• Ocean and Polar Research
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• 제38권1호
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• pp.1-19
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• 2016

Recently, there has been a growing interest in physical-biological ocean-modeling systems by communities in the fields of science and business. In this paper, we present preliminary results from a coupled physical-biological model for the Northwestern Pacific marginal seas. The ocean circulation component is an implementation of the Regional Ocean Modeling System (ROMS), and the lower trophic level ecosystem component is a Nutrient-Phytoplankton-Zooplankton-Detritus (NPZD) model. The ROMS-NPZD coupled system, with a 25 km resolution, is forced by climatological atmospheric data and predicts the physical variables and concentrations of nitrate, phytoplankton, zooplankton, and detritus. Model results are compared with remote-sensed sea surface temperature and chlorophyll, and with climatological sea surface salinity and nitrate. Our model adequately reproduces the observed spatial distribution and seasonal variability of nitrate and chlorophyll concentrations as well as physical variables, showing a high correlation in the East Sea (ES) and Kuroshio/Oyashio Extension (KOE) region but relatively low correlation in the Yellow Sea (YS) and East China Sea (ECS). Although some deficiencies were found in the biological components, such as the over/underestimation of the intensity of phytoplankton blooms in the ES and KOE/the YS and ECS, our system demonstrates the capability of the model to capture and record dominant seasonal variability in physical-biological processes and this holds out the promise of coming to a better understanding of such processes and making better predictions .

• Journal of the korean society of oceanography
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• 제32권4호
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• pp.171-180
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• 1997

Daily mean sea level variability and its response to atmospheric pressure along the coasts of the northwestern Pacific Ocean are investigated. Daily values of sea level and atmospheric pressure covering the period 1976-1986 from 72 stations are analyzed. The sea level and the air pressure in all the data set have a definite seasonal signal, and higher frequency oscillations at time scales of several days to several weeks are also observed. Among the short-period oscillations of sea level with periods shorter than six months, the period of around 3 or 4 months is dominant in most study stations. According to the statistical analysis of sea level and air pressure, the length scale of sea level variability is smaller than that of air pressure for the present study area. The overall variability of sea level is found to be the smallest around Hokkaido, Japan and the largest in the China coasts. Large short-period (< 6 months) sea level variability is found in the southern coasts of China and Hokkaido, and large long-period (> 6 months) variability in the southern coasts of Japan and Korea along Tsushima Current and Kuroshio. The patterns of air pressure are very similar to those of sea level. The air pressure field is found to account for 31% of the overall sea level variability in the study area. Conside.ins the fact that the results (40%) of Pang and Oh (1995) were obtained through monthly sea level, the present result implies that the short-period sea level variability is less affected by air pressure. Generally the sea level response to air pressure are found to be isostatic, but significantly nonisostatic for the periods around 4 months and for those of 2 to 4 days. In particular, nonisostatic response for higher frequencies seem to be due to the restrictions to water transport necessary for barometric responsein the Korea Strait.

• 한국수산과학회지
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• 제54권4호
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• pp.456-466
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• 2021

The distribution and abundance of euphausiids were investigated in Korean waters in 2016. Euphausiids were sampled with a Bongo net. A CTD (Sea Bird Electronics 9 plus) measured the water temperature and salinity while sampling. Mean water temperature ranged from 4.2-31.0℃. The highest temperatures occur in September and lowest temperatures in February. The mean water salinity ranged from 27.9-34.8 psu, with the highest salinities in March and lowest in September. Euphausiid species in group W consisted of four species. Among the euphausiid species, Euphausia pacifica was the dominant species with peak densities in September. The E. pacifica from group W was distributed in the bottom cold water during summer when a thermocline was formed. Five euphausiid species occurred in group S. E. pacifica and E. nana were the dominant species. In group S, E. nana was located in the warm and saline Tsushima Warm Current, a branch of the influential Kuroshio Current. Five euphausiid species occurred in group E. E. pacifica and T. longipes were the dominant species. In group E, E. pacifica and T. longipes were distributed in the deep and cold waters, these species prefer low water temperatures and perform vertical migration. The distribution of euphausiids in Korean waters were highly influenced by mass water characteristics, such as temperature and salinity.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권1호
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• pp.85-95
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• 2021

