• 한국해양학회지:바다
• /
• 제22권3호
• /
• pp.103-117
• /
• 2017

이 노트는 국립해양조사원이 5년(2012~2016년)간에 걸쳐 지역해(동해, 황 동중국해) 수치예측시스템을 구축하여 자동으로 끊임없이 운영하면서 확보한 기술들 중 다음 3가지를 담고 있다. (1) 끊임없이 3일 해양예측 자료를 생산하기 위한 전략, (2) 매일 특정시각에 외부 해양 기상자료(HYCOM, NOAA/NCEP GFS)를 안정적으로 내려 받는 방법과 (3) 해양예측시스템 운영자들이 휴대전화 단문 메시지 서비스(Short Message Service)를 이용하여 해양예측시스템 수행 시 발생하는 시스템 오류를 신속하게 파악할 수 있는 기능에 관하여 기술하였다. 이들 기본 기술과 운영시스템 구성의 기본 개념은 지역해와 연안 해양 수치예측시스템을 자동으로 운영하는 체계를 구축하는 데 있어서 유용하게 사용될 것이다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.245-252
• /
• 2004

동계 동중국대륙의 연안수가 발달하여 쿠로시오 난류의 경계역으로 확장된 후 주변의 북상 난류역에 의해 포획됨으로써, 고립되는 현상이 1999년 및 2003년 NOAA 위성영상에 포착되었다. 1999년의 경우 냉핵 와동류(cold core eddy)는 약 2개불간 존재하였고 (5월초~6월 하순), cold core의 중심 수온은 15~2$0^{\circ}C$로 주변보다 2~3$^{\circ}C$ 낮게 나타났다. NOAA 위성수온 영상에 포착된 냉핵 와동류의 주변 가장자리 해역에서 SeaWiFS 위성자료로부터 추정된 클로로필 $\alpha$ 분포는 4.0~6.0 mg/m$^3$으로 냉핵 와동류 중심해역의 농도 1.0~3.0 mg/m$^3$ 보다 2배정도 높게 나타났다. 2003년 경우 2월중순에 냉핵 와동류 중심수온은 9~1$0^{\circ}C$였다. 와동류의 크기는 직경 150km 정도였으며, 냉핵 와동류의 수평 분포양상은 50m 등수심 분포와 유사하게 나타났다. 이어도(Socotra Rock) 해역을 중심으로 동계-춘계에 발생되는 냉핵 와동류의 형성 메카니즘은 중국대륙 연안수와 쿠로시오 난류가 만나는 경계역에서 수괴간의 힘의 균형, 계절풍 조건 및 해저 지형 분포와 밀접한 관계성이 있는 것으로 나타났다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제38권6_1호
• /
• pp.1245-1255
• /
• 2022

테라노바 만 폴리냐(Terra Nova Bay polynya, TNBP)는 강한 활강풍에 의해 형성되는 동남극의 대표적인 연안 폴리냐이다. TNBP는 동남극의 주요 해빙 생산지 중 하나이며 지역적 해류 순환과 주변 해양 생태계에 큰 영향을 미치기 때문에 시계열 모니터링을 통해 면적의 변화와 발달 특성을 분석하는 것이 매우 중요하다. 이 연구에서는 2007년 4월부터 2022년 4월까지 획득된 인공위성 영상레이더(synthetic aperture radar, SAR) 및 광학영상으로부터 연안 폴리냐의 대표적 특징인 Langmuir circulation에 의한 줄무늬와 폴리냐와 주변 해빙 사이의 경계를 탐지하여 TNBP의 영역을 정의하고 면적과 발달 특성을 분석하였다. TNBP는 강한 활강풍이 부는 남극의 겨울철(4-7월)에 빈번하지만 작은 면적으로 발생하는 반면, 해빙의 두께가 상대적으로 얇은 3월과 11월에는 큰 면적으로 발달하는 것이 확인되었다. 위성 관측 시각 이전의 12시간 평균 풍속은 TNBP 면적과 0.577의 상관계수를 보였으며, 이는 바람이 TNBP의 형성에 상당한 영향을 미치며 발달 과정에는 바람 이외의 다른 환경 요인들도 영향을 미칠 수 있음을 나타낸다. TNBP의 발달 방향은 풍향에 지배적인 영향을 받으며, 국지적인 해류 순환이 일부 영향을 주는 것으로 파악되었다. 이 연구의 결과는 TNBP 발달 특성의 명확한 규명을 위해 바람 외에도 해빙, 해양, 대기 관련 환경 요인들의 영향도가 복합적으로 분석되어야 함을 제시한다.

