• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권1호
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• pp.13-23
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• 2008

연안해역의 부영양화, 빈산수괴 형성 그리고 유해적조류 출현과 같은 수질오염은 하계 담수의 대량유입에 의해 빈번하게 발생한다. 따라서 연안해역의 수질오염 현상을 정확히 예측하기 위해서는 담수가 해수유동에 의해 이송-확산되어 해역수질 및 생태계에 미치는 영향범위에 대한 예측 및 분석기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 GUI(Graphic User Interface)를 이용하여 연안해역 해수유동과 담수 확산을 쉽게 예측하고, 그 결과를 효과적으로 검토할 수 있는 소프트웨어를 개발하였다. 3차원 유한요소모형을 사용하여 조석에 의한 해수유동을 계산하였고, 담수 확산 계산에는 통계학적인 개념을 이용하여 담수 입자의 운동을 묘사하는 2차원 Random-Walk 모형을 사용하였다. 개발된 시스템을 이용하여 목포해역의 2차원 조류 분포와 담수 확산을 모의하였다. 사용한 입자추적모형의 검증을 위해 다른 이송확산 수치해석 방법에 의한 결과 및 1, 2차원 해석해와 비교하였다. 본 연구에서 개발한 예측시스템은 GUI 환경에서 작동되므로 누구나 쉽게 자료의 입력 및 수정이 가능하며, 계산된 모형결과를 그래픽을 이용해 효과적으로 가시화 하여 계산결과를 누구나 쉽고 정확하게 볼 수 있다. 따라서 본 시스템을 이용하여 연안해역으로 유입되는 담수의 확산 범위를 수시로 예측하여 신속하게 대책을 수립한다면, 오염된 담수유입으로 인한 인근해역의 환경피해를 줄일 수 있을 것이다.

• 한국항해항만학회지
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• 제28권10호
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• pp.925-931
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• 2004

목포항 인접해역은 영산강 하구둑과 영암-금호방조제 건설로 인하여 많은 변화를 가져왔다. 특히, 영산강 하구둑과 영암-금호방조제 방류에 의한 영향은 조류속 변화와 퇴적특성 변화와 같은 환경적 영향을 초래하기 때문에 중요하다. 본 연구에서는 영암-금호방조제, 영산강 하구둑 방류현황을 수집${\cdot}$분석하고, 이를 바탕으로 하여 기존의 수치모형실험에서 간과되어 온 방류와 관련된 각종 실험계수를 재조정하여 수치모의론 수행하여 인근 해역 특성을 분석하였다. 영암-금호방조제에서의 방류량에 따른 조류변화를 파악하였으며 이에 기초하여 퇴적특성 변화를 비교한 결과, 조류 순환과 밀접한 관련이 있음을 알 수 있었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권3호
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• pp.143-156
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• 2015

서태평양에 위치한 해저산 해역($150.2^{\circ}E$, $20^{\circ}N$ 부근)에서 수층 환경의 동적 특성을 파악하고자 수괴 및 용존산소, 무기영양염(질소, 인), 엽록소-a 등과 같은 수층 환경 인자의 거동을 살펴보았다. 2014년 10월에 해저산(OSM14-2)을 중심으로 동-서 및 남-북 방향으로 총 9개의 정점에서 CTD system을 이용하여 물리 화학적 자료를 획득하였다. 수온-염분 도표로부터 연구 해역에서 파악된 수괴는 표층에서 북태평양 열대수와 수온약층수, 중층에서 북태평양 중층수 그리고 저층에서 북태평양 심층수로 구분되었다. 용존산소 농도가 낮은 최소층(평균 $73.26{\mu}M$)은 산소 결핍 환경(dysoxic<$90{\mu}M$)으로 연구 해역 전반에 걸쳐 수심 700~1,200 m 사이에 분포하였다. 아질산염+질산염과 인산염으로 대표되는 무기영양염은 표면혼합층 내에서 빈영양 환경을 보인 후 수심 증가에 따라 점차적으로 증가해 용존산소 최소층에서 최대 농도를 나타냈으며, N:P ratio(13.7) 결과로부터 연구 해역은 식물플랑크톤이 성장하기에 질소 성분이 제한된 환경으로 파악되었다. 해저산을 중심으로 동-서 및 남-북 정점 라인에서 환경 인자의 수직 분포는 서쪽과 남쪽 해역에서 저층수 유입에 의한 영향으로 수심 500 m 부근에서 그리고 수심 2,500 m 이하의 저층 내에서도 서쪽 해역과 남쪽 해역에서 반대 해역과 비교해 환경 인자의 농도가 다르게 분포하였다. Redfield ratio(N:P=16:1)을 이용하여 구해진 Excess N 값은 연구 해역 전반에 걸쳐 음의 값을 보여 질소 제거 기작이 우세한 환경임을 나타냈으며, 서쪽 해역과 남쪽 해역 저층에서 상대적으로 높은 값이 관측되었다. 이러한 결과들은 해저산의 지형적인 특성이 저층 해류 순환에 영향을 미치고 이는 수층 환경 인자들의 거동을 결정하는데 중요하게 작용함을 지시한다.

