• 한국해양학회지
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• 제27권4호
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• pp.324-331
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• 1992

한반도 주변에 분포하는 수괴와 해수순화에 관하여 지금 까지 알려져있는 사실들 을 토대로 하여 이를 요약 정리하였고 물리적 관점에서 이에 대하여 간략히 논의하였 다. 한반도 주변의 해황(수괴와 해수순환)은 해역의 남쪽 경계인 쿠로시오수로부터 분 리유입된 대마난류에 의해 지배되나 담수유입, 바람, 대기와의 열교환등에 의해 크게 변형된다. 남서해에서 대마난류수의 확장 한계는 일차적으로 대만북측과 제주도를 연 결하는 선으로 볼 수 있으나 여름철에는 외해로 확장하는 양자강수의 영향을 많이 받 고 겨울철에는 강한 북서계절풍에 의해 난류수의 황해유입이 유발되는 것이 특징이라 할 수 있다. 동해에서 대마난류수는 한국 동안 (약 37-38$^{\circ}$N 부근)에서 일본 북부의 Tsugaru, Soya 해협을 연결하는 선 이남에 국한된다고 대체적으로 볼 수 있으나 겨울 철의 북서 계절풍 표면냉각 등에 의해 표층은 물론 심층까지 영향을 받을 가능성이 매 우 크다. 그러나 한반도 주변 해황에 대한 이해는 아직도 크게 부족하여 해결되어야 할 문제점들이 많이 남아 있어서 이를 간략히 열거해 보았으며 이에 대한 몇 가지 사 견도 제시하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제20권2호
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• pp.102-118
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• 2015

본 연구에서는 국제 공동 해양 재분석 자료 비교 프로젝트 결과를 요약하였다. 다양한 재분석 자료 생산 시스템의 종류 및 특성을 소개하였으며, 대표적인 8가지 해양 변수(열용량, 열염분 높이, 해수면 높이, 표층 열속, 혼합층 깊이, 아표층염분, $20^{\circ}C$ 등온선 깊이, 해빙)에 대한 전지구 해양 자료 동화 모델 성능을 비교 분석하였다. 일반적으로 단일 재분석 자료 결과보다 앙상블 평균 값이 비교적 높은 성능을 나타내었으나, 검증 변수와 해역에 따라 서로 다른 특징을 보였다. 해양 변수 중에는 염분 및 해빙 변동이 모델간 가장 큰 편차를 보였다. 심층 해역, 남극해, 서안 경계 해역을 포함한 연안역에서는 공통적으로 객관 분석장과 동화 모델간의 편차가 크게 나타났다. 국내에서도 독립적으로 운영되고 있는 해양 자료 동화 모델간의 비교 분석 프로그램이 추진되어, 향후 관련된 국제 공동 연구에 활발히 참여할 수 있는 기회가 확대되기를 기대한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제9권4호
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• pp.243-252
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• 2006

