• Ocean and Polar Research
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• 제35권3호
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• pp.249-258
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• 2013

Vertical and horizontal mixing processes in the ocean mixed layer determine sea surface temperature and temperature variability. Accordingly, simulating these processes properly is crucial in order to obtain more accurate climate simulations and more reliable future projections using an ocean general circulation model (OGCM). In this study, by using Modular Ocean Model version 4 (MOM4) developed by Geophysical Fluid Dynamics Laboratory, the upper ocean temperature and mixed layer depth were simulated with two different vertical mixing schemes that are most widely used and then compared. The resultant differences were analyzed to understand the underlying mechanism, especially in the Tropical Pacific Ocean where the differences appeared to be the greatest. One of the schemes was the so-called KPP scheme that uses K-Profile parameterization with nonlocal vertical mixing and the other was the N scheme that was rather recently developed based on a second-order turbulence closure. In the equatorial Pacific, the N scheme simulates the mixed layer at a deeper level than the KPP scheme. One of the reasons is that the total vertical diffusivity coefficient simulated with the N scheme is ten times larger, at maximum, in the surface layer compared to the KPP scheme. Another reason is that the zonal current simulated with the N scheme peaks at a deeper ocean level than the KPP scheme, which indicates that the vertical shear was simulated on a larger scale by the N scheme and it enhanced the mixed layer depth. It is notable that while the N scheme simulates a deeper mixed layer in the equatorial Pacific compared to the KPP scheme, the sea surface temperature (SST) simulated with the N scheme was cooler in the central Pacific and warmer in the eastern Pacific. We postulated that the reason for this is that in the central Pacific atmospheric forcing plays an important role in determining SST and so does a strong upwelling in the eastern Pacific. In conclusion, what determines SST is crucial in interpreting the relationship between SST and mixed layer depth.

• 한국해양학회지
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• 제21권4호
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• pp.193-202
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• 1986

황해 동남해역에서 해면과 30m층 수온의 시. 공간 변동성을 1967-1982 장기 수온자료의 variance 와 cmpirical orthogonal function(EOF)분석으로 연구하였다. 월평균 해면수온의 공간분포는, 남에서 북으로 감소하는 장기 년평균과 유사한 형태를 갖고 있다. 반면에 년평균 해면수온으로부터 계산한 분산은 남에서 북으로 증가한다. 해면 수온의 variance 가 경기만 남부해역을 제외한 연구해역에서 30m층 보다 2배이상 크다. EOF의 첫째와 둘째 모드가 계절변화를 갖고 있으며 해면과 30M층 variance의 97.6%와 85.2%를 각각설명하기 때문에 수온의 큰 variance 는 계절변화와 밀접한 관계가 있다. 겨울철 조사 해역 북부와 남부사이 수온의 차이가 크나 여름철에는 작아진다. 이것은 여름철 복사에 의한 해면의 열흡수가 열손실이 나 해양열이류보다 훨씬 크다는 것을 반영해준다. 여름철에 경기만 남부와 목포 주변 연안수가 조석혼합에 의해 외해수보다 수온이 낮게 나타난다.

• Ocean Science Journal
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• 제43권4호
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• pp.195-208
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• 2008

This paper evaluates whether a thermodynamic ocean-carbon model can be used to predict the monthly mean global fields of the surface-water partial pressure of $CO_2$ ($pCO_{2SEA}$) from sea surface salinity (SSS), temperature (SST), and/or nitrate ($NO_3$) concentration using previously published regional total inorganic carbon ($C_T$) and total alkalinity ($A_T$) algorithms. The obtained $pCO_{2SEA}$ values and their amplitudes of seasonal variability are in good agreement with multi-year observations undertaken at the sites of the Bermuda Atlantic Timeseries Study (BATS) ($31^{\circ}50'N$, $60^{\circ}10'W$) and the Hawaiian Ocean Time-series (HOT) ($22^{\circ}45'N$, $158^{\circ}00'W$). By contrast, the empirical models predicted $C_T$ less accurately at the Kyodo western North Pacific Ocean Time-series (KNOT) site ($44^{\circ}N$, $155^{\circ}E$) than at the BATS and HOT sites, resulting in greater uncertainties in $pCO_{2SEA}$ predictions. Our analysis indicates that the previously published empirical $C_T$ and $A_T$ models provide reasonable predictions of seasonal variations in surface-water $pCO_{2SEA}$ within the (sub) tropical oceans based on changes in SSS and SST; however, in high-latitude oceans where ocean biology affects $C_T$ to a significant degree, improved $C_T$ algorithms are required to capture the full biological effect on $C_T$ with greater accuracy and in turn improve the accuracy of predictions of $pCO_{2SEA}$.

