The synoptic structures and the dynamic and thermodynamic characteristics of Changma in 2007 are investigated using the ECMWF analysis data and the radiosonde data from KEOP-2007 IOP. The enhancement of the North-Pacific High into the Korean peninsula and the retreat of the Okhotsk High are shown during the onset of Changma and the change of wind component from southwesterly to northwesterly is appeared during the end of Changma. The baroclinic atmosphere is dominant during Changma at most regions over the Korean peninsula except at Gosan and Sokcho. The quasi-barotropic atmosphere is induced at Gosan by warm air mass and Sokcho by cold air mass. Precipitation in the Korean peninsula occurs when dynamic instability is strengthened as the baroclinic and qusi-barotropic structure is weakened. An empirical orthogonal function (EOF) analysis is performed to find the dominant modes of variability in Changma. The first EOF explains the onset of Changma. The second EOF is related to the discrimination for existence and nonexistence of precipitation during Changma period according to the alternation of equivalent potential temperature between middle and lower atmosphere.
태풍해일의 변동양상과 특성을 파악하기 위하여, 한국 남해안의 7개 검조소의 조석관측자료와 기상자료를 사용하여 태풍 Thelma 통과기간 중 각 항에서의 추산조위와 해일을 추정하여, 시간영역별 기상 및 해면변동에 관한 EOF분석을 하고 태풍해일, 기압, 바람응력의 spectrum분석을 실시하였다. 반폐쇄성 만(여수)인 경우 바람응력이 기압보다 해일발생에 큰 영향을 미치며, 개방된 항만(제주)은 기압이 해일에 큰 역할을 하는 것으로 나타났다. 해일의 값은 13.1~91.7cm 범위로서 여수에서 최고치를 보였다. 태풍 Thelma 통과시 EOF 제 1 모드는 전체 해일변동의 63%를 차지하였고, 제 1 모드에 수반된 해일의 시간변동은 18 시간 동안 쌍봉의 peak를 가진 변동을 보였다. 제 1 모드에 대한 남해안 7개 지점에서의 해일의 공간적 변동은 여수를 중심으로 동시에 해면이 상승하였다. 남해안 4개항(부산, 충무, 여수, 제주)의 해일, 기압 및 바람응력 spectrum의 peak 에너지는 0.008-0.076cph(약 3-10시간)의 저주파수대에 밀집되어 있고, 해일의 경우 여수와 제주에서 에너지 밀도가 크게 나타났다. 기압의 에너지 변동은 탁월하지 않았으며, 바람응력은 부산, 여수, 제주에서 에너지 밀도가 잘 나타났다. 또한, 세 변동성분의 자기상관은 해일의 경우 주기적 변동을 나타내었고, 기압과 바람응력은 모두 불규칙적인 상관을 보였다.
본 연구는 현재 NASA에서 제공되는 operational OMI HCHO 관측 값에서 에러를 발견하여, 월평균 HCHO 자료의 시계열에 4 차 다항식을 피팅함으로써 구한 배경 모수화(parameterization)값을 이용하여 OMI HCHO 자료의 보정을 수행하였다. 보정후의 OMI HCHO는 동태평양과 서태평양 지역에서 -1.48%, 0.65%/year 경향성을 보였으며 이 수치는 GOME(-0.99%, 1.1%/year)과 SCAIMACHY(-0.92%, 0.03%/year)의 경향성과 유사한 결과이며 적절하게 비정상적인 배경 HCHO 농도의 증가가 제거되었음을 나타낸다. 이 자료의 검증과 분석은 EOF와 SVD 통계적 분석 방법을 사용하여 아프리카 지역에서 다양한 위성 관측 값과의 (HCHO, CO, $NO_2$ 그리고 firecount) 시공간 변동성의 일치성을 비교 분석함으로써 수행되었다. 아프리카에서 MOPITT CO, OMI $NO_2$, SCIAMAHCY 그리고 OMI HCHO의 EOF와 SVD 분석 결과는 생태계화재(biomass burning)의 시공간 변동성 분포와 매우 높은 일치성을 보여준다. 그러나 OMI HCHO 관측 값은 화재가 가장 강하게 발생하는 지역의 풍하측에서 최대 값이 보이며, 화재 발생이 가장 높은 1월에 다소 낮은 HCHO 값이 보이는 등 시공간적으로 생태계 화제 분포와 차이를 보인다. 이것의 원인으로 우리는 이 지역의 열대우림의 식물활동(biogenic activity)영향으로는 설명할 수 없고, biomass burning 에어로졸에 의한 잘못된 AMF 계산이 OMI HCHO 산출에 사용됨으로써 발생한 오차라는 것을 밝혔다. AMF와 관련된 오차가 적절하게 보정된다면, 아프리카 지역의 HCHO 시공간 변동성은 생태계 화제의 변동성을 따를 것이라 예상된다. 따라서 본 연구는 통계적 기법이 위성 자료를 평가하는데 매우 효율적인 방법임을 제안한다.