• 터널과지하공간
• /
• 제32권5호
• /
• pp.312-326
• /
• 2022

암반의 표준 파괴기준식의 하나로 인정받고 있는 일반화된 Hoek-Brown (GHB) 식은 암반공학적 활용에 특화되어 있으며 넓은 범위의 암반조건을 고려할 수 있다. 이에 따라 암반 구조물의 안정성 해석과정에서 GHB 식을 적극적으로 활용하기 위한 많은 연구 노력이 진행 중이다. 이 연구에서는 탄소성 해석법의 일종인 slip-line 해석법을 GHB 파괴기준식과 결합하여 원형터널 주변의 소성반경과 응력분포를 간편하게 계산할 수 있는 해석적 수식들을 유도하였다. 관련 수식 유도과정에서는 파괴 후 거동으로 완전 소성 거동을 가정하였고, 초기지압은 정수압 상태로 가정하였다. 이 연구를 통하여 소성반경은 터널 벽면과 탄성-소성 경계면에 대응되는 두 접선 마찰각을 이용하여 해석적으로 계산할 수 있음을 밝혔다. 또한 유도한 해석 식들을 이용하여 계산한 소성반경과 응력분포는 2008년에 발표된 Lee & Pietruszczak의 수치해석적 방법의 결과와 일치함을 보였다. 이 논문의 후반부에서는 유도한 해석 식을 활용하여 암반의 양호도가 소성영역의 크기, 응력분포, 접선마찰각의 변화에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제24권4호
• /
• pp.495-508
• /
• 2019

조석현상이 뚜렷한 연안에서 항해, 연안 구조물 설계, 해양영토 획정, 침수범람 예보 등을 위하여 여러 조위 기준면들(tidal datums)이 사용된다. 우리나라 수로학 분야와 해안공학 분야에서는 수심을 측량하는 기본 수준면(datum level)으로 약최저저조위(ALLW)를 사용하고, 해안선과 안전수직높이(vertical clearances) 기준면으로는 약최고고조위(AHHW)를 사용하고 있다. 그러나 최근에 미국, 호주, 영국을 포함하여 국제적으로는 최저 천문조위(LAT)와 최고 천문조위(HAT)를 기본 수준면과 안전수직높이의 기준면으로 사용하고 있다. 이 연구에서는 서해안과 남해안 9개 조위 관측소에서 19년(1999-2017년) 동안 1시간 간격으로 관측한 해수면 높이 자료를 '19년 벡터평균 분석', '19년 연속 분석', '1년 연속 분석' 방법으로 각각 1분 간격으로 19년간 예측한 조위로부터 LAT와 HAT를 계산하였다. 이 연구에서는 19년 연속 관측자료의 조석 조화분해와 19년 연속 조석 예측에 모두 적합한 UTide 프로그램을 사용하였다. 각 조위 관측소에서 '19년 벡터평균 분석'과 '19년 연속 분석' 방법으로 각각 계산한 LAT 또는 HAT 값들의 차이는 대부분 ±1 cm 미만으로 큰 차이를 보이지 않았으며, 이 두 방법은 서로 거의 일치하는 결과를 생산하였다. 반면에 각 조위 관측소에서 19년간 연속 관측한 자료를 연별로 19개로 나누어 각각 1년 자료씩 조석 조화분해한 후 각각 19년간 조위를 예측한 '1년 연속 분석' 방법은 서로 크게 다른 19개의 LAT와 HAT 값들을 산출하였으며, 그 19개들의 표준편차는 3~7 cm이었다. '1년 연속 분석' 방법으로 구한 이들 값들은 '19년 연속 분석' 방법으로 산출 값과 비교하면 서해안과 남해안에서 LAT는 -16.4~10.7 cm의 차이를 보였으며, HAT는 -8.2~14.3 cm의 차이를 보였다. 계산된 LAT와 HAT를 ALLW와 AHHW와 정량적으로 비교했을 때, 서해안과 남해안에서 LAT는 ALLW보다 평균적으로 46.2 cm 더 낮았으며, HAT는 AHHW보다 평균적으로 33.6 cm 더 높았다. 이러한 차이에 가장 크게 기여하는 분조는 ALLW와 AHHW 계산에 고려되지 않은 진폭이 비교적 큰 S_a와 N₂ 분조이었다. 또한 천해분조가 강하게 발달한 내만에서는 M₄와 MS₄ 분조가 추가적으로 그 차이에 상당히 기여하였다. LAT와 ALLW 간 차이와 HAT와 AHHW 간 차이가 같지 않은 이유는 ALLW와 AHHW를 계산할 때는 주요 4대 분조의 진폭만을 사용하지만 LAT와 HAT를 계산할 때는 실질적으로 67개 분조의 진폭뿐만 아니라 지각도 사용하기 때문이다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제31권6호
• /
• pp.468-477
• /
• 2019

