제주도 주변 해역에 대한 많은 해수 특성 연구와 최근의 해류 관측 결과들은 제주도 서쪽 및 북쪽 해안에 연중 존재하는 시계 방향의 잔류가 있 음을 시사해 준 다. 제주도 동편 해역에서는 쓰시마 해류가 북쪽과 북동쪽으로 흐른다. 이 논문에서 는 2차원 비선형 천해방정식의 수치해로부터 구한 제주도 주변의 조석 잔차류가 관 측된 잔류를 어떻게 설명할 수 있는 가를 고찰하였다. 계산된 조석 잔차류는 섬 주 위에서 우선 회순환을 나타내며 섬 주위의 해저 경사 위에서만 2-4cm.s$^{-1}$의 크기로 현저히 나타나고 섬에서 멀리 떨어진 외해에서는 무시할 정도로 작다. 또한 제주도 주변의 잔류 순환에 대한 쓰시마 해류의 영향을 보기 위해 모델에 항류를 도입하여 수치 실험을 시도 하였다. 이러한 수치 실험 결과, 조석 잔차류와 쓰시마 해류에 기인된 항류의 복합된 효과가 제주도 서쪽 및 북쪽 해안에서 관측된 우선회 잔류와 섬의 동쪽 해역의 북향류를 잘 설명할 수 있음이 밝혀졌다.
1983년 4월과 5월에 걸쳐 제주해협에서 부표와 해류계를 이용한 해류관측과 함께 2회에 걸쳐 수온-염분관측을 실시하였다. 관측자료로부터 고온, 고염인 흑조 의 한 지류가 제주도 서쪽을 돌아 제주해협으로 유입됨을 명확히 보였다. 제주도 서쪽을 우회하는 해류는 제주도 서쪽에서는 그 폭이 약 60 km이며 제주 해협내 에서는 20∼30 km 이내에 존재하여 제주도 서쪽에서는 5 cm/s 미만으로 유속이 작은 반면에 제주해협의 서쪽입구와 해협 내에서는 10 cm/s 이상의 큰 유속을 갖는다. 제주해협의 동쪽에는 역시 흑조로부터 기원된 대마난류의 영향이 인지 되었다. 난류수와 연안수 사이에 형성되는 수온, 염분전선의 변화는 제주 해협의 서쪽에서 황해연안수가 남하함을 제시하였다. 난류수역에서는 5월에 수온이 상승 한 반면에 다른 해역에서는 수온이 감소하였다. 5월에 제주해협 중앙부에서는 해 협의 서쪽으로부터 저온, 저염의 해수가 유입되어 4월에 비해 수온과 염분이 급격 히 감소하였다.
한국 남해연안에서의 해수순환을 알아보기 위하여 수치모델을 이용하여 개방경계에서 조석강제력에 의한 조류와 해수수송량을 이용한 해류를 재현하였다 주요 4대 분조에 의한 조류모델의 결과, 제주해협에서 최강 동향류 세기가 최강 서향류 세기보다 약 2배정도 더 크게 나타났다. 수치실험에 의해서 계산된 해류분포에서 거제도 남측에 나타나는 반원형의 해류분포가 나타났는데, 그 분포가 해저지형의 변화에 의해서 발생되는 것으로 수치실험을 통하여 밝혀졌다. 조류와 해류를 통시에 고려한 해수순환모델 결과, 제주해협에서는 남해로 유입되는 동향류가 우세한 반면에 남해에서 서해쪽으로 유출되는 서향류의 세기는 미약한 것으로 조사되었다. 이러한 견과는 장기적인 관점에서의 물질교환을 고려할 때, 고흥연안의 해상 부유물질이 제주해협을 통하여 서해쪽으로 이동하기 어렵게 만드는 원인중의 하나라고 판단된다.