• 한국해양학회지:바다
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• 제21권1호
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• pp.1-10
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• 2016

동해 표층 해수에서 측정한 이산화탄소 분압($pCO_2$)에 대해 기 확보된 자료는 해양-대기간 $CO_2$ 교환율을 정량화하고자 통계 기법을 적용하기에는 부족한 편이다. 이를 보완하기 위해 위성자료를 이용하여 관측이 이루어지지 않은 해역의 $pCO_2$를 신경망모델을 이용하여 채워 넣는(mapping) 연구를 시도하였다. 본 연구는 동해에서 현장관측자료가 가장 많이 축적된 울릉분지를 대상으로 2003년부터 2012년까지의 표층$pCO_2$자료와, Aqua 위성의 MODIS 센서로 관측한 해표면 온도(SST)와 엽록소(chlorophyll) 자료, 경위도 자료로 신경망모델을 구축하여 $pCO_2$ 분포도 작성과 변동성을 추정하고자 하였다. 신경망모델의 학습은 $pCO_2$ 관측자료와 모델결과값의 상관도가 95% 이상을 달성하도록 하였다. 모델 결과의 평균제곱근오차(RMSE)는 $19.2{\mu}atm$으로 관측자료의 변동 크기와 비교해서 훨씬 작은 수준이었다. SST와 chlorophyll에 연관된 $pCO_2$의 변동성을 살펴보면 chlorophyll 보다는 SST에 대해 더욱 강한 음의 상관 관계를 보였다. 모델이 출력한 $pCO_2$의 변동성은 SST가 내려감에 따라 커지는 경향을 보였다. $15^{\circ}C$ 이하에서는 $pCO_2$ 변동성에 대한 SST와 chlorophyll의 기여도가 뚜렷하게 나타났다. 반면 SST가 $15^{\circ}C$ 이상일 경우에는 $pCO_2$ 변동성은 SST와 chlorophyll의 변화에 대해 그리 민감하게 반응하지 않았다. 신경망모델 출력값으로 추정한 2003-2014년 사이의 울릉분지 표층수의 연평균 $pCO_2$ 증가율은 $0.8{\mu}atm$이었다. 신경망 모델이 울릉분지의 $pCO_2$에 대해 이전 연구보다 해상력과 오차가 향상된 $pCO_2$ 채워넣기를 가능케 해 준 점에 비추어 볼 때 국제정세에 따라 전역 관측이 수월하지 않은 동해의 탄소순환을 이해하는데 유용한 도구로 쓰일 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수산과학회지
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• 제36권4호
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• pp.417-429
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• 2003

Abnormal oceanic conditions associated with the passage of typhoons are examined using hydrographic and satellite data 1990-2002. During the passage period of typhoons in the Korean waters, an abrupt decrease of sea surface temperature (SST) in range of 5 to $8^{\circ}C$ was observed. The areas of SST decrease were an order of 100-200 km, and the low SST lasted about 15-25 days after passage of typhoon. After passage of typhoon, the water temperatures in the surface mixed layer of 30 m show negative anomalies for quite a long period. In addition, stratification parameters were substantially decreased and chlorophyll a density was rapidly increased.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2003년도 Proceedings of ACRS 2003 ISRS
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• pp.640-641
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• 2003

Abnormal oceanic conditions associated with the passage of typhoons are examined using hydrographic and satellite data 1990-2002. During the passage period of typhoons in the Korean waters, an abrupt decrease of sea surface temperature(SST) in range of 5 to 8 $^{\circ}$ was observed. The areas of SST decrease were an order of 100-200km, and the low SST lasted about 15-25 days after passage of typhoon. After passage of typhoon, the water temperatures in the surface mixed layer of 30m show negative anomalies for quite a long period. In addition, stratification parameters were substantially decreased and chlorophyll a density was rapidly increased.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2005년도 Proceedings of ISRS 2005
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• pp.437-440
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• 2005

We examined the relationship between the 50m temperature estimated by remote sensing sea surface temperature (SST) and fishing ground (squid fishing ground) detected by nighttime visible channel defense meteorological satellite program (DMSP) I operational linescan system (OLS) images in the East/Japan Sea during 1993-2000. The results are as follows: The numbers of nighttime fishing boat were distributed the highest in October, and the lowest in April during this study. A nighttime fishing grounds have concentrated in the East Korea Warm Current region, coastal regions of Honshu Island, and Polar front region. Fishing grounds have distributed $11-18^{\circ}C$ of estimated 50m temperature from the satellite data. Relationship between estimated 50m temperature and the distributed fisheries boats showed that the north boundaries of fishing grounds have distributed the temperature of below $12^{\circ}C$ from 1996 to 2000 and that of $13-15^{\circ}C$ during 1993-1995 and 1997-1999. Stable fishing grounds appeared near the Korea/Tsushima Strait from January to March. The center of fishing grounds in spring (April-Jun) have moved to the northward than that in winter, and variations appeared largely in winter. In summer (July-September), center of fishing grounds have formed near the Uleung Island in the south east coast of Korea, and in autumn maximum fishing ground appeared in October, the fishing ground southward from November.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권6_1호
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• pp.1477-1482
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• 2023

