• 제목/요약/키워드: Mesoscale eddy

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Variability of Mesoscale Eddies in the Pacific Ocean Simulated by an Eddy Resolving OGCM of $1/12^{\circ}$

  • Yim B.Y.;Noh Y.;You S.H.;Yoon J.H.;Qiu B.
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2006년도 PARALLEL CFD 2006
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    • pp.133-136
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    • 2006
  • The mesoscale eddy field in the North Pacific Ocean, simulated by a high resolution eddy-resolving OGCM ($1/12^{\circ}C$ horizontal resolution), was analyzed, and compared with satellite altimetry data of TOPEX/Poseidon. High levels of eddy kinetic energy (EKE) appear near the Kurosho, North Equatorial Current (NEC), and Subtropical Countercurrent (STCC) in the western part of the subropical gyre. In particlure, it was found that the EKE level of the STCC has a well-defined annual cycle, but no distinct annual cycle of the EKE exists in any other zonal current of the North Pacific Ocean.

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인공위성 고도계 자료와 해색 위성 자료 기반의 동해 중규모 소용돌이 탐지 비교 (Comparison of Mesoscale Eddy Detection from Satellite Altimeter Data and Ocean Color Data in the East Sea)

  • 박지은;박경애
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제24권2호
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    • pp.282-297
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    • 2019
  • 인공위성 자료를 활용한 중규모 소용돌이 탐지에는 해수면온도, 식물플랑크톤 클로로필-a 색소 농도, 해수면고도 등 다양한 해양 변수를 활용할 수 있다. 각 위성 해양 자료는 시 공간 해상도, 관측 방식 및 자료 처리 과정이 상이하기 때문에, 동일한 소용돌이에 대해서도 다른 탐지 결과를 유도할 수 있어, 인공위성 자료를 활용한 소용돌이 탐지에 대한 기초 연구가 필요하다. 본 연구에서는 해색 위성 자료, 위성 고도계 해수면고도 자료, 적외선 해수면온도 자료를 활용하여 동해 중규모 소용돌이를 탐지하고 그 결과를 상호 비교하였다. 연속된 해색 위성 클로로필-a 농도 영상으로부터 최대 상호 상관 계수를 통하여 산출한 표층 해류장과, 위성 고도계의 해수면고도 영상 자료로부터 산출한 지형류를 활용하여 동해 중규모 소용돌이를 탐지하였다. 소용돌이 탐지 결과를 상호 비교하기 위하여 1) 해색 영상과 고도계 영상이 동시에 소용돌이를 탐지한 경우, 2) 해색 영상과 해수면온도 영상에는 존재하나 고도계 자료는 탐지하지 못한 경우, 3) 해색 영상과 해수면온도 영상에는 소용돌이가 존재하지 않으나 고도계 자료에서는 존재하는 경우 등 세 가지 사례를 선택하였다. 이와 같은 세 가지 사례를 통하여 동해 중규모 소용돌이 탐지 시 인공위성 고도계 자료의 문제점 제기와 더불어, 해색 위성 자료와 적외선 해수면온도 자료의 한계점을 제시하였다. 또한 해양 현상과 인공위성 관측 원리에 대한 깊이 있는 이해를 기반으로 소용돌이 탐지 및 관련 연구가 진행되어야 함을 강조하였다.

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.

INTERACTIONS WITH EDDIES IN THE UPSTREAM OF THE KUROSHIO AS SEEN BY THE HF RADAR AND ALTIMETRY DATA

  • Ichikawa, Kaoru;Tokeshi, Ryoko
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume II
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    • pp.969-972
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    • 2006
  • The long-range High-Frequency (HF) ocean radar system has observed surface velocity field in the upstream of the Kuroshio north of Ishigaki Island and east of Taiwan since 2001. Applying a new method to extract geostrophic velocity component from the HF surface velocity data with the aid of satellite-born wind data, time series of daily surface geostrophic velocity field has been determined. Despite limited width of the study area of the HF radar, analysis of the sea surface height anomaly determined from the satellite altimetry data in a wider area can provide estimated dates of arrival of mesoscale eddies in the study area of the HF radar. Variations of the Kuroshio position and strength are studied in detail for these cases of interaction with mesoscale eddy, although number of occurrence of direct interaction with the Kuroshio in the study area is not statistically enough. For example, when an anticyclonic eddy approaches to the Kuroshio, the Kuroshio axis is found tend to move northward, keeping away from the approaching eddy from the east.

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Computation of Super High-Resolution Global Ocean Model using Earth Simulator

  • Kim, Dong-Hoon;Norikazu Nakashiki;Yoshikatsu Yoshida;Takaki Tsubono;Frank O. Bryan;Richard D.Smith;Mathew E. Maltrud;Matthew W. Hecht;Julie L. McClean
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 2003년도 한국해안해양공학발표논문집
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    • pp.164-169
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    • 2003
  • The need fur higher grid resolution in climate models is often discussed (e.g. McAvaney et al.,2001) because a number of important oceanic processes are not resolved by the current generation of coupled models, e.g., boundary currents, mesoscale eddy fluxes, sill through flows. McClean et al., (1997) and Bryan and Smith (1998) have compared simulated mesoscale variability in simulations at several eddy-resolving resolutions to TOPEX/Poseidon and similar data. (omitted)

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동해 연안에서 발생하는 중규모 와동류의 분포와 시간적인 변동에 관한 연구

  • 김순영;김동주;이형선;이재철
    • 한국환경과학회:학술대회논문집
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    • 한국환경과학회 1999년도 임시총회 및 가을 학술발표회 초록집 The Korean Environmental Sciences Society
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    • pp.88-91
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    • 1999
  • Temperature data observed by NERDA and the satellite infrared imagery off the east coast of Korea from 1994 to 1998 for 5 years were analyzed to study the distribution, temporal change, and structure of mesoscale eddies appearing almost permanently off the east coast of Korea. Typically, the eddy distribution can be characterized by two cases; two-eddy case and three-eddy case. In 1995 and 1996, there were only two eddies, one northeast of Sokcho and the other around the Ulleung Island. In 1994, 1997 and 1998, three eddies were located off Wonsan, Sokcho and Youngduk. For two-eddy case, the Ulleung Eddy surrounded the Ulleung Island, whereas this eddy is located south of the island in three-eddy case.

