• 한국해양학회지:바다
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• 제23권1호
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• pp.1-19
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• 2018

이어도 해양과학기지 유의파고 자료와 인공위성(GFO, Jason-1, Envisat, Jason-2, Cryosat-2, SARAL) 고도계 유의파고 자료를 비교하기 위하여 2004년 12월부터 2016년 5월까지 약 12년 동안의 위성-이어도 관측 유의파고 사이의 일치점 데이터베이스를 생산하였다. 위성 유의파고는 이어도 해양과학기지 유의파고에 대하여 약 0.34 m의 평균 제곱근 오차와 0.17 m의 양의 편차를 나타내었다. 위성과 이어도 관측 유의파고 차는 특이한 계절변동이나 경년변동을 보이지 않고 위성이 중복 관측하는 기간에 대해서 유사한 변동 특성을 보여 위성 자료의 일관성을 확인할 수 있었다. 위성-이어도 유의파고 차이에 대한 바람장의 영향을 조사한 결과 모든 위성에 대해 평균적으로 0.17 m 정도의 양의 편차가 나타났다. 지형 및 해양과학기지 구조물의 영향을 파악하기 위하여 파향에 대한 파고 오차의 특이성을 분석하였으나 통계적으로 유의미한 특성이 나타나지 않았다. 위성-이어도 일치점의 거리에 따른 영향을 조사하기 위하여 위성-이어도 간의 거리에 대한 함수로 오차의 특성을 분석한 결과 평균은 거리와 무관하게 0.14 m로 거의 일정하게 유지되는 반면에 오차의 최댓값과 최솟값 사이의 진폭은 이어도로부터 멀어질수록 선형적으로 증가하는 특성이 발견되었다. 반면에 동해 해양기상위성부이를 활용한 위성 유의파고 자료의 정확도 평가 결과, 위성-실측 자료 사이의 평균 제곱근 오차는 0.27 m로 상대적으로 작은 오차가 발생하였으며, 이어도 파고 자료와 같이 특이한 오차 특성은 발견되지 않았다. 이어도 파고 관측 기기의 상이성을 고려하여 이 연구에서는 위성 유의파고 자료를 기반으로 이어도 유의파고 자료를 보정하는 식을 제안하였다. 또한 이어도 해양과학기지가 국제적인 해양관측 기지로 격상되기 위해서는 자료의 신뢰도 확보가 우선되어야 함을 강조하고 방법과 전략을 제시하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권5호
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• pp.524-535
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• 2021

급격한 기후 변화와 해양 온난화에 의해 지난 수십 년 동안 파고의 변동성이 증가하였다. 상위 1% (또는 5%) 파고와 같은 극한 파고는 국지적인 해역 뿐만 아니라 전 지구 대양에서도 평균 파고에 비해 현저하게 증가하였다. 1991년부터 인공위성 고도계를 활용하여 유의파고를 지속적으로 관측하고 있으며 통계적 기법을 기반으로 100년 빈도 유의파고를 추정하기에 비교적 충분한 자료가 축적되었다. 이어도 해양과학기지에서 유의파고 극값을 추정하기 위하여 2005년부터 2016년까지 위성 고도계 자료를 활용하였다. 대표적인 극값 분석 방법인 Initial distribution Method (IDM)와 Peak over Threshold (PoT)를 위성 도고계 유의파고 관측 자료에 적용하고 이어도 해양과학기지에서 관측된 실측자료와 비교하였다. 이어도 해양과학기 관측 자료에 IDM과 PoT 기법을 적용하여 추정된 100년 빈도 유의파고는 각각 8.17 m와 14.11 m이며, 인공위성 고도계 관측 자료를 활용하였을 때는 각각 9.21 m와 16.49 m이었다. 관측 최대값과의 비교 분석에서 IDM을 활용한 분석은 유의파고 극값을 과소추정 하는 경향을 보였다. 이는 IDM 보다 PoT 기법이 유의파고의 극값을 적절하게 추정하고 있음을 의미한다. PoT 기법의 우수성은 높은 유의파고가 발생하는 태풍의 영향을 받는 이어도 해양과학기지 실측 자료를 활용한 결과에서도 증명되었다. 또한 PoT 기법으로 추정된 유의파고 극값의 안정성은 고도계 자료의 감소에 따라 저하될 수 있음을 확인하였다. 인공위성 고도계 자료를 활용하여 유의파고 극값 추정시 발생할 수 있는 한계점과 인공위성 자료를 검증할 수 있는 자료로써 이어도 해양과학기지 관측 자료의 중요성에 대하여 논의하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제43권5호
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• pp.591-603
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• 2022