Recently, as data mining and artificial neural network techniques are developed, analyzing large amounts of data is proposed to reduce the dimension of the data. In general, empirical orthogonal function (EOF) used to reduce the dimension in the ocean data and recently, Self-organizing maps (SOM) algorithm have been investigated to apply to the ocean field. In this study, both algorithms used the monthly Sea level anomaly (SLA) data from 1993 to 2018 around the East Asia Coasts. There was dominated by the influence of the Kuroshio Extension and eddy kinetic energy. It was able to find the maximum amount of variance of EOF modes. SOM algorithm summarized the characteristic of spatial distributions and periods in EOF mode 1 and 2. It was useful to find the change of SLA variable through the movement of nodes. Node 1 and 5 appeared in the early 2000s and the early 2010s when the sea level was high. On the other hand, node 2 and 6 appeared in the late 1990s and the late 2000s, when the sea level was relatively low. Therefore, it is considered that the application of the SOM algorithm around the East Asia Coasts is well distinguished. In addition, SOM results processed by SLA data, it is able to apply the other climate data to explain more clearly SLA variation mechanisms.

• 대기
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• 제31권1호
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• pp.45-60
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• 2021

The synoptic structures and precipitation impact of extratropical cyclones (ETCs) influencing on the three adjacent megacities in East Asia, i.e., Beijing (Beijing ETCs), Seoul (Seoul ETCs) and Tokyo (Tokyo ETCs), are analyzed using ERA-interim reanalysis data from 1979 to 2018. Individual ETC tracks are identified with the automated tracking algorithm applied to 850-hPa relative vorticity field. Among four seasons, ETCs are the most frequent in spring. In this season, Beijing ETCs are mainly generated at the leeside of Altai-Sayan Mountains and primarily develop through interaction between the upper-level trough and lower-level cyclonic circulation. For Seoul ETCs, the leesides of Altai-Sayan Mountains (Seoul-N ETCs) and Tibetan Plateau (Seoul-S ETCs) are main genesis regions and the features of ETCs are different according to the genesis regions. While Seoul-N ETCs mainly develope by the same mechanism of Beijing ETCs, strong diabatic heating due to vapor transport is responsible for the genesis of Seoul-S ETCs. Tokyo ETCs are originated from the leesides of Tibetan Plateau and Kuroshio-Oyashio Extension regions, and strong diabatic heating as well as interaction between upper and lower levels determines the genesis of these ETCs. The precipitation impact resulting from ETCs become strong in the order of Beijing ETCs, Seoul-N ETCs, Seoul-S ETCs, and Tokyo ETCs and accounts for up to 40%, 27%, 52%, and 70% of regional precipitation, respectively.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권3호
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• pp.189-206
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• 2015

우리나라 주변해역의 해양환경에 밀접한 영향이 있는 동중국해 북부해역의 해양환경 특성을 이해하기 위하여 해양환경 인자의 장기변동 양상을 파악하여 동중국해 북부해역의 해양특성을 구명하기 위하여 연구를 수행하였다. 조사 방법은 1995년부터 2014년까지 20년간 계절에 따라 국립수산과학원 한국해양자료센터(KODC : Korea Oceanographic Data Center)의 동중국해 북부해역의 해양조사 자료(수온, 염분, 용존산소, 영양염, 엽록소-a)를 이용하였다. 연구기간 동안 동중국해 북부해역에 영향을 미치는 주요 수괴는 장강희석수, 대만난류수, 황해저층냉수, 쿠로시오 기원수로 구분되었다. 표층과 아표층에 형성되는 장강희석수와 대만난류수는 20년간 세력이 약화되었으며, 중층에 형성되는 쿠로시오 기원수의 세기는 현저히 감소하는 추세를 나타내었다. 그러나 황해저층냉수는 세력이 확장되는 추세를 나타내었다. 인산염과 규산염은 감소하는 추세였으며 인산염은 2009년 이후 표층에서 고갈되는 양상을 나타내었다. 이러한 원인으로는 장강희석수와 대만난류수를 통해 유입되는 영양염의 농도가 낮기 때문인 것으로 판단된다. 엽록소-a의 농도는 연구기간 동안 증가하는 경향을 나타냈으며 이러한 원인은 수온증가와 황해저층냉수로부터 영양염 공급, 샨샤댐 건설에 의한 부유물질 감소에 따른 광투과 증가의 영향으로 판단된다.