불규칙파에 의한 정온도 평가 시 주로 사용하는 Boussinesq 근사의 수치모형은 항의 개구부 폭이 약 30 m 내외의 좁은 마리나와 같은 소규모 항만에서는 격자 크기의 적용성 한계가 있고, 항 내로 진행하는 파의 회절에 대한 평가 시 정확한 정온도 평가가 어려울 수 있다. 본 연구에서는 정수면의 비정수압 항이 고려되어 해수면과 바닥층에서의 유속으로 계산하는 비선형 천수방정식 모형인 SWASH 모형(Zijlema and Stelling, 2005)을 사용하여 좁은 항의 개구부에서 정온도 평가의 적용성을 검토하였다. SWASH 모형은 구조물 및 지형에 입사하는 반사파 적용 시 수심과 공극율 계수 및 구조물 크기에 따라 부분 반사를 제어한다. 본 연구에서는 실제 구조물 단면 형태에 따른 구조물 전면에서의 반사파의 평가와 단면의 형태 및 구조물의 형태에 따라 반사율 적용성을 검토하였다. 항 내에 진입하는 회절 파랑에 의한 모델의 재현성을 평가하기 위해 구조물 직각 및 경사로 입사하는 영역을 구성하여 기존의 Goda et al.(1978)가 제시한 회절도 이론값과 비교하였다. 수심평균으로 계산된 단면 구조물 반사율 실험 결과는 Stelling and Ahrens(1981)이 제시한 반사율의 개략치와 유사한 반사율을 나타내며, 경계에서의 반사파의 제어와 구조물의 형상 및 지형에 따라 반사파가 잘 재현되는 것으로 판단된다. 회절도 검토 결과 파랑 진입 각도 및 회절파의 형태가 계산치가 이론값과 아주 유사하게 나타나지만, 경사 입사 및 직각 입사 모두 방향 집중도가 작은 경우 파고비가 0.5~0.6인 일부 구간에서 회절도가 저평가되는 것으로 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제31권5호
• /
• pp.265-277
• /
• 2019

파랑관측 자료와 실측된 해안선 위치를 활용하여 맹방해안에 형성되는 beach cusp의 일 년에 걸친 대순환과정과 계절별 특성을 포획모드 Edge waves와 beach cusp의 인과 관계를 중심으로 살펴보았다. 맹방표사 계에 출현하는 beach cusp의 시공을 통한 변화 추이를 가늠하기 위해 threshold 상향통과 법으로 특정된 각 beach cusp의 파장과 진폭을 활용하여 정량화하였으며, 스펙트럼 해석의 경우에는 spectral mean sand wave number를 도입하여 정량화하였다. Spectral mean sand wave number의 시계열자료로부터 sand wave의 융합과 분할이 반복되는 주기를 산출하는 경우 beach cusp의 대순환과정은 일 년에 두 번에 걸쳐 진행되는 것으로 보인다. 해빈면적의 경우 해빈 대순환 과정이 완성되는 일 년을 기준으로 $14,142m^2$ 정도 증가하였으며, quadratic 회귀 분석하여 얻은 평균 해안선의 경우 맹방해안 남단과 북단에서는 18 m, 맹방해안 중앙부에서는 2.4 m 내외로 전진하였다. 해빈면적은 2017.11.26부터 2017.12.22 사이에 $30,345m^2$ 내외로 급속하게 증가하였으며, 이렇게 급속한 해빈면적 증가는 상당히 예외적인 것으로 11월 26부터 12월 22일 사이에 맹방해안으로 내습한 파랑의 성격에 기인하는 것으로 판단된다. 전술한 기간은 온화한 장주기 너울이 지배적이며, 대부분의 파랑이 영의 영각에 가깝게 맹방해안으로 내습한다. 이러한 파랑조건은 주 표사 이송모드가 횡단 표사라는 것을 의미하며 자연 해빈의 자기 치유능력이 횡단 표사를 통해 구현된다는 사실을 상기하면 전술한 해빈면적의 급속한 증가는 영의 영각으로 진입하는 파랑의 경계층 streaming에 의해 해안방향으로 회귀되는 표사가 누적되어 발생하는 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제26권1호
• /
• pp.37-48
• /
• 2021