우리나라, 일본, 러시아 해역에서 관측된 조위관측 자료에서 얻은 해수면의 장주기변화를 기상과의 관계로 분석해 본 결과, 기상의 효과는 해역에 따라 다르지만 전반적으로 해수면변화의 절반 정도를 설명해주는 것으로 나타났다 해수운동에 의하여 발생하는 해수면변화는 대마해류역에서 가장 크며 대마해류의 영향을 적게 받는 곳일수록 작아져 해수면변화가 대마해류와 관계 있음을 보여준다. 순압해수면 변화가 허용된 수치모델을 사용하여 해수면변화가 해수순환에 미치는 영향을 알아보았다. 그 결과 기본적인 해류형태는 Pang et al. (1993)에 의해 수행된 GCM (Semtner)모델의 결과와 같이 대만 주변 해역에서 지균형조정을 거친 후 등수심선을 따라 대한해협으로 흐르지만, 순압해수면 변화의 허용에 의해 일부 해수가 황해의 중앙을 따라 황해로 유입된 후 서해안을 따라 남하하여 유출되는 황해의 기본순환형태가 나타났다. 이와 함께 쿠로시오해류에 변화를 가할 때 순압해수면 변화에 의해 대륙붕에 장주기파동이 뚜렷해지며 이 파동으로 황해의 기본순환형태가 교란되어 해수가 서해안을 따라 북상하는 순환형태도 나타났다. 황해순환은 겨울철에는 기본순환형태가 북서 계절풍에 의해 강화되고 여름철에는 파동에 의해 교란된 순환구조에 남동계절풍이 합세하는 것으로 보인다. 장주기파동에 의해 나타나는 다른 특징은 대마해류 기원해역의 변화 가능성이다. 지금까지 대마해류의 기원해역은 크게 큐슈섬 남서해역과 대만 주변해역으로 대립되어 왔다. 그러나 이 연구결과는 이들은 서로 위배되는 것이라기 보다는 대마해류 기원의 중요한 두 해역이며 장주기파동에 의해 한쪽이 강화되어 나타나는 것을 보인다. 쿠로시오해류의 변화에 의해 대만 주변해역에 가해진 파동은 강제파로 대한해협으로 전파되며 대한해협에 이르러 일본연안의 파동은 동해로 계속 전파되는 반면, 우리나라 연안의 파동은 해저지형에 의해 반사하게 된다. 반사된 파동은 자유파로 동중국해 대륙붕을 따라 남서방향으로 진행하며 북동방향으로 진행하는 강제파와 더불어 동중국해의 해수면변화를 결정하게 된다.
서해 중부에 위치한 새만금 연안역에서 HF radar를 이용하여 2002년 7월과 2004년 9월부터 11월 초까지 표층해류를 관측하였다. 관측 자료로부터 조하주기대(subtidal) 표층해류가 해안선 변화, 바람과 담수 방류량의 변화에 대하여 시 공간적으로 어떻게 변동하는지 조사하였다. 2002년 7월 관측 기간 동안 바람이 약 0.5 m/s로 불었으며, 일 평균 금강 담수 방류량이 $0.88{\times}10^7$ 톤이었다. 시간평균된 표층해류($\overline{U}$)는 금강하구입구에서 $7{\sim}10\;cm/s$의 크기로 북서쪽으로, 방조제 개방구간에서 13 cm/s 이상의 크기를 갖고 서쪽으로, 고군산군도 북측에서는 북서방향의 분포를 보였다. 이는 금강 담수와 새만금 방조제 개방구간에서 유출된 조석 잔차류에 의해 형성된 흐름이다. 또한 를 제거한 표층해류의 공간평균치(<$U-\overline{U}$>)의 방향변화가 바람방향변화와 상대적으로 높은 상관관계(r=0.98)를 보였다. 2004년 9월부터 11월에는 북북서풍이 2.5 m/s로 불었으며, 일평균 담수 방류량이 $11.9{\times}10^7$ 톤이었다. 표층해류($\overline{U}$)는 대부분의 연안에서 크기가 작았고, 새만금 방조제와 고군산군도가 이루는 해안선을 따라서 약 10 cm/s의 상대적으로 빠른 해류가 남서방향으로 흘렀다. 이는 강한 북서풍이 금강 담수를 새만금 방조제 쪽으로 이동시켜 형성된 흐름이다. 2004년도에는 방조제 개방구간에서 유출되는 조석 잔차류가 없어졌으며, 공간평균()된 표층해류의 방향변화가 바람방향변화와 0.69의 상관관계를 보였다.
Two ocean current power parks are suggested in the front and back of the Garyuk draining sluices of Saemankeum in Korea. They are characterized by installing a plurality of ocean current turbine generators which are arranged in five rows respectively in the land-side ocean current power park behind the Garyuk draining sluices and in the sea-side ocean current power park before the Garyuk draining sluices, generating electricity using the ocean current flowing through the Garyuk draining sluices in the ebbs and tides of Yellow sea. The potential energy of tidal difference of 2.611m at neap in Saemankeum can be converted into the kinetic energy of high speed ocean current via the Garyuk draining sluices which makes it possible to run the ocean current power parks on a large scale. The total facility capacity of two ocean current power parks that consist of 240 ocean current turbine generators with 4m diameter of turbine blades is about 134MW, and the expected total annual power output is about 586GWh.