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Airflow modelling studies over the Isle of Arran, Scotland

  • Thielen, J.;Gadian, A.;Vosper, S.;Mobbs, S.
    • Wind and Structures
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    • 제5권2_3_4호
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    • pp.115-126
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    • 2002
  • A mesoscale meteorological model is applied to simulate turbulent airflow and eddy shedding over the Isle of Arran, SW Scotland, UK. Under conditions of NW flow, the mountain ridge of Kintyre, located upwind of Arran, induces gravity waves that also affect the airflow over the island. The possibility to nest domains allows description of the airflow over Arran with a very high resolution grid, while also including the effects of the surrounding mainland of Scotland, in particular of the mountain ridge of Kintyre. Initialised with a stably stratified NW flow, the mesoscale model simulates quasi-stationary gravity waves over the island induced by Kintyre. Embedded in the larger scale wave trains there is continuous development of small-scale transient eddies, created at the Arran hill tops, that move downstream through the stationary wave field. Although the transient eddies are more frequently simulated on the northern island where the terrain is more pronounced, they are also produced over Tighvein, a hill of 458 m on the southern island where measurements of surface pressure and 2 m meteorological variables have been recorded at intermittent intervals between 1996 and 2000. Comparison between early observations and simulations so far show qualitatively good agreement. Overall the computations demonstrate that turbulent flow can be modelled with a horizontal resolution of 70 m, and describe turbulent eddy structure on wavelength of only a few hundred metres.

Ecological and Biogeochemical Response of Antarctic Ecosystems to Iron Fertilization and Implications on Global Carbon Cycle

  • Bathmann, Ulrich
    • Ocean and Polar Research
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    • 제27권2호
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    • pp.231-235
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    • 2005
  • The European Iron Fertilization Experiment EIFEX studied the growth and decline of a phytoplankton bloom stimulated by fertilising $10km^2$ in the core of a mesoscale $(80{\times}120km)$ cyclonic eddy south of the Antarctic Polar Front with about 2 times 7 tonnes of iron sulphate. The phytoplankton accumulation induced by iron fertilization did not exceed $3{\mu}g\;chl\;a\;l^{-1}$ despite a draw down of $5{\mu}M$ of nitrate that should have resulted in at least double to triple the amount of phytoplankton biomass assuming regular Redfield-ratios for draw down after phytoplankton growth in the Southern Ocean. During EIFEX the fertilized core of the mesoscale eddy evolved to a hotspot for a variety of small and medium sized mesozooplankton copepods. In contrast to copepods, the biomass of salps (Salpa thompson)) that dominated zooplankton biomass before the onset of our experiment decreased to nearly extinction. Most of the species of the rnosozooplankton community showed extremely hiか feeding rates compared to literature values from Southern Ocean summer communities. At the end of the experiment, massive phytoplankton sedimentation reached the sea floor at about 3800m water depth.

Spatial and Temporal Aspects of Phytoplankton Blooms in Complex Ecosystems Off the Korean Coast from Satellite Ocean Color Observations

  • Ahn, Yu-Hwan;Shanmugam, Palanisamy;Chang, Kyung-Il;Moon, Jeong-Eon;Ryu, Joo-Hyung
    • Ocean Science Journal
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    • 제40권2호
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    • pp.67-78
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    • 2005
  • Complex physical, chemical and biological interactions off the Korean coast created several striking patterns in the phytoplankton blooms, which became conspicuous during the measurements of ocean color from space. This study concentrated on analyzing the spatial and temporal aspects of phytoplankton chlorophyll variability in these areas using an integrated dataset from a Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor (SeaWiFS), Advanced Very High Resolution (AVHRR) sensor, and Conductivity Temperature Depth (CTD) sensor. The results showed that chlorophyll concentrations were elevated in coastal and open ocean regions, with strong summer and fall blooms, which appeared to spread out in most of the enclosed bays and neighboring waters due to certain oceanographic processes. The chlorophyll concentration was observed to range between 3 and $54\;mg\;m^{-3}$ inside Jin-hae Bay and adjacent coastal bays and 0.5 and $8\;mg\;m^{-3}$ in the southeast sea offshore waters, this gradual decrease towards oceanic waters suggested physical transports of phytoplankton blooms from the shallow shelves to slope waters through the influence of the Tsushima Warm Current (TWC) along the Tsushima Strait. Horizontal distribution of potential temperature $(\theta)$ and salinity (S) of water off the southeastern coast exhibited cold and low saline surface water $(\theta and warm and high saline subsurface water $({\theta}>12^{\circ}C; S>34.4)$ at 75dBar, corroborating TWC intrusion along the Tsushima Strait. An eastward branch of this current was called the East Korean Warm Current (EKWC), tracked with the help of CTD data and satellite-derived sea surface temperature, which often influenced the dynamics of mesoscale anticyclonic eddy fields off the Korean east coast during the summer season. The process of such mesoscale anticyclonic eddy features might have produced interior upwelling that could have shoaled and steepened the nutricline, enhancing phytoplankton population by advection or diffusion of nutrients in the vicinity of Ulleungdo in the East Sea.