본 연구에서는 해수 중 생물에게 실질적으로 이용되어질 수 있는 자유용존상 농도(freely dissolved concentration)를 보다 쉽고 빠르게 검출하고자 해수를 고속으로 회전시키는 수동형 채집 장치를 제작하였다. 이 고속회전식 수동형 채집 장치(high speed rotation-type passive sampling device)를 한반도 주변해역에 적용하여 해수 중 다환방향족탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)의 자유용존상 농도를 측정하였다. 또한 대용량 해수 채취법(high volume water sampling)으로부터 구한 PAHs의 용존상 농도(dissolved concentration)와 고속회전식 수동형 채집 장치로부터의 자유용존상 농도를 비교하여 생물에게 직접적으로 이용 될 수 있는 비율을 조사하였다. 그 결과, 고속회전식수동형 채집 장치 모터의 회전속도를 900 rpm으로 가동하였을 때, 소수성이 낮은 저분자 PAHs 화합물(log KOW 3.4 ~ 5.2)은 5시간 만에 평형에 도달하였다. 반면 소수성이 비교적 높은 고분자 화합물(log KOW 5.6 ~ 6.8)의 경우, 평형에 도달하는 데 걸리는 시간은 최소 2일에서 한 달 정도 소요될 것으로 예상되었다. 그러나 실행보정물질(performance reference compounds)를 이용할 경우, 5시간 가동만으로도 평형상태에서의 고분자 화합물의 농도 예측이 가능하였다. 수동형 채집 장치를 적용하여 측정된 조사해역에서의 PAHs의 자유용존상 농도는 0.32 ~ 1.2 ng/L으로 다른 대양에서의 농도보다는 높았지만, 항구나 해안과 같은 연안보다는 매우 낮은 수준이었다. 용존상 및 자유용존상이 모두 검출된 PAHs를 대상으로 생물에게 이용 될 수 있는 비율은 서해병 폐기물 배출해역 위치와 인접한 조사구간에서 가장 높았다. 또한 생물 체내 잔류농도를 예측하였을 때, 폐기물 배출해역이 포함된 외해가 연안보다 비교적 높은 것으로 나타났다.

• 자원환경지질
• /
• 제50권6호
• /
• pp.477-486
• /
• 2017

본 연구에서는 독도, 동도와 서도 연안에서 정밀 해저 지형과 해저면 영상 자료를 획득하여 해수면 아래에서 나타나는 해저 지형 및 해저면 환경 특성을 비교 분석하였다. 독도 섬 육지부와 바로 연장되는 동도와 서도 각 남부 연안 해역의 약 $250m{\times}250m$ 범위에서 정밀 수심 자료와 해저면 영상 자료를 획득하였다. 동도 남부 연안은 최대 수심 약 50 m 범위이며, 서도 남부 연안은 최대 수심 약 30 m 범위에 해당한다. 동도와 서도 연안은 섬 육지부에서부터 연장되는 모암이 해수면 아래로 그대로 이어져 해저면에서 큰 수중 암반 지대를 형성하고 있는데, 그 규모는 서도 남부 연안이 동도 연안에 비해 비교적 크게 나타난다. 동도와 서도 연안 모두 유사한 수중 암반 지대가 형성되어 있지만, 주변으로 형성된 해저면 환경은 동도와 서도 남부 연안에서 상이하게 나타나는 특징을 보이고 있다. 동도 남부 연안은 섬 육지부에서 기인한 크고 작은 암설들로 인해 형성된 테일러스(Talus) 형태의 해저면 환경이 수심 약 15 m 범위까지 형성된 특징을 보이며, 수중 암반 지대와 해저면의 경계면이 모호하게 형성되어 있다. 반면에 서도 남부 연안은 비교적 큰 규모의 수중 암반들과 고른 퇴적물이 분포하여 해저면과 접하고 있는 섬 육지부터 연장되는 암반들의 경계면이 확실하게 구분되는 특징을 보이고 있다. 이는 동도의 해안 절벽에 많이 노출되어 있는 응회암층이 풍화나 침식에 약하여, 서도 연안에 비해 섬 육지부로부터 운반된 쇄설성 퇴적물이 흘러내린 영향이 많은 것으로 판단되는데, 특히 동도는 서도에 비해 선착장이나 통행로 개설공사 등의 활동이 계속되어 섬 육지부의 지반 불안정과 단층, 절리, 균열이 높은 편으로 나타난 바 있다. 또한 과거 연구 결과들에서 동도와 서도에 나타나는 괴상 응회질 각력암층이 서로 다르게 형성되어 있음이 제시된 바 있는데, 이러한 요소가 동도와 서도 남부 연안 해저면에서 구별되어 나타나는 쇄설성 퇴적물 환경에 영향을 주었을 것으로 판단되며, 동도와 서도 남부 연안의 상이한 해저면 환경적 특성이 나타나는 것으로 생각된다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제42권6호
• /
• pp.478-485
• /
• 2009

