• 제목/요약/키워드: Frontal eddies

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Triggering Effect of the Polar Front on the Eddies in the East Sea

  • KIM Soon Young;LEE Jae Chul;LEE Hyong Sun;SHIM Tae Bo
    • 한국수산과학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.1044-1055
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    • 1997
  • To find out generating mechanism of eddies in the polar frontal zone of the East Sea, we carried out a series of numerical experiments using the nonlinear $1^{1/2}-layer$ model allowing the effect of the polar front. We assumed the polar front at about $39^{\circ}N$ in zonal direction with the cold water region in the northern part and the warm water region in the southern part of the model ocean. To examine the effect of the frontal motion without the influence of the Tsushima Current from the beginning of the geostrophic adjustment, the initial state of the model ocean was assumed motionless. Eastward current was caused by the geostrophic adjustment process in the polar frontal zone that induced a steady northward coastal current along the Korean coast to satisfy the mass continuity. The overshooting of this coastal current acted as an initial disturbance of the zonal flow field which caused meanders and eddies. The spatial scales of eddies were in good agreement with the baroclinic instability theory.

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ONE TYPE OF EDDY DEVELOPMENT IN THE NORTHEASTERN KUROSHIO BRANCH

  • Bulatov, Nafanail V.;Kapshiter, Alexander V.;Obukhova, Natalya G.
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume II
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    • pp.926-929
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    • 2006
  • Some features of vertical structure of the frontal interaction zone of the warm Kuroshio Current and cold Oyashio Current are known from 1930 from analysis of ship data. Ship data however do not allow carrying out the area detailed survey opposite to satellite infrared (IR) observations which possess by high spatial and temporal resolution. Analysis of NOAA AVHRR IR images demonstrated that process of formation and development of the Kuroshio warm core rings is highly complex. They are formed as a result of development of anticyclonic meanders of the warm Kuroshio waters and spin off them from the current. Joint analysis of thermal infrared images and altimetry data has also indicated that interaction of eddies to the frontal zone plays a crucial role in formation of large eddies moving to the Southern Kuril region.

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Hydraulic Model Experiment on Circulation in Sagami Bay, Japan (IV) -Time-Varying States of Flow Pattern and Water Exchange in Baroclinic Rotating Model-

  • Choo, Hyo-Sang;Takasige Sugimoto
    • Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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    • 제3권1호
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    • pp.57-73
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    • 1999
  • Baroclinic hydraulic model experiments on the time-varying states of the flow pattern and water exchange in Sagami Bay were carried out based on quasi-steady state experiments on the flow pattern. For the model experiments, density changes as well as time changes in the volume transport of the upper layer were executed to investigate the flow response of the bay in the case of a sudden inflow of low density water and variable volume transport into the Sagami Bay. The results of the model experiments showed that when the volume transport was increased frontal eddies or frontal wave streamers from the Kuroshio Through Flow were transferred to the inner part of the bay along with cyclonic circulation in the bay. In addition, density boundary currents appeared and flowed along the eastern boundary of the bay. As the upper layer density decreased, frontal eddies, frontal streamers and coastal boundary density currents occurred and proceeded along the eastern boundary of the bay at a high speed.

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Hydraulic Model Experiment on the Circulation in Sagami Bay, Japan (II) - Dependence of the Circulation Pattern on External and Internal Rossby Number in Baroclinic Rotating Model

  • Choo Hyo-Sang;Sugimoto Takasige
    • Fisheries and Aquatic Sciences
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    • 제5권1호
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    • pp.5-20
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    • 2002
  • To investigate the effect of mechanical parameters on the circulation and its fluctuation in Sagami Bay, baroclinic model experiments were carried out by use of a two-layer source-sink flow in a rotating tank. In the experiment, a simple coastal topography with flat bottom was reproduced. The results show that the path of the Through Flow, which corresponds to the branch current of the Kuroshio, depends on external Rossby number (Ro) and internal Rossby number $(Ro^*)$, and divided into two regimes. For $Ro^*\leq1.0$ in which Rossby internal radius of deformation of the Through Flow is smaller than the width of the approaching channel, the current flows along the Oshima Island as a coastal boundary density current separated from the western boundary of the channel. For $Ro^*>1.0$ it changes to a jet flow along the western boundary of the channel, separated from the coast of Oshima Island. The current is independent on both Ro and Ro* in the regime of $Ro^*>1.0,\;Ro\geq0.06$ and $Ro^*\leq1.0,\;Ro\geq0.06$. The pattern of the cyclonic circulation in the inner part of the bay is also determined by Ro and Ro*. In case of $Ro^*\leq1.0$, frontal eddies are formed in the northern boundary of the Through Flow. These frontal eddies intrude into the inner part along the eastern boundary of the bay providing vorticity to form and maintain the inner cyclonic circulation. For $Ro^*>1.0$, the wakes from the Izu peninsula are superposed intensifying the cyclonic circulation. The pattern of the cyclonic circulation is divided into three types; 1) weak cyclonic circulation and the inner anticyclonic circulation $(Ro<0.12)$. 2) cyclonic circulation in the bay $(0.12\leq Ro<0.25)$. 3) cyclonic circulation with strong boundary current $(RO\geq0.25)$.