본 연구는 2012년부터 2021년까지 동북아시아 해역에서 발생한 해수고온현상을 Communication, Ocean, and Meteorological Satellite (COMS)/Meteorological Imager sensor (MI)와 GEO-KOMPSAT-2A (GK-2A)/Advanced Meteorological Imager sensor (AMI) 정지궤도 위성 해수면온도 자료를 통해 탐지하였다. 특히 2018년 이후 및 2020년에 해수고온현상의 빈도와 강도가 눈에 띄게 증가하였음을 발견하였다. Optimal Interpolation Sea Surface Temperature (OISST) 자료와 천리안위성 자료를 활용한 T-test 통계적 검증은 해수면 온도가 통계학적으로 유의미하게 상승했다는 것을 확인시켜 주었으며, 이는 기후 변화의 직접적 영향이라는 결론을 뒷받침한다. 이 연구 결과는 해수고온현상의 지속적인 모니터링과 정밀한 분석의 중요성을 강조한다. 복잡한 지형과 다양한 기후 조건을 가진 동북아시아에서 이루어진 연구는 글로벌 기후 변화가 지역 환경에 미치는 영향을 이해하는 데 있어 중요한 통찰을 제공한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.678-686
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• 2019

본 연구에서는 인공위성 해수면온도 편차(Sea Surface Temperature Anomaly, SSTA)를 이용하여 한반도 연안해역의 고수온 해역을 추출하고, 국립수산과학원의 고수온속보 발령 문서와 비교하였다. 일일 SSTA 이미지를 이용하여 임계값을 적용하는 고수온 탐지 알고리즘을 제안하였으며, 고수온 주의보는 2℃ 이상, 경보는 3℃ 이상인 것으로 가정하였다. 2017~2018년 7~9월의 일평균 SST를 기반으로 한 편차자료를 사용하였으며, 고수온속보에 사용되는 지역을 대상으로 위성기반 탐지 결과를 9개 영역으로 구분하고 비교하였다. 해역별 고수온 발생 횟수 비교 결과, 수온 관측 부이가 고르게 분포한 남해 연안은 고수온속보와 위성 탐지 횟수가 유사하게 나타났다. 반면에 다른 해역은 위성 탐지 횟수가 약 2배 이상 많았으며, 이는 고수온속보 발령이 해역의 일부 위치 수온만을 고려하기 때문인 것으로 판단된다. 본 연구 결과는 향후 위성기반 연안해역 고·저수온 모니터링 체계 개발에 활용하고자 한다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 1998년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
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• pp.95-100
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• 1998

The purpose of this study is to describe the change of the spring bloom and oceanographic condition. The variation of pigment concentration derived from the satellite ocean color data has been analyzed. According to the movement of blooming area, blooming was very concerned with a rising trend of sea surface temperature and a supply of nutrients. A nutrient rich water carried by the Oyashio encounters with the warm Core ring, where mixings and blooms are observed. We examined the correlation by using the satellite observations of the temperature and chlorophyll-a for the spring seasons (May, June, July) of 1998 the off Sanriku area (38-43N, 141- l50E). Using the SeaWiFS data, we process the data into the level-3, which contains the geophysical value of chlorophyll-a. And chlorophyll-a data is mapped for the water between 110E and 160E, and 15N and 52N with a 0.08 * 0.05 degree grid for each image. And Sea Surface Temperature (SST) data is produced using the AVHRR onboard the NOAA. The SST is derived by the MCSST. Then, the data is mapped for the water as much as chi-a data. And these gridded image was made by detection of each water masses, which are Kuroshio Extension, the warm-core ring and the Oyashlo Intrusion, etc., using those satellite images to determine short term change. Off Sanriku is a place where warm-water pool and the Oyashio at-e mixed. When warm streamer has intruded in cold water, the volume of phytoplankton increases at the tip of warm streamer. Warm water streamer was trigger of occurring blooming. And also, SeaWiFS images provided as much information for the studies of chlorophyll-a concentrations in the surface.