산업혁명이후 대기중 이산화탄소 등 온실기체의 농도는 꾸준히 증가하고 있고, 이에 따른 기후변화와 해수면 상승 등의 문제의 심각성에 대한 전세계적인 관심이 증가하고 있다. 따라서 인간활동에 의해 대기중으로 방출되는 $CO_2$의 배출량을 줄이기 위한 다양한 방법이 제안되고 있다. 그 중에서 최근 $CO_2$를 해양 심층부에 직접 투기하거나(해양분사법), 해저면(해양저류법)또는 지중에 주입(해양지중법)하여 격리하고자 하는 방안에 대한 국내외 관심이 높아지고 있다. 특히 해양은 대기와는 비교도 할 수 없을 만큼 큰 $CO_2$의 저장고로서 이미 대기중 $CO_2$ 농도의 증가는 표층해수로 유입되는 $CO_2$ 유입량을 증가시키고 있다. 향후 100년간 해수로 유입되는 $CO_2$는 크게 증가할 것으로 예상되는데 이에 따라 표층 해수의 pH는 최대 0.4이상 낮아질 수 있다는 전망이 나오고 있다. 이와 같은 해수의 산성화는 산호, 석회조류(cocolithophorid)와 같이 몸의 일부를 석회질로 구성하는 생물들의 성장에 심각한 저해 영향을 미칠 수 있음이 실험적으로 밝혀지고 있다. 뿐만 아니라 성게나 어류의 유생과 같이 환경변화에 민감한 생물들은 $0.1{\sim}0.2$ 정도의 pH 변화에 의해서도 발생이 저해될 수 있다는 연구 결과는 대기중 $CO_2$ 농도 증가에 따른 해양생태계 훼손의 가능성을 더욱 높이고 있다. 반면에 대기중으로 배출되기 전에 포집된 $CO_2$ 심해처리는 처리지역 주변의 용존 이산화탄소 농도를 증가시키고 해수의 pH를 감소시켜 심해생태계를 교란할 수 있는 가능성이 높다. 따라서 심해처리 기술을 개발하는 단계에서 처리과정에서 발생할 수 있는 다양한 생물학적 위해성에 대한 충분한 검토가 필요할 것이다. 국내에서는 발광미생물과 저서단각류에 대한 용존 $CO_2$의 저해 영향에 대한 시범적인 연구가 본 연구진에 의해 수행되었는데 해수의 pH가 1.5 이상 감소한 경우에는 유의한 저해영향이 관찰됨을 알 수 있었다. 특히 단각류의 경우 동일한 pH에서도 $CO_2$로 산성화된 해수의 독성영향이 더욱 큰 것으로 나타났다. 본 논문에서는 현재까지 $CO_2$ 해양생물학적 영향에 관련하여 국내외에서 이루어진 여러 연구 결과들을 방법론에 따라 정리하였다. 이러한 연구 결과들은 향후 대기중 $CO_2$ 증가 또는 해양처리에 따른 용존 $CO_2$ 농도 증가에 따른 생태계 위해성을 예측하는 데에 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Ocean and Polar Research
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• 제26권4호
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• pp.581-594
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• 2004

하계 동해의 기원 해수 T-S diagram 방법에다 용존 산소를 추가시키고, 자료를 위도-경도 평면상에서 표시하는 방법으로 기원해수를 판별하였다. 하계에 동해에서 총 8개의 기원해수가 판별되었다. 표층해수로는 1) 고온-저염의 EKCW, 2) 고온-최저염의 NKSW, 3) 고온-고염의 MTSW, 4) 저온-저염의 TSCW의 4종류와 5) 최고염의 TMW, 6) 저온-저염-고농도의 산소를 가지는 LCW인 2종류의 중층수 그리고 심층수로 7) 저온-고염-고농도의 산소를 가지는 ESIW, 8) 최저온-고염-저농도의 산소를 가지는 ESPW 8종류로 구분할 수가 있었다. 특히, 동해 중 북부 해역에서 발견된 최저염의 NKSW(North Korea Surface Water), 기존에 알려진 대마난류 표층수에 비해 고염의 특징을 보여준 MTSW(Modified Tsushima Surface Water), 그리고 타타르 해협에서 시베리아 연안을 따라 남하하는 TSCW(Tatar Surface Cold Water)등이 이번 연구에서 새롭게 정의되었다. 조성비로 본 기원 해수의 흐름 총 8개의 기원해수에 대해 조성비 50% 이상을 기준으로 한 각 기원해수의 흐름을 Fig. 7에 나타내었다. 먼저 표층의 흐름을 보면, EKCW는 대한해협 서수도를 통해 동해 연안을 따라 북상하는 흐름을 보였고, MTSW는 대단해협 동수도를 통해 동해로 진입하여 $40^{\circ}N$ 부근까지 영향을 미쳤다. TSCW는 타타르 해협에서 시베리아 연안을 따라서 블라디보스톡 부근까지 남하를 하였고, NKSW는 동해 중부의 $40^{\circ}NP{\sim}42^{\circ}N$ 부근에 국지적으로 분포하였다(Fig. 7a). 중층에서는, TMW가 $40^{\circ}N$ 부근까지 영향을 미쳤고, 동해 북부 해역에서 기원한 LCW와 ESIW에 세력에 막혀 더 북진을 못하고 동진하는 것으로 판단되었다. LCW는 동해 북부해역에서 반시계 방향의 순환하는 흐름과 연안을 따라서 남하하는 흐름 두 종류의 흐름이 있는 것으로 판단되었다(Fig. 7b). 심층에서는, ESIW가 동해 북부 연안을 따라 $36^{\circ}N$ 부근까지 남하하는 흐름을 보였고, ESPW는 수심 500m 부근에서 시베리아 연안을 따라 남부 연안까지 남하하는 한 줄기가 있음을 알 수 있었다. 점차 수심이 깊어지면서 동해 남 북부 전체를 ESPW로 채우고 있어 어떤 흐름의 특징보다는 동해 전체의 상당한 부피를 차지함을 알 수 있었다(Fig. 7d). 동해 북부해역에서 생성되는 냉수들이 연안을 따라서 동해 남부해역으로 이동하는 흐름을 보여주었다. 따라서 동해 내부 순환의 큰 줄기는 연안을 따라 흐르는 냉수들의 흐름이며, 매년 동해남부 해역에 발생하는 용승 현상도 이러한 흐름의 연장선에 있음을 짐작할 수 있다(Lee and Kim 2003).