인공위성 고도계 자료(1993-2017년)를 이용하여 탐지‧추적‧분류한 동해 중규모 소용돌이의 통계적 특성 (Statistical Characteristics of East Sea Mesoscale Eddies Detected, Tracked, and Grouped Using Satellite Altimeter Data from 1993 to 2017)

  • 이경재;남성현;김영규
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제24권2호
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    • pp.267-281
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    • 2019
  • 활발한 중규모 변동성으로 인해 해양 환경과 순환의 극심한 변화를 초래하는 동해 전역에서 장기간(1993-2017년) 수집된 인공위성 고도계 자료와 2015-2017년 기간의 4차례 승선 조사로 수집된 현장 관측 자료를 분석하여 중규모 소용돌이의 통계적 특성을 규명하였다. 동해 전역에서 해당 기간 동안 총 1,008개의 중규모 소용돌이를 탐지 추적 정의하고, 이를 27개의 그룹으로 분류하여, 전체 평균 및 각 그룹별 평균 지속기간(L, 일), 진폭(H, m), 반경(R, km), 단위 면적당 강도(EI, $cm^2/s^2/km^2$), 타원율(e), 운동에너지(EKE, TJ), 가용위치에너지(APE, TJ) 및 전파 방향을 산출하였다. 인공위성 고도계 자료로부터 산출된 소용돌이의 중심, 경계, H 각각을 현장 관측 자료로부터 산출된 해당 수치와 비교하여 각각에 대한 불확실성을 중심 오차 2-10 km, 경계 오차 10-20 km, 진폭 오차 0.6-5.9 cm로 추정하였다. 정의된 모든 소용돌이들의 전기간 평균 L, H, R, EI, e, EKE, APE는 각각 $95{\pm}104$일, $3.5{\pm}1.5cm$, $39{\pm}6km$, $0.023{\pm}0.017cm^2/s^2/km^2$, $0.72{\pm}0.07$, $23{\pm}21TJ$, $588{\pm}250TJ$로서 대양에 비해 전반적으로 L이 짧고, H, R은 작으며, EI는 강하고, EKE는 낮게, APE는 높게 나타났다. 또, 대양에서와 같은 뚜렷한 서향 전파 특성을 보이지 않고, 대체로 해류를 따라 이동하는 특성을 보였다. 아극전선(subpolar front)을 기준으로 남부 소용돌이 그룹의 L, H, R, EI, EKE, APE가 북부 그룹에 비해 더 길고, 크고, 강하며, 높고, 평균 해류 방향으로 더 멀리 이동하는 특성을 보였다. 뿐만 아니라 특정 방향으로의 이동이 뚜렷하지 않은 4개 그룹들(Wonsan Warm Eddy, Wonsan Cold Eddy, Western Japan Basin Warm Eddy, Northern Subpolar Frontal Cold Eddy groups)과 상대적으로 크고, 강하며, 높은 H, EI, EKE, APE에도 불구하고 오래 지속되지 않는(짧은 L) 특성을 보이는 3개 그룹들(Yamato Coastal Warm Eddy, Central Yamato Warm Eddy, Eastern Japan Basin Coastal Warm Eddy groups)도 제시하였다. 인공위성 고도계만으로는 잘 탐지되기 어려운 작은 규모의 소용돌이가 존재하는 동해 북부 해역에서는 소용돌이 그룹이 정의되지 않았으며, 본 연구에서 제시된 동해 평균 소용돌이 특성치의 과대추정 가능성이 토의되었다. 본 연구를 통해 1) 기존에 비교적 잘 알려진 울릉 난수성 소용돌이(Ulleung Warm Eddy)와 독냉수성 소용돌이(Dok Cold Eddy) 그룹 외에도 Hokkaido Warm Eddy, Yamato Rise Warm Eddy와 같은 그룹들을 새로 정의하였고, 2) 대양의 중규모 소용돌이에 비해 전반적으로 그 L이 짧고, H, R은 작고, EKE는 낮으나, EI는 강하고, APE는 높으며, 서향 전파가 뚜렷하지 않은 동해의 중규모 소용돌이 특성을 규명했으며, 3) 동해 내에 그룹별로 상이한 중규모 소용돌이 그룹의 특성을 제시하였다.