• Journal of the korean society of oceanography
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• 제39권1호
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• pp.57-71
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• 2004

Based on the data obtained under the China-Korea joint project (1997-2001) and historic observations, the distribution, transportation and sedimentation of sediment in the southern Yellow Sea (SYS) are discussed, and the controversial formation mechanism of muddy sediments is also explored. The sediment transport trend analysis indicates that the net transport direction of sediment in the central SYS (a fine-grained sediment deposited area) points to $123.4^{\circ}E,\;35.1^{\circ}N$, which is a possible sedimentation center in the central SYS. The sediment transport pattern is verified by the distribution of total suspended matter (TSM) concentration and ${\delta}^{13}C$ values of particulate organic carbon (POC), the latter indicates that the bottom water plays a more important role than the surface water in transporting the terrigenous material to the central deep-water area of the SYS, and the Yellow Sea circulation is an important control factor for the sediment transport pattern in the SYS. The carbon isotope signals of organic matter in sediments indicate that the Shandong subaqueous delta has high sedimentation rate and the deposited sediments originate mainly from the modern Yellow River. The terrigenous sediments in deep-water area of the SYS originate mainly from the old Yellow River and the modern Yellow River, and only a small portion originates from the modern Yangtze River. The analytical results of TSM and stable carbon isotopes are further confirmed by another independent tracer of sediment source, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). Five light mineral provinces in the SYS can be identified and they indicate inhomogeneity in sources and sedimentary environment. The modern shelf sedimentary processes in the SYS are controlled by shelf dynamic factors. The muddy depositional systems are produced in the shelf low-energy environments, which are controlled by some meso-scale cyclonic eddies (cold eddies) in the central SYS and the area southwest of the Cheju Island. On the contrary, an anticyclonic muddy depositional system (warm eddy sediment) appears in the southeast of the SYS (the area northwest of the Cheju Island). In this study, we give the cyclonic and anticyclonic eddy sedimentation patterns.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.117-124
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• 2005

최근 부산 신항만의 1단계 개발이 북 컨테이너 터미널쪽으로 가시적으로 나타나고, 12,000TEU 대형 컨테이너선을 서비스할 수 있도록 접근 수로 및 박지의 수심을 기존 15m 에서 18m로 준설작업을 통해 증심시킴과 아울러, 신항만의 웅동만 내 일부 수역을 매립하는 것으로 항만배후지 부분의 매립계획에 대한 수정이 논의되고 있다. 더구나 2003년 태풍 매미의 내습 이후 이곳 해역에서 항만구조물 설계의 기준이 되는 입사 파랑의 변화로 인해 각 부두에서의 극한파랑조건 및 항만 내 정온도에도 다소의 변화가 발생할 것으로 예상되어 각 부두에서의 정온도 분석이 뒤따라야 한다. 따라서 본 연구에서는 이들 변화에 대한 수치모델을 구성하고 실험을 수행한 후 현장 계측 자료와 함께 실험결과를 비교 하였으며, 아울러 유동장에 대해서도 검토하였다. 결과, 전반적으로 항만의 반응이 증가되는 편이나 우려할 수준에 이르지는 않았지만 일부 구간에서는 태풍내습 시 대비하여야 하는 경우도 발생하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.587-601
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• 2020

지역해양수치모델(ROMS)을 이용하여 동해 및 울릉도-독도 해역의 해양순환을 모의하였다. 동해 3 km 격자 수치모델과 HYCOM 9 km 격자 자료를 사용하여 울릉도 1 km 격자 수치모델, 울릉도-독도 300 m 격자 수치모델들을 서로 단방향 둥지격자화 기법으로 구축하였다. 그 과정에서 상위모델과는 다른 수심 자료 및 내·외삽 방법에 의해 나타날 수 있는 개방 경계자료의 왜곡에 대한 보정방법을 제시하였다. 구축한 시스템을 이용하여, 2018년 울릉도-독도 지역에서 수평해상도가 300 m인 초고해상도 해양순환 모의 결과를 산출하였다. 초고해상도 수치모델은 같은 조건임에도 불구하고 초기장 및 개방 경계자료에 따라 서로 다른 특징이 나타났다. 따라서 수치모델 결과를 인공위성 고도계 자료로 추정한 유속 자료 및 국립수산과학원의 수온 관측자료를 사용하여 비교 검증하였다. 검증결과 HYCOM 자료를 경계장으로 사용한 둥지격자기법 결과는 1 km 격자모델 보다 300 m 격자모델 결과에서 RMSE, Mean Bias, Pattern Correlation, Vector Correlation이 전반적으로 향상되었다. 그러나 동해 3 km 수치모델을 사용한 결과에서는 1 km 모델의 결과가 300 m 결과보다 우수하게 나타났다. 수온 수직단면도에서는 수평해상도가 고해상도일수록, 등온선의 골과 마루의 수직구조가 뚜렷해지는 경향이 나타났다. 또한 울릉도-독도 300 m 모델은 상위모델에서 재현되지 않았던 섬의 지형 효과에 따른 카르만 와열이 나타났다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권1호
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• pp.43-52
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• 2006