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권6호
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• pp.476-483
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• 2016

해양온도차발전용 유기랭킨사이클은 해양의 표층수와 심층수사이의 온도차를 이용하여 발전하는 사이클이다. 작동유체는 유기랭킨사이클의 열역학적 성능에 있어 중요한 요소이다. 유기랭킨사이클의 열역학적 분석방법으로 핀치포인트분석이 있다. 본 연구는 열교환기내 핀치포인트온도차의 변화와 열원 및 열침의 출구온도의 변화에 따른 열역학적 성능분석을 수행하였다. 핀치포인트분석법에 따라 설계한 해양온도차발전용 단순랭킨사이클에 7종의 단일 작동유체를 적용하여 열역학적 성능을 분석하였다. 성능분석결과 열교환기에서 핀치포인트온도차와 열원 및 열침의 온도변화가 작을수록 사이클 총 비가역성 및 총 엑서지 파괴인자가 감소하였으며, 제2법칙 효율은 상승하였다. 또한 비가역성은 열역학적 변화가 발생한 곳에서 크게 변화하였다. RE245fa2는 선정한 작동유체 중에서 가장 우수한 열역학적 성능을 보여주었으며, 모든 작동유체의 성능은 유사하였다. 열교환기 및 작동유체 선정에 있어 열역학적 성능과 함께 다양한 요소들에 대해서도 엄밀한 이론적 근거가 필요하다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제27권4호
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• pp.194-210
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• 2022