본 연구에서는 우리나라 연안의 2003~2009년 해수면자료로 조위편차를 산출하고, 일평균조위편차의 시공간적 변동을 EOF 분석, 해면기압과 바람이 조위편차 변동에 얼마나 영향을 미치는지를 상관성 분석을 통해 알아보았다. 일평균조위편차는 전체 변동량의 68 %(제1모드)가 동시승강하였고, 전체 변동량의 21 %(제2모드)는 서해안이 상승할 때 남해안과 동해안이 하강하는 교차승강을 하였다. 해역별로 조위편차에 영향을 주는 주요 요인을 보면, 서해안은 남-북 방향의 바람 성분이었고, 남해안은 동해안으로 갈수록 해면기압의 영향이 우세하였다.
20개 검조소 자료 분석을 통해 국내연안에서 해일강도특성을 파악하고자 하였다. 조위편차 자료에 대한 통계분석 결과 해역별로 해일발생 특성이 구분되는 경향을 보였으며 서해안의 조위편차가 남해안 및 동해안에 비해 월등히 큰 것으로 나타났다. 30 cm 이상에 해당하는 해일고에 대해서 해일강도를 분석하였는데 태풍에 의한 해일을 분리한 결과 서해안의 경우 해일 발생이 주로 계절풍에 기인하여 동절기에 크게 나타나고 있는 반면 남해안과 동해안의 경우에는 계절풍의 영향은 미미하고 하절기 태풍에 의한 영향이 지배적인 것으로 나타나고 있다. EOF 분석을 통해 유추된 결과 역시 1차 고유벡터의 경우 서해안 지점에서 두드러진 값을 나타내는 등 일맥상통한 결과를 보이고 있다.
대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume II
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pp.831-835
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2006
NOAA/AVHRR data were used to analyze sea surface temperatures (SSTs) and thermal fronts (TFs) in the Korean seas. Temporal and spatial analyses were based on data from 1993 to 2000. Harmonic analysis revealed mean SST distributions of $10{\sim}25^{\circ}C$. Annual amplitudes and phases were $4{\sim}11^{\circ}C$ and $210{\sim}240^{\circ}$, respectively. Inverse distributions of annual amplitudes and phases were found for the study seas, with the exception of the East China Sea, which is affected by the Kuroshio Current. Areas with high amplitudes (large variations in SSTs) showed 'low phases' (early maximum SST); areas with low amplitudes (small variations in SSTs) had 'high phases' (late maximum SST). Empirical orthogonal function (EOF) analyses of SSTs revealed a first-mode variance of 97.6%. Annually, greater SST variations occurred closer to the continent. Temporal components of the second mode showed higher values in 1993, 1994, and 1995. These phenomena seemed to the effect of El $Ni{\tilde{n}}o$. The Sobel edge detection method (SEDM) delineated four fronts: the Subpolar Front (SPF) separating the northern and southern parts of the East Sea; the Kuroshio Front (KF) in the East China Sea, the South Sea Coastal Front (SSCF) in the South Sea, and a tidal front (TDF) in the West Sea. Thermal fronts generally occurred over steep bathymetric slopes. Annual amplitudes and phases were bounded within these frontal areas. EOF analysis of SST gradient values revealed the temporal and spatial variations in the TFs. The SPF and SSCF were most intense in March and October; the KF was most significant in March and May.
