• 대한원격탐사학회지
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• 제38권3호
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• pp.265-282
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• 2022

해수면 온도(Sea surface temperature, SST)는 지구시스템에서 해양의 순환과 생태계에 큰 영향을 주는 요소이다. 지구온난화로 한반도 근해 해수면 온도에 변화가 생기면서 이상 수온(고수온, 저수온) 현상이 발생하여 해양생태계와 수산업 피해를 지속적으로 발생시키고 있다. 따라서 본 연구는 한반도 근해 해수면 온도를 예측하여 이상 수온 현상 예측으로 피해를 예방하는 방법론을 제안한다. 연구 지역은 한반도 근해로 설정하여 동시간대 해수면 온도 데이터를 사용하기 위해 Europe Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF)의 ERA5 자료를 사용하였다. 연구방법으로는 해수면 온도 데이터의 시계열 특징을 고려하여 딥러닝 모델 중 시계열 데이터 예측에 특화된 Long Short-Term Memory (LSTM) 알고리즘을 이용하였다. 예측 모델은 1~7일 이후 한반도 근해 해수면 온도를 예측하고 고수온(High water temperature, HWT) 혹은 저수온(Low water temperature, LWT) 현상을 예측한다. 해수면 온도 예측 정확도 평가를 위해 결정계수(Coefficient of determination, R²), 평균제곱근 편차(Root Mean Squared Error, RMSE), 평균 절대 백분율 오차(Mean Absolute Percentage Error, MAPE) 지표를 사용하였다. 예측 모델의 여름철(JAS) 1일 예측 결과는 R²=0.996, RMSE=0.119℃, MAPE=0.352% 이고, 겨울철(JFM) 1일 예측 결과는 R²=0.999, RMSE=0.063℃, MAPE=0.646% 이었다. 예측한 해수면 온도를 이용하여 이상 수온 예측 정확도 평가를 F1 Score로 수행하였다(여름철(2021/08/05) 고수온 예측 결과 F1 Score=0.98, 겨울철(2021/02/19) 저수온 예측 결과 F1 Score=1.0). 예측 기간이 증가하면서 예측 모델이 해수면 온도를 과소추정하는 경향을 보여주었고, 이로 인해 이상 수온 예측 정확도 또한 낮아졌다. 따라서, 향후 예측 모델의 과소추정 원인을 분석하고 예측 정확도 향상을 위한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권5_2호
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• pp.747-763
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• 2022

해양 염분은 전 지구 규모에서 해수 순환에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 연·근해 지역 저염분수가 어족자원 및 수산업에 피해를 줄 수 있는 등 해양 식생환경의 변화를 줄 수 있다. 해수의 표면 특성인 sea surface salinity (SSS)에 따라 마이크로웨이브 영역의 방사율이 달라지며, 이를 통해 Soil Moisture Active Passive (SMAP) 등 위성 센서를 활용한 SSS 산출물이 제공되고 있다. 하지만 마이크로파 위성 센서 기반의 SSS 산출물은 낮은 시공간해상도로 자료를 생산하며, 연안지역과 고위도 지역에서 정확도가 낮다. 이러한 이유로 연·근해 지역 SSS의 상세한 시공간적 변화를 관측하기에는 적합하지 않다. 본 연구에서는 Jang et al. (2022)에서 제시한 기계학습 기반의 개선된 SMAP SSS (SMAP SSS (Jang))를 참조자료로 활용하여, 정지궤도해색센서(Geostationary Ocean Color Imager, GOCI) 영상으로부터 고해상도 SSS를 추정하는 Light Gradient Boosting Machine (LGBM) 기반의 모델을 개발하였다. 3가지 입력변수 조합을 테스트하였고, Multi-scale Ultra-high Resolution Sea Surface Temperature (SST) 자료가 추가된 scheme 3가 가장 높은 정확도를 보였다(R² = 0.60, RMSE = 0.91 psu). 이를 바탕으로 본 연구영역에서 SST가 SSS 모의에 효과적인 환경변수로 작용함을 보였다. 본 연구에서 제시한 LGBM 기반의 GOCI SSS는 SMAP SSS (Jang)와 비슷한 시공간적 패턴을 보였지만, 더 높은 공간해상도를 바탕으로 SSS의 보다 상세한 공간적 분포와 더불어 SMAP SSS (Jang)에서 산출하지 않는 연안 지역의 정보까지 모의하였다. 또한, 중국 남방지역에 대홍수가 발생하였던 2020년 8월을 대상으로 양자강 유출수(Changjiang Diluted Water)의 거동을 분석한 결과, GOCI SSS는 한국 해양수산연구원의 보도자료와 비교하여 일관성 있는 시공간적 변화를 보였다. 본 연구의 결과로 연안 지역의 저염수 뿐 아니라, 원해 지역에서 광학위성 신호를 활용한 고해상도 SSS 산출의 가능성을 제시하였다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제42권4호
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• pp.543-559
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• 2009