동중국해 북부와 경계를 이루는 황해 남동부 해역에 대해 무기탄소의 월별 재고와 변동을 초래하는 플럭스들을 상자 모형으로 모의하였다. 월별 용존무기탄소의 자료는 네 차례 계절을 대표하는 관측 결과에 최근 발표된 논문의 자료를 발췌하여 구성하였다. 연간 용존무기탄소(C_T)의 재고가 정상상태에 있으며 표층에서 이류에 의한 변동이 무시할 정도로 작다고 가정하고 표층과 심층의 2-상자 모형을 사용했다. 모의 결과 월별 표층과 심층 사이의 재고는 혼합층 두께의 변동에 따른 혼합 플럭스가 -40~35 mol C m^-2 month^-1의 규모로 주도했다. 대기로부터 유입되는 CO₂ 플럭스는 약 2 mol C m^-2 yr^-1 이고, 혼합 플럭스의 1/100 미만으로 작았다. 생물 펌프 플럭스는 4~5 mol C m^-2 yr^-1 범위로 추정되었는데 이는 현장 실측 자료에 비해서 절반가량 수준이다. 물기둥의 C_T 재고는 동계 혼합이 끝나는 4월에 최대를 보이며 성층기에 조금씩 줄어든다. 따라서 C_T 총량은 성층기에 혼합기보다 높게 나타나는데 정상상태가 유지되려면 최대와 최소의 차분인 18 mol C m^-2 yr^-1 (= 216 g C m^-2 yr^-1)이 동중국해로 송출되어야 한다. 이를 황해 남부 경계 전체에 대해 외삽하면 4 × 10⁹ g C yr^-1 규모이다. 이 플럭스는 개념상 대륙붕 펌프에 해당한다. 실제로 태평양 외양역에 도달하려면 동중국해를 거쳐야 하므로 실제로 대륙붕 펌프로 기여하는 플럭스의 크기는 이보다 현저하게 낮을 것으로 전망된다. 자료 부족과 계산에 필수적인 가정에 수반되는 오류 때문에 추정값은 상당한 크기의 오차를 포함하지만 모의를 통해 C_T의 변동을 초래하는 플럭스 사이의 상대적인 기여도와 범위를 제약할 수 있었고 향후 연구에서 주목해야 할 사항을 도출할 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제28권6호
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• pp.565-572
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• 2004

전차륜느 연안역에서 큰 스케일에서의 물질수송에 대한 관점에서 보면 조류보다 더 중요한 역할을 한다. 이러한 잔차류의 주된 성분은 조석 잔차류이며, 취송류, 밀도류 등도 이 흐름을 변동시키는 중요한 인자들이다. 이러한 연안역의 흐름의 특성을 규명하기 위해서는 3차원 유동모델의 적용이 필수적이다. 본 연구는 하천으로부터 담수유입에 의한 연안수역의 성층화 구조를 다루는데 초점을 두었으며, 이를 위해 3차원 밀도류모델을 적용하여 울산만의 유동을 재현하고, 담수유입에 의한 성층화 구조를 규명하였다. 그 결과 울산만과 같이 담수유입이 존재하는 반폐쇄 하구에서는 표층에서는 만외로 유출하고, 저층에서는 만내로 유입하는 흐름이 발생하였다. 또한 만내방향으로의 바람이 존재하는 경우에는 표층에서는 만내로 유입하는 흐름이, 저층에서는 이에 대한 보상류로 만외로 유출하는 흐름이 발생하는 것을 알 수 있었다. 이러한 해수유동결과는 해양목장 조성을 위한 인공어초투하, 연안표사 제어를 위한 잠제건설, 해저산맥 조성 등으로 인한 연직방향으로의 용승현상에 대한 규명이나 심층수 활용을 위한 기초연구에 적용이 가능할 것으로 사료된다.

• Ocean and Polar Research
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• 제34권4호
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• pp.413-430
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• 2012

