 풍속 조건에서 오차가 줄어들었다. 본 연구결과는 연안에서 위성 염분자료를 활용할 경우에는 특정한 연구 목적에 적합한지 확인하여 제한적으로 사용하여야 함을 제시한다.

현미경, Flow Cytometer, HPLC 색소자료 및 원격탐사를 이용한 이어도 관측기지 주변수의 식물플랑크톤 연구 (Phytoplankton in the Waters of the Ieodo Ocean Research Station Determined by Microscopy, Flow Cytometry, HPLC Pigment Data and Remote Sensing)

  • 노재훈;유신재;이정아;김현철;이재학
    • Ocean and Polar Research
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    • 제27권4호
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    • pp.397-417
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    • 2005
  • Phytoplankton community structure and distribution pattern in the surface water around the Ieodo Ocean Research Station were investigated during seven cruises carried out from July, 2003 to October, 2004. Samples were analyzed using various tools including a microscope, flow cytometer, and HPLC. Satellite images were used to analyze spatio-temporal phytoplankton biomass distribution. SeaWiFS chlorophyll a (chl a) images showed that spring blooms occurred in April-May near the Ieodo Station, and these waters were under the influence of Changjiang Dilute Water during July-October. Also, during the July-October period, HPLC pigments data showed increasing zeaxanthin concentrations, a marker pigment of cyanobacteria whereas increasing concentrations of various other pigments such as fucoxanthin, peridinin, prasinoxanthia alloxanthin, 19'-hexanoyloxyfucoxanthin and chlorophyll b were noted during spring blooms. Such pigment marker data were consistent with picoplankton data analyzed by flow cytometer and nano-microplankton analyzed by microscope. The pigment-CHEMTAX method was used to drive the phytoplankton group apportioned chi a. Diatoms, chlorophytes, dinoflagellates, and cryptophytes comprised 25.8, 20.7, 15.9, and 14.1%, respectively, of the total chl a in May. Average cyanobacteria concentrations in July-October contributed 25.4% of the total concentration. This was the highest percent contribution and was followed by chlorophytes, diatoms, and prymnesiophytes. This study discusses results from various methods, similarities and differences in the results among those methods, and the application range of the results from different analytical methods. Also, the study reveals a detailed phytolpankton community structure in the waters around the Ieodo Station, and suggests future monitoring considerations in relation to cell morphology, ecology and diversity factors according to taxonomic groups.

이어도 해양과학기지 수온 시계열 자료의 이상값 검출을 위한 국제 품질검사의 성능 평가 (Evaluation of International Quality Control Procedures for Detecting Outliers in Water Temperature Time-series at Ieodo Ocean Research Station)

  • 민용침;전현정;정진용;박숭환;이재익;정종민;민인기;김용선
    • Ocean and Polar Research
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    • 제43권4호
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    • pp.229-243
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    • 2021
  • Quality control (QC) to process observed time series has become more critical as the types and amount of observed data have increased along with the development of ocean observing sensors and communication technology. International ocean observing institutions have developed and operated automatic QC procedures for these observed time series. In this study, the performance of automated QC procedures proposed by U.S. IOOS (Integrated Ocean Observing System), NDBC (National Data Buy Center), and OOI (Ocean Observatory Initiative) were evaluated for observed time-series particularly from the Yellow and East China Seas by taking advantage of a confusion matrix. We focused on detecting additive outliers (AO) and temporary change outliers (TCO) based on ocean temperature observation from the Ieodo Ocean Research Station (I-ORS) in 2013. Our results present that the IOOS variability check procedure tends to classify normal data as AO or TCO. The NDBC variability check tracks outliers well but also tends to classify a lot of normal data as abnormal, particularly in the case of rapidly fluctuating time-series. The OOI procedure seems to detect the AO and TCO most effectively and the rate of classifying normal data as abnormal is also the lowest among the international checks. However, all three checks need additional scrutiny because they often fail to classify outliers when intermittent observations are performed or as a result of systematic errors, as well as tending to classify normal data as outliers in the case where there is abrupt change in the observed data due to a sensor being located within a sharp boundary between two water masses, which is a common feature in shallow water observations. Therefore, this study underlines the necessity of developing a new QC algorithm for time-series occurring in a shallow sea.