제주도 남부 해안지대의 용암류대지에 Andisols로 분류되는 토양들과 인접하여 주로 분포하며, Alfisols로 분류되고 있는 용흥통을 재분류하고, 그 생성에 대하여 고찰하고자 용흥통 대표단면의 형태적 특성을 조사하고, Soil Taxonomy의 표준 분석방법인 Soil Survey Laboratory Methods Manual에 따라서 토양을 분석하여 Laboratory data sheets를 작성하였다. oxalate 침출성 (Al + 1/2 Fe) 함량은 3.2$\sim$3.4%로 andic 토양 특성의 분류기준을 충족시키고 있으나, 인산보유능이 72.7$\sim$84.5%로 85% 미만이며, 용적밀도가 $1.21{\sim}1.42Mg\;m^{-3}$으로 $0.90Mg\;m^{-3}$ 이상이다. 따라서 용흥통은 Andic 토양 특성을 보유하고 있지 않으므로 Andisols로 분류할 수 없다. 반면에 BAt층에서 Bt4층 (15~150 cm)까지 점토집적층인 argillic층을 보유하고 있으며, 기준깊이에서의 염기포화도 (양이온합)가 35% 미만이므로 Andisols, 또는 Alfisols이 아니라 Ultisols로 분류되어야 한다. Argillic 층위의 상부 15 cm 깊이에서 유기탄소 함량이 $9g\;kg^{-1}$ 이상이므로 아목은 Humults로 분류된다. 무기질 토양표면에서 150 cm 이내 깊이에 암석질이나 준암석질 접촉면 등이 없으며, 무기질 토양표면에서 150 cm까지 깊이의 argillic 층위에서 점토함량이 최대치와 비교하여 20% 이상 감소되는 층위가 없으므로 대군은 Palehumults로 분류된다. Andisols로 분류되는 토양들과 인접하여 분포하나 Ap층의 용적밀도가 $1.21Mg\;m^{-3}$으로 andic 아군의 분류조건을 충족시키지 못하므로 아군은 Typic Palehumults로 분류된다. 토성속 제어부위에서의 점토 함량이 35% 이상이고, thermic 토양온도상을 보유하므로 용흥통은 fine, mixed, themic family of Typic Hapludalfs가 아니라 fine, mixed, thermic family of Typic Palehumults로 분류되어야 한다. 비교적 건조한 제주도 서부 및 북부 해안지방에는 층형 규산염 점토광물을 주광물로 하고 있는 non-Andisols 토양이 주로 생성 발달되고, 보다 습윤한 그 외의 지역에서는 알로판 또는 Al-유기복합체가 주가 되는 Andisols 토양이 주로 생성 발달하고 있다. 그러나 용흥통의 경우 강우량이 1,800 mm 내외로 비교적 많은 제주도 남부 해안지역에 분포하고 있으면서도 조면암, 조면암질 안산암 및 이들 암석에서 유래된 화산회를 모재로 하고 있기 때문에 non-Andisols 토양으로 생성 발달한 것이라고 생각된다. Andisols로 생성 발달되지 않은 용흥통은 안정한 지형인 용암류 대지에 분포하고 있으므로 토양이 거의 침식되지 않고 충적물이 별로 퇴적되지 않기 때문에 오랫동안 토양수의 하향이동에 따른 점토 집적작용과 염기 용탈작용을 받게 된다. 그 결과 점토집적층인 argillic층이 생성되고, 기준 깊이에서의 염기포화도 (양이온 합)가 35% 미만으로 강산성 토양인 Ultisols로 생성발달한 것이다. 그러나 Andisols로 분류되는 토양들과 인접하여 분포하고 있어서 Andisols 특성을 상당 부분 보유하고 있기 때문에 Ultisols 중에서도 Humults로 생성발달한 것으로 생각된다.