Characteristics of the plume formed by the buoyant discharges from the river

  • Kim, Ki-Cheol;Kim, Sung-Bo
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제38권8호
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    • pp.981-994
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    • 2014
  • Density currents formed by buoyancy discharges from rivers are numerically studied using non-dimensional two layer model including Coriolis acceleration, bottom stress, interfacial friction. Some typical numbers such as Froude number, densimetric Froude number and Kelvin number are obtained and some characteristic scales are defined as a result of non-dimensionalization of the governing equations. Besides the Coriolis effect, the configurations of bottom topography, bottom friction coefficient and interfacial friction are found to significantly affect the propagation of the warm water plume. Frontal position can fastly propagate in the case of large density difference between the two layers and small interfacial friction. Left side boundary current is easily formed under the small interfacial friction. With large Kelvin number, both right and left side boundary currents are formed. Wave-like disturbances and eddies are easily formed under the high Froude number.

Comparison of nonlinear 1$1/2$-layer and 2$1/2$-layer numerical models with strong offshore winds and the Tsushima Current in the East Sea

  • Kim, Soon-Young;Lee, Hyong-Sun;Dughong Min;Yoon, Hong-Joo
    • Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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    • 제3권2호
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    • pp.91-103
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    • 1999
  • According to numerical experiments, the Sokcho Eddy is produced at $37 5~39.0^{\circ}N$ by strong offshore winds, whereas the Ulleung Eddy is produced at $35~37^{\circ}N$ by an inflow variation of the Tsushima Current. These locations compare well with visual observations. The nonlinear 1$1/2$-layer model showed that most of the East Korea Warm Current (EKWC) driven by the Tsushima Current form the Ulleung Eddy that is larger and stronger than the Sokcho Eddy. In contrast, the nonlinear 2$1/2$-layer model showed that most of the EKWC travels further northward due to a strong subsurface current, thereby enhancing the Sokcho Eddy making it larger and stronger than the Ulleung Eddy. The Sokcho Eddy is also produced relatively offshore due to an eastward subsurface current in the frontal region. Using the 1$1/2$-layer model, when the mass of the Tsushima Current decreases, the two eddies are weakened and produce a circular shape. In the 2$1/2$-layer model the EKWC pushes the Ulleung Eddy northward after 330 days, next the Sokcho and Ulleung eddies begin to interact with each other, and then after 360 days the Ulleung Eddy finally disappears absorbed by the relatively stronger Sokcho Eddy. This behavior compares favorably with other visual observations.

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A Model-generated Circulation in the Yellow Sea and the East China Sea: I. Depth-mean Flow Fields

  • Jung, Kyung-Tae;Kang, Hyoun-Woo;So, Jae-Kwi;Lee, Ho-Jin
    • Ocean and Polar Research
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    • 제23권3호
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    • pp.223-242
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    • 2001
  • This paper presents the depth-mean monthly variation in the circulation of the Yellow Sea and the East China Sea computed using a robust diagnostic model. The mixed three-dimensional finite-difference Galerkin function model developed by Lee et at. (2000, 2001) has been extended to take into account baroclinic effects and then used to calculate the depth-mean flow fields as part of the results. In addition to M2 tide and oceanic flows previously considered, the model has been driven by the monthly mean wind stresses from Na and Seo (1998), the density gradient calculated based on by GDEM data set released by US Navy. Model results are very encouraging in that many of observed features including Jeju Cyclonic Gyre and frontal eddies along the shelfside of the Kuroshio main stream and west of Kyushu, are satisfactorily reproduced and are expected to be of value in interpreting observations in various oceanograhic disciplines.

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한국 남해의 대마난류 변동이 멸치 난$\cdot$자어의 연안역 수송에 미치는 영향 (The Effect of Variations in the Tsushima Warm Currents on the Egg and Larval Transport of Anchovy in the Southern Sea of Korea)