닥터 릴리아이(C. Walton Lillehei; 1918$\sim$1999)는 1954년 교차순환법(cross circulation)에 의한 기념비적인 심장수술 이후 '개심술(open heart surgery)의 아버지'로까지 불리고 있는 세계적인 흉부외과 의사이자 의학자였다. 그는 미네소타대학병원에서 1954$\sim$1955년에 걸쳐 교차순환에 의해 45예의 개심술을 성공적으로 시행함으로서 그 후 개심술의 발전에 획기적인 발판을 마련하였다. 그는 의학적 업적이외에도 후학의 교육에도 큰 관심을 기울여 미네소타대학병원에서만 134명의 국내외 의학자들을 양성하였다. 이 중에서는 심장이식 수술기법을 정립한 Dr Norman Shumway, 첫 심장이식을 성공시킨 Dr Christian Barnard, 기포형 산화기를 공동 개발한 Dr Richard Dewall등이 대표적인 그의 제자들이었다. 그런데 이 대열에 합류한 한명의 한국 의사가 있었는데 그가 바로 고 이영균 교수이다. 이영균 교수(1921$\sim$1994)는 서울의대 외과학교실에 재직 중 1957$\sim$1959년 2년간 당시 미네소타 프로젝트의 일환으로 미네소타 대학병원에서 연수 중 Dr Lillehei와 인연을 맺게 된다. 이영균 교수는 미네소타 대학병원에서의 연수 이후 귀국하여 당시 심장외과학의 태동기 과정에 있던 한국에서 초기 개척자 중의 한 사람으로 큰 역할을 하게 된다. 그 당시 열악한 조건의 한국 실정에서 심장수술을 확립하기까지에는 많은 어려움이 있었으나 그때마다 닥터 릴리아이의 심적 물적 지원이 큰 도움이 되었다. 이러한 닥터 릴리아이의 도움은 그 후 서울대학병원에서의 성공적인 개심술 프로그램 정립에 결정적 영향을 미치게 된다. 이후에도 두 사람은 비록 연령 상으로는 3살의 차이에 불과하였지만 태평양을 가로질러 사제 간의 끈끈한 정을 계속 주고받던 중 이영균 교수는 1994년 그리고 Dr Lillehei는 1999년에 각각 타계하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제26권4호
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• pp.291-306
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• 2021

