Determining 'photosynthetically active radiation' (PAR) is a key part of calculating phytoplankton productivity in a biogeochemical model. We explore the daily and seasonal variability in the ratio of PAR irradiance to total irradiance that occurred at Ieodo Ocean Research Station (IORS) in the East China Sea under clear-sky conditions in 2004 using a simple radiative transfer model (RTM). Meteorological data observed at IORS and aerosol optical properties derived from Aerosol Robotic Network observations at Gosan are used for the RTM. Preliminary results suggest that the use of simple PAR irradiance-ratio values is appropriate in calculating phytoplankton productivity as follows: an average of $0.44\;({\pm}0.01)$ in January to an average of $0.48\;({\pm}0.01)$ in July, with average daily variabilities over these periods of about $0.016\;({\pm}0.008)$ and $0.025\;({\pm}0.008)$, respectively. The model experiments demonstrate that variations in the major controlling input parameters (i.e. solar zenith angle, precipitable water vapor and aerosol optical thickness) cause PAR irradiance ratio variation at daily and seasonal timescales. Further, increases (>0.012) in the PAR irradiance ratio just below the sea-surface are positively correlated with high solar zenith angles and strong wind stresses relative to those just above the sea-surface.
Kim, Kuh;Kim, Yun-Bae;Park, Jong-Jin;Nam, Sung-Hyun;Park, Kyung-Ae;Chang, Kyung-Il
Ocean Science Journal
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제40권1호
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pp.25-44
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2005
Long-term, continuous, and real-time ocean monitoring has been undertaken in order to evaluate various oceanographic phenomena and processes in the East/Japan Sea. Recent technical advances combined with our concerted efforts have allowed us to establish a real-time monitoring system and to accumulate considerable knowledge on what has been taking place in water properties, current systems, and circulation in the East Sea. We have obtained information on volume transport across the Korea Strait through cable voltage measurements and continuous temperature and salinity profile data from ARGO floats placed throughout entire East Sea since 1997. These ARGO float data have been utilized to estimate deep current, inertial kinetic energy, and changes in water mass, especially in the northern East Sea. We have also developed the East Sea Real-time Ocean Buoy (ESROB) in coastal regions and made continual improvements till it has evolved into the most up-to-date and effective monitoring system as a result of remarkable technical progress in data communication systems. Atmospheric and oceanic measurements by ESROB have contributed to the recognition of coastal wind variability, current fluctuations, and internal waves near and off the eastern coast of Korea. Long-tenn current meter moorings have been in operation since 1996 between Ulleungdo and Dokdo to monitor the interbasin deep water exchanges between the Japanese and Ulleung Basins. In addition, remotely sensed satellite data could facilitate the investigation of atmospheric and oceanic surface conditions such as sea surface temperature (SST), sea surface height, near-surface winds, oceanic color, surface roughness, and so on. These satellite data revealed surface frontal structures with a fairly good spatial resolution, seasonal cycle of SST, atmospheric wind forcing, geostrophic current anomalies, and biogeochemical processes associated with physical forcing and processes. Since the East Sea has been recognized as a natural laboratory for global oceanic changes and a clue to abrupt climate change, we aim at constructing a 4-D continuous real-time monitoring system, over a decade at least, using the most advanced techniques to understand a variety of oceanic processes in the East Sea.
이어도 종합해양과학기지 및 주변에서 관측된 해수면고도, 해상풍향 및 풍속 자료와 인공 위성으로부터 관측된 자료를 비교하여 상호 신뢰도를 검증하고 보완하였다. 인공위성자료는 Topex/Poseidon 레이더고도계 및 ERS-1/2 고도계 및 산란계 자료를 이용하였고 이어도 기지 건설 당시 기지 부근 선상에서 관측된 자료 및 기지에서 최근 관측된 자료를 비교 분석하였다. 위성자료와 1995년 6월 해상탐사자료를 비교한 결과 대체적으로 잘 일치하며 이는 더 많은 위성 자료를 이용함으로써 보완 가능하다. 한편 거의 실시간으로 제공되는 이어도 기지의 2004년 12월부터 2005년 2월까지 최근 3개월 간 자료를 분석한 결과 자료의 공백 및 비정상 값을 보이는 경우가 많았고 이들을 위성자료와 비교 한 후 통계적으로 상호 보정하였다. 이어도는 육지와 멀리 떨어져 있어 위성해양관측자료를 검증하기에 매우 적합한 반면 이어도 관측 자료를 검증 및 보완하는 가장 효율적인 방법은 위성자료를 이용하는 것이다.