하계 울릉분지에서 관측된 SCM층은 울릉분지에만 국한되어 나타나는 것이 아니라 동해 전역에서 관측되었다. 각기 다른 시기에 관측된 여러 문헌 자료와 하계 동해 전역에서 관측된 자료에 의하면 SCM층이 나타나는 시기는 5월부터 10월 하순까지 나타나는 것으로 추정된다. SCM층 바로 상층부에 표층보다 높은 용존산소가 관측되었고, SCM층이 영양염의 농도가 급격하게 증가하는 수심에 나타나는 것으로 보아 침강이나 낮은 광량에 대한 식물플랑크톤의 생리적인 적응보다는 식물플랑크톤이 활발하게 성장하고 있음 시사한다. SCM층에서 식물플랑크톤이 오랜기간 동안 지속적으로 성장하기 위한 영양염 공급과정으로 수직 확산, 소형 및 중형동물플랑크톤의 재생산등이 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 이들 과정은 SCM층에서 식물플랑크톤 질소 요구량의 약 50% 정도만 설명할 수 있어 SCM층의 질소 요구량에 대한 추가적인 공급기작으로는 난수성 소용돌이가 제시되었다. 그러나 난수성 소용돌이가 발달하지 않은 해역과 시기에 관측된 SCM층에 영양염은 고온 저염의 특성을 가지면서 영양염이 고갈된 표층수 아래에서 대한해협을 통해서 유입되는 영양염이 비교적 풍부한 해수가 울릉분지내로 유입되어 북상하면서 유광층까지 직접으로 상승하거나 수평이동 응력의 차이로 발생하는 난류혼합등에 의해서 추가적으로 공급되는 것으로 사료된다(Fig. 17). 그리고 동해 전역에서 5월에서 10월까지 존재하는 SCM층은 표층에서 심층으로의 유기물 수송에 상당히 기여할 것으로 사료된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권3호
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• pp.205-211
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• 2011

해수 중의 수소이온농도(pH)와 총알칼리도(TA) 측정 방법에 대한 선상 비교 연구가 동해 표층에서 저층에 이르는 약 550개의 실제 해수 시료에 대해 이루어졌다. 분광광도법과 전위차법에 대한 pH의 비교가 이루어졌으며, 두 방법에 의한 해수의 pH는 전반적으로 잘 일치하였으나, pH가 낮은 심층의 경우 피펫을 사용한 분광법에 의한 값이 전위차법 보다 높은 값을 보였다. 그러나 피펫을 사용하지 않은 분광법과는 두 방법의 정밀도 내에서 동일한 값을 보였다. 이는 피펫에 의해 해수 내의 이산화탄소가 제거되면서 시료 내의 pH를 증가시키는 것으로 판단된다. TA 측정법의 비교를 위해 폐쇄 용기를 이용한 전위차법과 개방 용기를 이용한 전위차법이 사용되었으며, 개방형 용기를 사용했을 때의 값이 폐쇄형 용기를 사용했을 때의 값에 비해 약 5~10 ${\mu}mol\;kg^{-1}$ 작은 값을 보인다. 이는 폐쇄형 용기를 사용했을 때, 적정 도중에 발생하는 이산화탄소가 용액 속에 남아 적정액인 염산 이외의 산을 용액 속에 추가하는 효과를 내기 때문으로 판단된다. 따라서 pH혹은 TA의 분석에 있어서 본 연구에서 비교한 어느 방법을 사용할 수도 있지만 각각의 방법에 대해 특별히 요구되는 주의를 기울일 때 만족할 만한 분석결과를 얻을 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.13-23
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• 2010

본 연구에서는 초연약지반의 장비진입을 위해 토목섬유와 모래를 포설하는 표층보강공법의 지지력 평가를 목적으로 50g 중력수준의 원심모형실험을 수행하였다. 연약지반의 비배수 전단강도를 3.1~11.7kPa로 조성하고, 토목섬유와 모래를 설치한 모형지반에 장비하중을 모사한 기초모형을 하중재하장치에 연결하여 지지력 실험을 수행하였다. 원심 이론적 제안식과 수치해석을 수행하여 비교하였다. 실험결과 지반강도의 증가에 따라 지지력이 증가하는 하중-침하 관계를 획득하였으며, 관입 또는 국부전단의 파괴경향을 관찰하였다. 작은 비배수 전단강도의 지반에서는 침하의 거동이 장비 주행성 평가의 중요한 인자인데 반하여 큰 비배수 전단강도의 지반에서는 지지력이 지배적 비배수 전단강도에 따른 지지력과 침하량의 회귀분석식을 산정하여 장비의 주행성 확보를 위해 지지력을 평가할 수 있는 방안을 제안하였다. 수치해석 결과, 실험결과와 유사한 하중-침하 관계를 얻을 수 있었다.