Coupled Climate Model Inter-comparison Project Phase 6에 참여한 21개의 모형들의 기후변화 시나리오 실험 결과로부터 북서태평양 해면수온과 쿠로시오의 미래변화를 분석하였다. 해면수온 상승의 공간적인 특징은 쿠로시오의 공간적인 분포와 유속의 변화와 관련된 것으로 파악되었다. 북태평양에서 아열대 순환계와 아한대 순환계의 경계를 따라 흐르는 쿠로시오 확장역의 위치 변화와 지구온난화에 따른 대규모 대기순환과의 관계를 알아보기 위해 21개 모형 중 9개의 모형들의 기후변화 실험별로 zero-바람회전응력이 나타나는 위도를 비교하였다. 온실기체의 증가로 대기복사강제력이 커짐에 따라 zero-바람회전응력이 나타나는 위도가 북상하는 것을 확인하였으며, 이는 관측에서 나타난 zero-바람회전응력이 나타나는 위도가 북상하는 추세와 일치하는 결과이다. 이러한 결과는 지구온난화로 인해 해들리순환이 북쪽으로 확장함에 따라 한반도가 속한 중위도의 온난화가 가속될 수 있음을 나타낸다. 대한해협을 통해 동해로 유입되는 대마난류의 수송량과 온도 또한 대기복사강제력이 커짐에 따라 증가하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권11호
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• pp.865-875
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• 2022

서해안에 위치한 구시포 해안에서 구조물 설치가 해수유동의 변화에 미치는 영향을 해석하기 위해 조석·조류의 현장관측과 EFDC 모형을 이용하여 수치모형실험을 수행하였다. 해수유동 모델의 재현성을 검토하기 위하여 조석·조류의 모델 결과와 현장관측 결과를 비교·검증하였으며, 검증결과 비교적 서로 잘 일치하는 것으로 나타났다. 구시포 해수욕장 전면해역에서 최강 유속분포는 약 20~40 cm/sec이고, 해수욕장 외해에서는 60~80 cm/sec로 나타났다. 구시포 해안에서 전형적인 해수유동 패턴은 등수심선에 평행하며, 창조시에는 북동방향으로 유입하고, 낙조시에는 남서방향으로 유출되는 특성을 보였다. 구조물의 설치로 인한 조류의 유속 및 유량의 변화율을 대조기 24시간 동안 평균유속을 이용하여 산출하였다. 전반적인 유속의 변화는 구조물의 설치로 인하여 차폐된 해역은 유속이 크게 감소하고, 구조물의 외해 영역에서는 유속이 증가하는 경향이 뚜렷하게 나타났다. 구시포 해안의 해수유동 변화에 영향을 미치는 각 구조물의 영향은 초기상태(모든 구조물 설치전)를 기준으로 했을 때, 유량의 변화율은 ① 현 상태(방류제·돌제, 구시포항·연륙교 설치)에서는 약 28.4%, ② 방류제·돌제만 있을 경우는 약 21.3%, ③ 구시포항·연륙교만 있을 경우는 약 9.8% 감소하는 것으로 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권7호
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• pp.770-778
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• 2023

해상풍은 대기-해양의 상호작용을 이해하는데 중요한 요소일 뿐만 아니라, 해양에서 기인하는 위험기상을 예측하는데 중요한 입력자료이다. 정확한 예측을 위해서는 정확한 해상풍 자료가 요구되지만, 육상과 달리 해상은 관측이 제한적이기 때문에 관측 자료가 많지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 장기간의 고해상도 해상풍 자료 구축을 목표로 하였다. 먼저 장기간에 대해 활용 가능한 ERA5 재분석 바람장을 고해상도로 재격자화 하였고, 재격자화 한 ERA5 바람장을 수치모형 ADCIRC (ADvanced CIRCulation model)의 GAHM(Generalized Asymmetric Holland Model)을 이용하여 산출한 비대칭형 태풍 바람장과 합성하였다. 산출된 비대칭형 태풍 합성 바람장은 기상청 (Korea Meteorological Administration, KMA) 및 일본 기상청 (Japan Meteorological Administration, JMA) 관측자료를 이용하여 정확도를 평가하였다. 평가결과, ERA5 바람장 및 Holland 식을 이용하여 산출한 대칭형 태풍 합성 바람장보다 비대칭형 태풍 합성 바람장이 관측값을 매우 유사하게 재현하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 생산한 해상풍 자료는 향후 폭풍해일 후측 자료 구축, 폭풍해일고 빈도 분석, 해상풍 빈도 분석 등 다양한 연구의 기초자료로 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제19권1호
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• pp.53-65
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• 2014