• 한국수산과학회지
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• 제28권5호
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• pp.677-697
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• 1995

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.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권3호
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• pp.133-142
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• 2009

2009년으로 예정된 산샤댐 완공 후 인근해역에 대한 장강 유출수의 영향을 예측하기 위해 라듐 동위원소의 방사능비($^{228}Ra/^{226}Ra$)와 염분을 이용하여 북부 동중국해의 표층수를 쿠로시오수(Kuroshio Water; KW), 동중국해수(East China Sea Water; ECSW), 장강수(Changjiang Water; CW)등 세가지 단성분 수괴로 나누고, 세 단성분 사이의 혼합비를 추정하였다. 2005년 11월에 동중국해 북부해역의 32개 정점(조사선 '탐구3호'), 2006년 7월에 20개 정점(조사선 '해양 2000호'), 2006년 8월에 17개 정점(조사선 '이어도호')에서 표층해수의 시료 각 300 L씩을 망간섬유에 통과시켜 라듐을 농축하였고, $Ba(Ra)SO_4$형태로 공침된 라듐 동위원소를 감마선 분광분석법으로 측정하였다. 라듐 동위원소 방사능비와 염분을 이용하여 추정된 세 단성분의 혼합비는 풍수기에 장강수가 약 1-23%, 쿠로시오수가 0-30 %, 동중국해수는 58-100% 사이에 분포하였다. 여름철 인공위성 이미지에서 장강수 플룸이 동쪽으로 향하는 것이 관찰되듯, 이 연구에서도 장강수 혼합비가 동쪽으로 갈수록 감소하는 것이 관찰되는데 이는 이 지역에 여름에 우세한 남동계절풍에 의한 표층수의 엑크만 수송 때문이라고 생각된다. 갈수기에는 연구해역의 표층수에 장강수가 거의 포함되지 않는 것으로 나타났다. 장강수의 혼합비가 증가할수록 용존 무기질소의 농도가 증가하는 경향을 보였다. 이는 용존 무기질소의 주 공급원이 장강수임을 의미하며, 혼합곡선이 제거의 형태를 보이는 것은 장강수가 인근 해수와 혼합시에 식물플랑크톤의 섭취 같은 생물작용에 의하여 질산염이 소모되는 것으로 설명할 수 있다.

• 환경생물
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• 제37권1호
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• pp.93-108
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• 2019

Synechococcus 속은 전 계절에 출현하였으며, 저수온기에 현존량이 가장 낮았고, 고수온기에 서쪽해역에서 최대 현존량을 나타내었다. 동중국해 북부해역의 서쪽해역에서 Synechococcus 속은 2017년에 비해 장강희석수의 유입량이 많았던 2016년에 현존량이 높게 나타나 고수온과 장강희 석수를 통한 영양염 유입이 Synechococcus 속 성장에 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다. 또한 Synechococcus 속은 동중국해 북부해역의 서쪽해역과 동쪽해역에서 서로 다른 계통군이 존재함을 기존 연구에서도 알 수 있었다(Choi 2012). Picoeukaryotes은 계절적으로 춘계에 현존량이 가장 높았고, 조사시기 동안 Synechococcus 속에 비해서는 현존량이 낮았다. 그러나 picoeukaryotes은 Synechococcus와 Prochlorococcus 속보다 크기가 크고 생체량이 높기 때문에 동중국해 북부해역에서 일차생산자로써 중요한 역할을 할 것으로 판단된다. Prochlorococcus 속은 저수온기인 동계와 춘계에는 출현하지 않았으며, 하계와 추계에는 쿠로시오수의 영향을 받는 동쪽해역에서 제한적으로 분포하였고 수직적으로 유세포 분석기의 형광값 차이에 의해서 형광값이 낮았던 생태형 I과 형광값이 높았던 생태형 II로 구분되어 나타났다. 또한 Prochlorococcus 속은 쿠로시오수의 유입량이 많은 추계에 가장 넓은 범위에서 분포함에 따라 쿠로시오수의 유입량이 생장 및 분포 범위에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 이와 같이 동중국해 북부해역에서 Synechococcus와 Prochlorococcus 속의 생장과 분포는 수괴의 영향에 따라 서로 다른 물리 화학적 환경에서 다양한 계통군이 출현하였다. 따라서 동중국해 북부해역의 수괴의 구조를 파악하는데 초미소식물플랑크톤이 유용한 생물학적 지표가 될 수 있으며, 동중국해의 환경 특성 및 이에 연동되는 생태계 특성을 파악하기 위한 유용한 정보를 제공하기 위해서는 분자생물학적 분석이 병행되어야 할 것으로 생각한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제13권1호
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• pp.27-41
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• 2008