Ten-year AVHRR sea surface temperature data obtained in the Yellow Sea are put into EOF analyses. Temperature variation is predominated by the first mode which is associated with the seasonal fluctuation of temperature with annual range decreasing with the bottom depth. Since such a strong annual signal may mask the upwind or downwind flows occurring intermittently during the winter, only the data obtained during this season are put into EOF analyses. Every winter shows similar results. The first mode, explaining more than 90% of total variance, appears to be a part of the seasonal variation of temperature mentioned above. In the second mode, the time coefficient is well correlated with northerly winds to which the responses of the trough and shallow coastal areas are opposite to each other. A simple theoretical consideration suggests the following physical explanation: The northerly wind stress anomaly creates an upwind (downwind) flow over the trough (coastal) areas, which then induces a temperature increase (decrease) by advection of heat, and vice versa for the southerly wind stress anomaly. Hence, this paper provides further evidence of the intermittent upwind or downwind flows occurring in the Yellow Sea every winter.
Turbid water and suspended sediment (SS) load are having negative consequences such as water quality degradation and ecological damage, thus necessitating the establishment of management guidelines to reduce their impact. The present work investigates the spatio-temporal distribution of fish species and the effects of turbid water from 2011-2016 in the upper reaches of Soyang-Dam. The family Cyprinidae is the largest population in the study area, among which Zacco platypus and Zacco koreanus are the dominant species. The diversity of species is relatively abundant in the upper watershed, while the seasonal effect on the population distribution remains unclear. Using two main common components of the empirical orthogonal function (EOF) analysis, the distribution characteristics of 27 species at five survey sites are revealed. Zacco koreanus is found to be predominant at the upstream A-Naerincheon, while Zacco platypus and Rhinogobius brunneus are found to be predominant at the upstream B-Bukcheon. Disturbance of an aquatic ecosystem has a relatively greater impact in the downstream, as-compared to the upper area-the high proportion of forest area is decreased whereas that of agricultural and urbanized areas is increased. The patterns of representative species are changed according to the mid- to long-term effects of turbid water and SS. Accordingly, the significant correlation between the SS load and fish distribution EOF analysis indicates that it should be considered as a potential alternative that can overcome the limitations of impact assessment on turbid water to the Fish Assessment Index (FAI). A comprehensive study examining the long-term effects of SS load to the fish ecosystems with a systematic statistical analysis of sufficiently accumulated data at the national level is needed as future research.
중국 대륙연안수(CCW;China Coastal Waters)는 해에 따라 다소 다르지만 보통 하계인 6월$\sim$10월 사이에 제주도 주변해역에서 두드러지게 나타난다. 즉, 5월에 나타나기 시작하여 8월에 가장 큰 영향을 미치며 10월로 접어들면서 그 세력이 점차 소멸해간다. 해수면편차와 해수면온도의 경험직교함수 분석 결과 해수면편차는 $1{\sim}3$모드가 총 분산의 95.05%를 차지하였고, 해수면온도는 1모드가 총 분산의 98.70%를 차지하였다. 해수면편차 경험직교함수분석의 첫 번째 결과에 대한 파워스펙트럼분석에서는 중국대륙연안수에 의한 영향으로 동쪽해역보다 서쪽해역이 43일 주기의 세력이 더 강하게 나타났다. 해수면온도에 대해서는 양자강 하구를 비롯한 제주도 동쪽 서쪽해역의 주기가 모두 260일 주기가 나타남으로서 중국대륙연안수는 43일, 120일 등의 짧은 주기 보다는 비교적 장주기라 할 수 있는 260일 주기에 더 큰 영향을 미쳤다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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