춘계와 하계 광양만에서 식물플랑크톤 군집구조와 그들의 성장에 영향을 미치는 영양염제한 특성을 파악하기 위해서 만내외측의 20개 정점에서 생물학적 요인과 무생물학적 요인을 조사했다. 또한 식물플랑크톤 군집에 대한 영양염 첨가 효과를 알아보기 위해서 실험실에서 현장 20개 정점의 표층수를 이용하여 생물검정실험을 수행하였다. 전체 식물플랑크톤 군집의 90%이상을 규조류가 차지하였다. 이들 규조류중 Eucampia zodiacus와 Skeletonema costatum-like 종이 춘계와 하계에 각각 우점하였다. E. zodiacus와 S. costatum-like 규조류의 개체군 밀도가 춘계와 하계에 높은 밀도를 유지하게 된 이유를 간단히 설명하면, E. zodiacus 의 성장은 춘계 투명도가 높게 나타나 유광층내 광량의 증가가 원인으로 생각된다. 즉 유광층내 광량의 증가는 E. zodiacus의 개체수를 폭발적으로 증가시킬 수 있는 방아쇠 역할을 한 것으로 판단된다. 하계에 S. costatum-like이 전해역에서 우점한 이유는, 섬진강 담수 유입에 의한 낮은 염분과 함께 공급된 다량의 영양염은 그들 생물의 증식에 중요한 bottom-up 효과를 보였다고 판단된다. 실험실의 생물검정실험에서는 비록 내만(정점 8)과 외해(정점 20)에서 식물플랑크톤 군집의 최대 성장율은 유사하였지만, 인산염에 대한 반포화계수($K_s$)는 내만정점보다 약간 낮았다. 상대적으로 낮은 영양염농도에 적응한 세포는 낮은 인산염농도에서 충분히 성장할 수 있고, 다른 미세조류에 비하여 낮은 영양염농도의 조건에서 경쟁의 우위를 차지 할 것이다. 특히, 하계의 N영양염 첨가군의 효율은 대조군과 P영양염 첨가군에 비해서 높았다. 이는 광양만에서 하계에 N영양염의 공급이 섬진강을 통하여 계속적으로 유입되지만, 빠른 식물플랑크톤의 증식으로 인하여 N영양염 제한이 일어날 수 있다는 것을 시사할 수 있다. 반면, 규산염은 식물플랑크톤의 성장에 영향을 미치는 제한인자로 나타나지 않았고, 규조류의 분해로 인하여 Si의 재순환과 담수로부터 공급된 높은 규산염농도는 광양만에서 규조류 생태계를 유지할수 있는 유리한 조건이라 생각된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권2호
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• pp.351-373
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• 2019