The spatial and temporal behaviors and fluctuations of the cold water that appeared in the South East Sea and the East Sea coast from 2016 to 2017 were investigated. The water temperature drop was large in the east coast from April to June and the southeast coast from July to September, and the temperature drop period was longer in the southeast coast. The water temperature fluctuated sensitively to the wind direction, and it gradually decreased in the southwest wind but rose as if jumping in the northeast wind. Wind stress and surface water temperature had an inverse correlation, which was larger in Bukhang-Idukseo, and decreased toward the north of Guryongpo. The cold water appeared mainly in Geojedo-Pohang after 1 to 2 days when the southwest wind was strong, but when the wind became weak, it shrank to the Idukseo (Ulgi-Gampo) and extended into the open sea in a tongue shape. Cold water was distributed only in Samcheok-Toseong in mid-May, Idukseo-Guryongpo and Hupo-Jukbyeon-Samcheok from late May to mid-July, and Bukhang-Idukseo in August-September. The intensity of cold water was greatest in mid-August, and the center of cold water descended from the east coast to the southeast coast from spring to summer. The water temperature fluctuation was dominant at the periods of 1 d and 7-21 d. In wavelet spectrum analysis of water temperature and wind, wind speed increase-water temperature decrease showed phase difference of 12 h in 2 d, 18 h in 3 d, 1.5 d in 4-8 d, and 2-3 d in 8-24 d period. The correlation between the two parameters was large in Geojedo and Namhang, Bukhang-Idukseo, Guryongpo-Jukbyeon, and Samcheok-Toseong. Monitoring stations with high correlation in all periods were generally parallel to the monsoon direction.
An ideal 3D primitive equation model is implemented to investigate upper ocean response to typhoons, focusing on rightward bias (RWB) which means an appearance of an intensified sea surface cooling to the right side of the typhoon track. The model has 26-stratified levels and a flat bottom (1000 m), covering a rectangular domain of about 3,060 km×3,300 km with four open boundaries. The sea water is forced by an atmospheric pressure and a gradient wind of the typhoon. The model well reproduces the RWB in previous observations and theoretical analyses. For the fast moving typhoon (FMT) (-8m/sec), the model shows that in the mixed layer (ML), the RWB in the SST noticeably appears clearly illustrating the coupling between inertial motion and wind stress, but in the subsurface layer (-100m), the RWB does not emerge since a cyclonic current field (CCF) caused by wind stress curl is primarily dominant. For the slowly moving typhoon (SMT) (-3m/sec), however, the RWB does not emerge because the coupling is weakened and the CCF is rather predominant even in the ML. In the model, we conclude that the RWB noticeably emerges in the FMT but does not emerge in the SMT related to predominance of CCF.
서해 중부에 위치한 새만금 연안역에서 HF radar를 이용하여 2002년 7월과 2004년 9월부터 11월 초까지 표층해류를 관측하였다. 관측 자료로부터 조하주기대(subtidal) 표층해류가 해안선 변화, 바람과 담수 방류량의 변화에 대하여 시 공간적으로 어떻게 변동하는지 조사하였다. 2002년 7월 관측 기간 동안 바람이 약 0.5 m/s로 불었으며, 일 평균 금강 담수 방류량이 $0.88{\times}10^7$ 톤이었다. 시간평균된 표층해류($\overline{U}$)는 금강하구입구에서 $7{\sim}10\;cm/s$의 크기로 북서쪽으로, 방조제 개방구간에서 13 cm/s 이상의 크기를 갖고 서쪽으로, 고군산군도 북측에서는 북서방향의 분포를 보였다. 이는 금강 담수와 새만금 방조제 개방구간에서 유출된 조석 잔차류에 의해 형성된 흐름이다. 또한 를 제거한 표층해류의 공간평균치(<$U-\overline{U}$>)의 방향변화가 바람방향변화와 상대적으로 높은 상관관계(r=0.98)를 보였다. 2004년 9월부터 11월에는 북북서풍이 2.5 m/s로 불었으며, 일평균 담수 방류량이 $11.9{\times}10^7$ 톤이었다. 표층해류($\overline{U}$)는 대부분의 연안에서 크기가 작았고, 새만금 방조제와 고군산군도가 이루는 해안선을 따라서 약 10 cm/s의 상대적으로 빠른 해류가 남서방향으로 흘렀다. 이는 강한 북서풍이 금강 담수를 새만금 방조제 쪽으로 이동시켜 형성된 흐름이다. 2004년도에는 방조제 개방구간에서 유출되는 조석 잔차류가 없어졌으며, 공간평균()된 표층해류의 방향변화가 바람방향변화와 0.69의 상관관계를 보였다.