해양의 파랑 파라미터는 해상 교통의 운행과 항해에 있어 안전성과 더불어 효율성을 위해 매우 중요하다. 본 논문에서는 X-대역의 해양 레이더를 이용하여 해류 속도, 파랑 파라미터와 같은 해상의 표현정보를 수집하는데 효율적인 알고리즘을 개발한다. 특히, 제안된 방식은 고정된 제어 방식을 사용하는 것 대신에 반복적인 보정 과정을 채택함으로써, 최적화된 해류 속도를 효과적으로 계산할 뿐만 아니라, 최적화된 방식으로 비용함수를 도입하도록 설계된다. 실험을 통해서 제안한 알고리즘은 기존의 알고리즘에 비해서 파랑 정보를 추출하는데 매우 효과적임을 보인다.
하구에서의 흐름은 하천의 담수와 바다에서부터 유입되는 염수, 조석, 파랑 등으로 인해 복잡한 흐름구조와 혼합 양상을 보인다. 특히 만 내에 하천이 있을 경우 만의 해류특성은 하구에서의 혼합과 이송에 지배적인 영향을 미치며, 하천에서부터 방류되는 입자들은 만의 해류특성 따라 만에서의 체류시간과 이송이 결정된다. 잔차류 특성에 의한 순 물질 플럭스의 방향과 조석비대칭에 따른 하구에서의 퇴적 형태들이 결정되며, 이로 인해 하구에서의 퇴적물 퇴적 및 물질의 집적 위치, 하구 인근과 만에서의 환경변화에 영향을 줄 수 있다. 따라서 만 내에서의 혼합과 입자의 이송확산, 하천 담수의 영향역 등과 같은 만과 하천의 흐름 특성을 이해하는 것은 연안 및 하구의 환경 및 관리에 중요하다. 본 연구에서는 영일만과 형산강을 대상으로 계절변화에 따른 영일만 내 흐름과 형산강 하구에서의 퇴적양상에 대해 수치모의를 통해 수행하였다. 수치모델로는 천수방정식으로 준 3차원 유동해석을 하는 Delft-3D Flow와 파랑모형인 SWAN 모델을 결합하여 형산강하구와 영일만의 유동을 해석하였다. 상류개방경계는 형산강하구 9 km, 하류개방경계는 영일만 외해 50 km로 설정하였고, 경계조건은 대상지역의 관측소 자료와 전지구 모형자료를 결합하여 구성하였다. 또한, 라그랑쥬 입자추적모델을 통해 형산강 상류에서 유입한 입자들의 영일만 내 체류시간과 집적 위치를 평가하였다.
1968년 11월부터 여섯차례의 해류병 표류 실험을 실시하였다. 회수율은 $50\~69\%$로서 매우 좋은 편이었다. 해류병 표류에 영향을 미치는 요인과, 해류병 표류 상황에 관하여 검토하였으며 그 결과는 아래와 같이 요약될 수 있다. 1. 만내의 해수 유동은 주로 조류에 의하여 좌우된다. 그러나, 계절풍이 강한 겨울철에는 취송류가 발달하여 피류(皮流)는 남동 내지 동남동으로 흐른다. 한편 삼천포수도에서는 조류의 유속이 강하기 때문에, 강한 북서 계절풍에도 불구하고 조류가 우세한 편이다. 2. 진주만 남부 해역의 해수는 썰물 때 북방으로 흐른다. 중앙 해저 둑 동방 해역의 썰물은 반시계 방향의 환류를 이루면서, 해저 둑 동방의 깊은 곳을 따라 삼천포수도 쪽으로 흘러 나가지만, 중앙 해저 둑 서방 해역의 썰물은, 둑 서방의 깊은 곳을 따라 북으로 흘러, 노량수도 방면으로 향한다. 3. 중앙 해저 둑 동, 서쪽의 해수가 조류에 의해 둑을 횡단하여 흐르기 때문에, 조금 이외의 시기에는 혼합이 비교적 왕성하다. 4. 진주만 최남단 부근의 해수는 썰물 때 지족수도 방면으로 흐른다. 5. 광양만 동부 해역의 밀물은 노량수도를 향하여 흐르고, 대도 남동방 관음포 부근에서 반류 또는 조그마한 지형성 소용돌이가 발달한다, 노량수도를 통과한 밀물은, 동으로 흘러 중앙 해저 둑 위에 이르고, 일부는 서서히 오른편으로 돌아, 진주만 중앙 해저 둑 서방의 깊은 곳을 따란 남으로 향하여 흐른다. 나머지 부분은 왼편으로 돌아 진교만으로 흘러들어간다. 6. 해류병 표류 실험만으로서는 해수 유동에 관한 정량적인 연구는 어렵지만, 흐름의 개요를 파악하거나 실측류를 뒷받침하는 유력한 수단이 된다. 특히 어란이나 치자 등 수산 자원 수송의 기구를 밝히는 데 적절한 수단이라 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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