  • 추효상;김동수
    • 한국수산과학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.226-244
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    • 1998
  • 한국 남해 멸치 자원의 변동이 남해의 해황 구조와 변화에 어떻게 지배되는지를 규명하기 위해 하계 (8월)와 추계 (11월)에 대마난류계수의 연안 유입 현상과 멸치난$\cdot$자어의 분포 그리고 난수의 연안 유입에 따른 해역의 생물 생산 환경을 조사하였다. 그 결과 다음의 결론을 얻었다. 하계 연안수과 대마난류계수 사이는 수온, 염분, 투명도의 수평경도가 큰 전선이 형성되고 전선역은 흐름의 shear가 크다. 멸치 난$\cdot$자어는 전선을 경계로 연안역이 외해 보다 출현 개체수가 많고 전선에 다량 분포한다. 외해의 난수역은 발생 초기의 멸치 난이 많고, 연안과 전선에서 파급된 warm streamer 역에 전, 후기 자어의 출현이 많다. warm streamer는 대마난류의 세력이 강해져 난류의 주축이 연안으로 접근하는 한계에 주로 나타나며, 고흥 반도가소리도 그리고 욕지도 서쪽에서 반시계 방향으로 연안을 향해 유입된다. warm streamer가 유입되는 연안해역은 반시계 방향의 표층 순환류 (좌선환류)가 형성된다. 난류 접안과 warm streamer의 연안 유입으로 거문도, 소리도, 거제도 주변은 표층의 wake와 저층수의 용승현상이 나타나 용존산소, 부유물질, 영양염의 농도가 크고, warm streamer가 좌선환류를 형성하면서 거문도, 소리도 주변의 연안수가 환류역내로 유입된다. 하계 한국 남해 연안에 산란된 멸치 난$\cdot$자어는 흐름의 수렴역인 대마난류계수와 연안수 사이의 전선에 수렴되어 전선에서 연안으로 파급되는 warm streamer에 의해 연안으로 수송된다. 이때 전선 내측의 연안역은 생물생산력이 크고, 클로로필 및 식물 플랑크톤의 양이 외해의 난수역보다 많아 멸치 자어의 성육에 적합한 환경이 된다 (Fig. 16 Case August). 그러나 멸치 자어의 먹이인 Copepod 양은 난수역이 많아 멸치가 성장함에 따라 연안에서 외해로 이동하게 된다. 추계는 청산도$\~$소리도에 남해 연안수가 형성되고 대마난류계수가 남해 연안에서 점차 멀어짐에 따라 연안수와 대마난류계수 사이에 온도차가 큰 전선이 형성된다. 멸치 난$\cdot$자어의 출현은 연안에서 산란이 거의 일어나지 않고 해역내 표층류가 전반적으로 이안, 동류 함에 따라 매우 낮다. 고흥반도 남쪽과 소리도$\~$욕지도 사이는 하계와 같은 warm streamer는 존재하지 않고, 욕지도 남쪽에 연안수 확장에 따른 보류 혹은 약화된 warm strea-mer의 형태로 소형 warm eddy가 출현한다 (Fig. 16 Case November) 소리도 서쪽의 남해 연안수역은 부유물질, 영양염, 클로로필의 농도가 동쪽의 소리도$\~$거제도 연안에 비해 높다. 소리도$\~$욕지도 연안은 warm streamer 유입에 의한 좌선환류의 약화로 하계와 같은 높은 염양염 농도역은 없으나, 욕지도 남쪽 warm eddy 역 주변에 농도가 높다. 식물 플랑크톤의 양은 하계보다 작으나 Copepod 개체수는 증가 해, 멸치 자어의 초기 생잔에 필요한 먹이 조건은 양호하다. 그러나 산란과 난$\cdot$자어의 연안 수송이 거의 이루어지지 않아 멸치 어장은 대마난류계수가 연안과 가까운 거제도와 대마도 주변으로 이동된다.

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동해의 Topex/Poseidon 고도계로부터 추정된 해면고도이상치의 수평구조와 변동성 (Variability and Horizontal Structure of Sea Surface Height Anomaly Estimated from Topex/poseidon Altimeter in the East (Japan) Sea)

  • 김응;노영재;김창식
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제8권2호
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    • pp.94-110
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    • 2003
  • 본 연구는 Topex/Poseidon 고도계 자료(1992∼2000년, 286 cycles)를 사용하여 동해의 해면고도의 시공간적 변동 특성과 구조를 규명하였다. 분석을 위하여 객관적 적합보간법을 이용하여 격자구조의 해면이상치(SSHA)자료를 생성하였으며, 스펙트럼 분석과 경험직교함수 분석을 하였다. SSHA분포는 동해 극전선 해역을 중심으로 남쪽해역과 북쪽해역으로 구분이 되며, 남쪽해역은 쓰시마난류의 영향을 받아 SSHA의 변동폭이 크고, 북쪽해역은 상대적으로 작다. 동해에서의 시공간적 변동 특성은 5개의 경험직교함수로서 특징 지워지며 총분산의 85% 이상을 설명할 수 있었다 제 1모드는 동해의 전역의 SSHA의 계절 및 년간 변동을 지배하며 총분산의 72.3%로 우세하다. 제 2-5 모드들은 상대적으로 적은 분산을 설명하고 있으며(약 14%), 주로 쓰시마난류, 동한난류와 관련된 해류의 영향에 의한 연안해역의 변동과 극전선역의 사행과 관련된 변동 및 중규모 소용돌이와 관련된 변동으로 파악되었다. 유의한 스펙트럼을 보이는 주기는 0.5년 1년, 2.5년, 3.3년 등이었다.