The influence of nonlinear phenomena on the behavior of stationary forced flexural-gravity waves on the surface of deep water is investigated, when the perturbation of external pressure moves with near-resonant velocity. It is shown that there are three branches of bounded stationary solutions turning into asymptotic solutions of the linear problem with zero initial conditions. For the first time ice sheet destruction by turbulent fluctuations of atmosphere pressure in ice adjacent layer in wind conditions is studied.
해상수송의 안전성을 개선하는 하나의 수단으로서, 해상풍 정보로부터 예정 항로상에서 조우하게될 파랑정보를 높은 정밀도로 예측하여 단시간에 본선에 제공할 수 있는 시스템을 개발할 필요가 있다. 본 연구에서는 이의 제1단계로서 대양에서의 다방향 불규칙 예측을 위한 파랑추산모델을 제시하였다. 검토방법으로는 과거 실제 해역에서 발생한 황천에 기인한 선박 침몰사고를 대상으로 선박의 항행 일정에 따른 해상풍의 분석 및 파랑추산시뮬레이션을 수행하였으며, 이로부터 사고 선박이 조우한 해상을 평가하고 모델의 재현성 및 정도를 검토하였다.연구의 결과, 사고 선박은 침몰사고의 원인이 Okhotsk해에서 발랄한 저기압에 의해 급속히 성장한 고파랑 해역을 회피하지 못하여 발생한 것에 있음을 명백히 하였으며, 본 계산에 이용한 제3세대 파랑추산모델(WAM)로부터의 결과는 실제 관측 파랑의 유의파고, 주기, 방향 스펙트럼 등 항행관련의 파랑제원과 잘 부합되었으며, 실용 선박에서의 예측시스템 구축에 적용성이 양호한 것으로 나타났다.
본 연구에서는 강풍에 의한 연안 용승 및 섬효과를 구체적으로 파악하기 위해서 춘계 강한 저기압 통과 전후를 대상으로 위성자료, 해양환경 및 물리적인 수직 구조와 함께 식물플랑크톤의 군집구조를 파악하였다. 5월 3일 강한 저기압이 통과하면서 남풍계열의 바람이 우점하였고, 10일 정도의 시간차를 둔 5월 12일에는 동한난류가 이동한 경로주변해역에서 높은 엽록소값이 관찰되었다. 식물플랑크톤 수평적 군집조성은 동한난류의 영향을 강하게 받은 울진 연안과 울릉도 사이의 정점에서는 규조류가 극히 높은 밀도로 우점하였고, 상대적으로 외양인 울릉도와 독도 섬주변에서는 섬효과에 의하여 침편조류 H. akashiwo가 높은 개체수를 유지하였다. 엽록소의 수직적 분포는 울진에서 울릉도로 이어지는 정점에서 엽록소 아표층극대 (Sub-surface Chl-a Maximum)가 20 m 층에서 관찰되었고, 울릉도와 독도 섬주변의 대부분 정점에서는 30~40 m 층까지 전 수층에 걸쳐 균일하게 높은 엽록소 형광값이 관찰되었다. 이는 섬효과에 의하여, 강한 수층혼합이 일어난 것을 의미하고, 그 결과 유광층 상부에 공급된 영양염류에 의하여 식물플랑톤이 대발생하였다. 결과적으로 춘계 한반도 남동해역(울진-울릉도-독도)에서는 남풍계열의 바람이 우점하면, 연안 용승이 발생할 수 있고, 이는 식물플랑크톤의 대발생에 중요한 역할을 하는 것으로 관찰되었다. 아울러, 동해 연안해역에서 기인된 식물플랑크톤은 동해 중앙 및 남서해역으로 공간이동하면서 울릉도-독도의 섬효과와 함께 동한난류의 사행, 소용돌이의 발달 등에 따라서 종조성이 다르게 나타날 가능성을 시사하였다.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제6권2호
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pp.323-332
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2014
High-speed marine vehicles can take advantage of aerodynamically supported platforms or air wings to increase maximum speed or transportation efficiency. However, this also results in increased complexity of boat dynamics, especially in the presence of waves and wind gusts. In this study, a mathematical model based on the fully unsteady aerodynamic extreme-ground-effect theory and the hydrodynamic added-mass strip theory is applied for simulating vertical-plane motions of a tunnel hull in a disturbed environment, as well as determining its steady states in calm conditions. Calculated responses of the boat to wind gusts and surface waves are demonstrated. The present model can be used as a supplementary method for preliminary estimations of performance of aerodynamically assisted marine craft.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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