2004년 봄철 제주해협과 동중국해 북부해역에서 식물플랑크톤의 군집 분포 특성과 해양 환경 요인의 관계를 파악하기 위해, 해양관측과 함께 HPLC를 이용한 식물플랑크톤 군집 조성과 flow cytometry를 이용한 초미소플랑크톤의 조성과 풍도를 조사하였다. 제주해협의 수온 염분 관측결과, 제주도 북부연안에 서쪽에서 동진하는 고온 고염 대마난류수와 제주해협의 표층 중앙부에 저염의 중국대륙연안수, 그리고 남해안 연안에 황해저층 냉수의 존재를 확인하였다. 제주도 연안에서 북쪽으로 약 20 km 떨어진 해역의 표층에 15 km 너비의 저염수(<33 psu)가 20 m 수심까지 분포하였고, 남북 방향으로 고온 고염수가 저온 저염수와 전선을 이루고 있었다. 동중국해 북부해역에서도 중국대륙연안수의 영향을 받은 저염수가 수심 20 m 표층에 존재하였고, 저층에는 약 33.5 psu 이상의 고염의 해수가 분포하고 있었다. Chl a는 $0.06{\sim}3.07\;{\mu}g/L$로, 중국대륙연안수의 영향을 받은 저염 수괴가 분포한 해역에서 매우 높아 봄철 증식이 있었음을 알 수 있었고, Chl a 최대층은 수심 25 m 부근의 수온약층 또는 하부에 존재하였다. 식물 플랑크톤 군집의 우점 분류군은 dinoflagellate, diatom과 prymnesiophyte, 소수 분류군은 chlorophyte, chrysophyte, cryptophyte, prasinophyte와 cyanophyte로 다양하게 이루어져 있었다. 제주해협과 동중국해 북부해역의 저염한(<33 psu) 표층수에 cyanophyte(Zea)와 prymnesiophyte (Hex-fuco)+chrysophyte (But-fuco)가 분포하고, 그 아래 수심 30 m까지 전선역에서 dinoflagellate의 지시색소인 peridinin이 최고 $1.0\;{\mu}g/L$ 이상의 농도로 Chl a 최대층에서 검출되어, 전체 식물플랑크톤의 생물량을 결정하는 주요종임을 확인하였다. 이로써 제주해협 및 동중국해 북부해역에서 2004년 5월에 dinoflagellate에 의한 적조의 발생이 확인되었다. 초미소플랑크톤 중 Synechococcus와 picoeukaryote의 풍도는 각각 $0.2{\sim}9.5{\times}10^4\;cells/mL$와 $0.43{\sim}4.3{\times}10^4\;cells/mL$로 매우 높게 측정되었으며, Prochlorococcus는 검출되지 않아 조사 해역이 쿠로시오 해류의 영향권에서 벗어나 있음을 알 수 있었다. 제주해협에서 picoeukaryote의 풍도는 쿠로시오 해수에 비해 약 $5{\sim}10$배 이상 높았고, Chl b (Pras+Viola)뿐 아니라 수온, 염분과 높은 양의 상관관계를 보여 picoeukaryote의 대부분이 prasinophyte로 이루어졌고, 고온 고염수의 기원을 가진 것을 알 수 있었다. 전체 Chl a 농도는 수온과 염분 모두 강한 음의 상관성을 보여, 제주해협 및 동중국해 북부해역의 일차생산과 식물플랑크톤의 생물량은 대부분 중국대륙연안수에 의한 영양염 공급에 크게 의존하고 있다고 판단된다.