해수소통을 전제한 경우 새만금호 내측의 염분변화가 만경강의 평수량 및 홍수량 유입에 따라 혼합 확산되는 것을 평가하고, 내부 개발이후 배수수문을 통한 새만금호소수 방류시 관리수위별로 저염수가 외해에 미치는 영향범위를 평가하기 위한 수치모형실험이 실시되었다. 해석에는 2차원 ADCIRC 및 3차원 TIDE3D모형과 3개 연직층을 고려한 3차원 CE-QUAL-ICM모델이 이용되었다. 내부의 확산 모의결과는 시간이 지남에 따라 외해에서 유입되는 염수가 점차 혼합확산되며, 최소 1개월 이상 경과되어야 만경호측에 외해수가 혼합되고, 5개월 지속되어야만 동진호측까지 혼합된다. 호내측의 수위를 관리하기 위해 신시 또는 가력수문을 개방하면 유속이 지수적으로 감소되나 갑문으로부터 전면 10km 이상까지 0.5m/s의 유동장이 형성된다. 이러한 결과는 저염수 방류로 인한 영향이 주기적으로 낙조시에 발생되어 새만금 방조제 전면의 해수순환과 유동 및 생태환경에 적지 않은 영향을 미칠 개연성을 제시하는 것으로 해석된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제30권1호
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• pp.97-104
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• 2006

최근 부산 신항만의 1단계 개발이 북 컨테이너 터미널쪽으로 가시적으로 나타나고, 12,000TEU 대형 컨테이너선을 서비스할 수 있도록 접근 수로 및 박지의 수심을 기존 15m 에서 18m로 준설작업을 통해 증심시킴과 아울러, 신항만의 웅동만 내 일부 수역을 매립하는 것으로 항만배후지 부분의 매립계획에 대한 수정이 논의되고 있다. 더구나 2003년 태풍 매미의 내습 이후 이곳 해역에서 항만구조물 설계의 기준이 되는 입사 파랑의 변화로 인해 각 부두에서의 극한파랑조건 및 항만 내 정온도에도 다소의 변화가 발생할 것으로 예상되어 각 부두에서의 정온도 분석이 뒤따라야 한다. 따라서 본 연구에서는 이들 변화에 대한 수치모델을 구성하고 실험을 수행한 후 현장 계측 자료와 함께 실험결과를 비교하였으며, 아울러 유동장에 대해서도 검토하였다. 결과, 전반적으로 항만의 반응이 증가되는 편이나 우려할 수준에 이르지는 않았지만 일부 구간에서는 태풍내습 시 대비하여야 하는 경우도 발생하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제12권3호
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• pp.239-243
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• 2007

울릉분지의 일부 저층수에서 아질산염의 존재가 확인된 것은 용존산소가 매우 풍부한 환경에서 예상되지 않던 결과로서 괄목할만한 사실이었지만 과학적으로 설명되지 않았다. 오캄의 제안에 따르면 가능한 몇 가지 설명 가운데 대륙사면 표층 퇴적물 안에서 일어나는 탈질산화의 중간산물로써 해수로 유출되는 것이 제반 여건과 가장 잘 부합된다. 그런데 울릉분지에서는 이런 탈질산화에 따른 무기질소의 손실을 보상하는 특별한 방법이 존재하지 않은 것으로 보이며 이는 현재 심해수의 낮은 질소: 인의 비와 일맥상통한다. 여기에 열염순환을 약화시키는 온난화의 효과가 가중될 경우 현재의 생물펌프가 위축될지 또는 현재 식물플랑크톤 군집을 대체하는 새로운 군집으로 바뀌게 될지도 모른다. 그 경우 이는 동해 생태계가 직면하게 될 심각한 도전이 될 것이다. 한편으로는 수중에 산화제가 풍부함에도 불구하고 표층 퇴적물의 유기탄소함량이 아주 높게 나타나서 울릉분지에서 질소(유기물)의 순환에 대해 풀리지 않는 문제가 여전히 남아있다.

• 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.