인공위성이 관측한 해수면 높이 자료를 활용하여 울릉분지 일대에서 발생하는 냉수성 소용돌이들을 1993년부터 2015년까지 Winding-Angle 방법을 이용하여 탐지하고 분류하였다. 냉수성 소용돌이들 중에서 동한난류 사행의 첫 번째 골에서 형성되어 동쪽으로 흐르는 해류의 주경로로부터 남서쪽으로 떨어져 나온 독도 냉수성 소용돌이(Dokdo Cold Eddy, DCE)를 구분하였고, 그 이동 특성을 분석하였다. 또한 국립수산과학원(National Institute of Fisheries Science)이 관측한 수온과 염분 자료와 Hybrid Coordinate Ocean Model의 수치모의 결과를 이용하여 DCE 중심 근처에서 수온과 유속의 수직구조를 살펴보았다. DCE는 23년 동안 총 112개 발생하였고, 이 중 39개의 DCE가 서쪽으로 이동하여 한국 동해안 근처 연안에 도달하였으며, 평균 이동 거리는 250.9 km, 평균 수명은 93일, 평균 이동 속도는 3.5 cm/s였다. 나머지 73개의 DCE는 동쪽으로 이동하거나 생성된 위치 주변을 맴돌다가 소멸하였다. DCE 아래 50~100 m에서 수온(T)과 염분(S)이 주변보다 낮아(T < $5^{\circ}C$, S < 34.1) 등온선들과 등염선들이 돔(dome, 반구형으로 된 지붕 모양) 구조를 보였다. 또한 DCE의 중심에서 평균 38 km 떨어진 곳에서 10 cm/s 이상의 해류가 표층부터 수심 300 m까지 반시계방향으로 원을 그리며 흐른다. 동한난류가 이안하여 동쪽으로 흐르다가 울릉도 북쪽에서 울릉도를 끼고 시계방향으로 흘러서 사행을 시작하고, 울릉도 동쪽에 위치한 사행의 첫 번째 골이 남서쪽으로 깊이 파고들면, 해류사행의 마루와 마루가 연결되고 골 부분이 독립적으로 떨어져 나와 반시계방향 순환을 형성하면서 DCE가 생성된다. DCE가 서쪽으로 이동할 때 울릉 난수성 소용돌이(Ulleung Warm Eddy, UWE)의 가장자리를 따라 우회하여 시계방향으로 U 모양을 그리며 한국 동해안 쪽으로 이동한다. DCE가 연안 부근에 도달하면, 동한난류는 냉수성 소용돌이 보다 더 남쪽에서 이안하고, 냉수성 소용돌이의 가장자리를 따라 우회하여 북쪽으로 흐른다. 연안에서 독도 냉수성 소용돌이가 약화되고 약 30일 후에 소멸하면, 동한난류가 다시 한국 동해안을 따라 북쪽으로 흘러서 본래의 경로를 회복한다. DCE는 열과 염을 북쪽에서 남쪽으로 꾸준히 수송하고 울릉분지 남서쪽에 냉수해역 형성에 도움을 주며, 양의 상대와도를 가지고 와서 동한난류의 경로를 변경시키는 역할을 한다. 서쪽으로 이동하는 DCE 중에서 일부는 연안 냉수성 소용돌이와 병합되어 울릉분지 서쪽에 넓고 긴 냉수해역을 만들고 반시계 방향의 순환을 형성한다. 이와 같이 병합된 소용돌이는 북쪽에 UWE를 남쪽에 동한난류로부터 분리시킨다.

• 한국제4기학회지
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• 제20권1호
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• pp.51-66
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• 2006

미국 해양대기청의 CCM3 기후모델을 이용하여 마지막최대빙하기 (Last Glacial Maximum (LGM))의 동아시아기후변화를 시뮬레이션 하였다. 이용된 수치모델의 수평해상도는 약 75km로 동아시아의 비교적 상세한 지형 및 기후 기작들이 표현된다. 현재 기후는 미국 해양대기청 에서 제공한 월평균 표층해수가 경계조건으로 이용되었으며, LGM 실험은 CLIMAP 프로젝트에서 복원된 표층해수가 경계조건으로 이용되었다. 또한 LGM실험에서는 현재 의 이산화탄소농도(330 ppm) 보다 낮았던 대기 이산화탄소농도 (200 ppm)가 적용되었고, 대륙빙하를 포함한 LGM 지표지형이 표현되었다. LGM 경계조건하에서 한국 서해와 동해의 대륙사면에서는 표층 온도가 겨울철에 약 18도 정도 현재보다 낮게 나타나며, 여름철에는 약 2도 정도 높게 나타나는데, 이와 같은 온도 변화는 한국 서해가 빙하기때 해수면 하강에 따라 지표로 드러남으로서 표층 열용량의 차이가 나타나기 때문이다. 전체적으로 마지막최대빙하기에 동아시아 내륙에서는 표층온도가 약 4-6도 감소하며, 주변해역을 포함하여 약 7.1도 하강하는 것으로 시뮬레이션 되는데, 이와 같은 온도감소는 이산화탄소농도 감소에 따른 장파복사량의 증가에 기인한다. 표층의 온도감소는 물수지의 약화를 초래하는데, 겨울철 아시아의 남동부에서 강수량이 약 1-4 mm/day 감소하며, 여름철에는 중국에서의 감수감소가 나타난다. 대체로 마지막최대 빙하기동안 동북아시아에서 현재보다 약 50%정도 감수가 감소하는 것으로 시뮬레이션 된다. 증발량도 감소하는 것으로 나타나지만, 강수의 감소가 더 커서 지난빙하기동안 동아시아는 대체로 건조한 기후가 나타나며, 이와 같은 결과는 다른 지역에서 보이고 있는 결과와 잘 일치한다. 결론적으로 고해상도 수치모델은 전 지구 영역 하에서 동아시아의 기후변화를 잘 시뮬레이션 하고 있다.mu}M$에서 $9.1{\mu}M$까지, 알테미아 경우 $16.13{\mu}M$에서 $45.8{\mu}M$까지, 그리고 배합 사료 공급시에는 $36.5{\mu}M$에서 $120.1{\mu}M$까지 상승하였다. 일간 수질 변화에 따른 용존 무기 질소(로티퍼; 7.0 g/일, 알테미아; 24.7 g/일, 배합 사료; 140.9 g/일)와 인(로티퍼; 0.7 g/일, 알테미아; 0.7 g/일, 배합 사료; 2.2 g/일) 배출량은 배합 사료 공급 시기에 유의적으로 높았다(P<0.05). 이와 같은 결과는 상업적 볼락 대량 종묘 시설에서 사육 시스템 내 수질 및 사육 관리를 위한 중요한 정보를 제공할 것이다.였다. 2종의 박하 추출물 투여군들 사이에는 혈청 GPT 활성에 대한 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 7.과산화물질 (TBARS)의 함량은 정상군에 비해 음성대조군에서 약간의 함량 증가가 관찰되었으나 유의적인 수준은 아니었으며 대부분의 박하 추출물 투여군과 Silymarin 투여군에서 과산화지질이 비슷한 수준으로 증가하여 박하는 알콜에 의한 과간화지질생성에 대한 저해효과가 낮은 것으로 확인되었다. 8. 상대간장중량은 각 실험군별로 상대간장중량에서의 차이는 다소 있었으나 유의성은 없었다.mg/ml로 한 EtOAc 분획물은 26의 돌연변이 유발성을 보였다. 이상의 결과로 부터 뽕나무를 이용한 식용 제품생산을 고려할 때 추출물들의 제조와 선택을 가름하는 자료로서의 활용이 기대되며 앞으로 in vivo test 등 더욱 연구할 필요가 있을 것으로 사료된다.0^{-4}\;pg/cell$로 60 kHz로 병행 추출한 복분자 water 분획층의 $19.5{\times}10^{-4}\;pg/cell$보다 높은 분비량을 나타내었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제17권4호
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• pp.339-343
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• 2011

본 연구에서는 EFDC모델과 입자추적모델을 이용하여 마산만의 담수유입에 의한 폐쇄성 내만의 물질체류시간을 산정하였다. 마산만의 해수유동을 재현하고 이를 바탕으로 평균체류시간을 계산하였다. 마산만의 조석에 의한 평균물질체류시간은 만 북측과 돝섬 부근까지가 약 110일이내, 모도 주변 해역이 약 40일, 부도에서 외해까지 약 20일 정도로 산정되었다. 담수유입에 따른 마산만의 4개 소해역별 평균물질체류시간은 I과 II영역에서 약 81일로 감소하였으나, 마산만의 외해측에 위치한 III과 IV영역은 각각 58일과 17일로 증가하였다.