해수 속의 용존 유기·무기물과 플랑크톤 등의 상호 작용은 해수의 색과 광학적 특성을 결정한다. 동중국해에 위치한 이어도 해양과학기지(I-ORS) 주변의 해역은 서쪽으로 양자강 저염수, 남쪽으로 대마 난류에 영향을 받아 한반도 주변의 해수 순환과 광특성 변동 연구에 적합하다. 본 연구에서는 MODIS/Aqua로 관측한 위성 원격 반사도와 NOMAD 실측 원격 반사도를 이용하여 2016년 1월부터 2020년 12월까지 I-ORS 주변의 해수의 원격반사도를 스펙트럼 특성에 따라 23가지의 유형으로 분류하였으며, 이어도 해양 과학기지 주변 해역(d ≤ 10 km)의 위성 일치점 자료 59,532개를 이용하여 연구 해역 수형의 계절 변동 특성을 제시하였다. 각 관측 지점에서의 원격 반사도 스펙트럼은 분광 각도법을 이용하여 기준 스펙트럼과의 유사도를 비교함으로써 가장 근접한 기준 수형으로 분류 하였으며 분광 유사도가 10° 이내일 때만 유의미하다고 판단하였다. 연구 기간내 I-ORS 주변 해역에서는 상대적으로 맑은 해역에서 잘 나타나는 수형이 50% 이상으로 가장 빈번하게 관측되었다. 계절별 수형의 도수분포에서 여름과 겨울의 분포 양상이 다르게 나타났고, 특히 여름에는 맑은 해수에서 주로 나타나는 7 이하의 수형이 주로 출현한 반면에 겨울에는 전체 4% 미만으로 존재하였다. I-ORS 주변을 비롯한 동중국해의 수형의 공간 분포 특성을 고려할 때 I-ORS는 해수 수형의 전이 대에 위치한 것으로 판단된다. 본 연구는 한반도 연안에서의 수형 변동을 분석함으로써 해수의 광학 특성 이해을 이해하고 인공위성 해색 변수의 정확도 향상을 위한 토대 마련에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국환경과학회지
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• 제18권7호
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• pp.721-733
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• 2009

To examine the fluctuations of aerosol number concentration with different size in the boundary layer of marine area during summer season, aerosol particles were assayed in the Ieodo Ocean Research Station, which is located 419 km southwest of Marado, the southernmost island of Korea, from 24 June to 4 July, 2008. The Laser Particle Counter (LPC) was used to measure the size of aerosol particles and NCEP/NCAR reanalysis data and sounding data were used to analyze the synoptic condition. The distribution of aerosol number concentration had a large variation from bigger particles more than 3 ${\mu}m$ in diameter to smaller particles more than 1 ${\mu}m$ in diameter with wind direction during precipitation. The aerosol number concentration decreased with increasing temperature. An increase (decrease) of small size of aerosol (0.3${\sim}$0.5 ${\mu}m$ in diameter) number concentration was induced by convergence (divergence) of the wind fields. The aerosol number concentration of bigger size more than 3 ${\mu}m$ in diameter after precipitation was removed as much as 89${\sim}$94% compared with aerosol number concentration before precipitation. It is considered that the larger aerosol particles would be more efficient for scavenging at marine boundary layer. In addition, the aerosol number concentration with divergence and convergence could be related with the occurrence and mechanism of aerosol in marine boundary layer.

• Ocean and Polar Research
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• 제43권4호
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• pp.229-243
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• 2021

Quality control (QC) to process observed time series has become more critical as the types and amount of observed data have increased along with the development of ocean observing sensors and communication technology. International ocean observing institutions have developed and operated automatic QC procedures for these observed time series. In this study, the performance of automated QC procedures proposed by U.S. IOOS (Integrated Ocean Observing System), NDBC (National Data Buy Center), and OOI (Ocean Observatory Initiative) were evaluated for observed time-series particularly from the Yellow and East China Seas by taking advantage of a confusion matrix. We focused on detecting additive outliers (AO) and temporary change outliers (TCO) based on ocean temperature observation from the Ieodo Ocean Research Station (I-ORS) in 2013. Our results present that the IOOS variability check procedure tends to classify normal data as AO or TCO. The NDBC variability check tracks outliers well but also tends to classify a lot of normal data as abnormal, particularly in the case of rapidly fluctuating time-series. The OOI procedure seems to detect the AO and TCO most effectively and the rate of classifying normal data as abnormal is also the lowest among the international checks. However, all three checks need additional scrutiny because they often fail to classify outliers when intermittent observations are performed or as a result of systematic errors, as well as tending to classify normal data as outliers in the case where there is abrupt change in the observed data due to a sensor being located within a sharp boundary between two water masses, which is a common feature in shallow water observations. Therefore, this study underlines the necessity of developing a new QC algorithm for time-series occurring in a shallow sea.

• 해양안보
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• 제3권1호
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• pp.237-255
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• 2021

이 논문은 국내 해양영토 정책을 분석한 것이다. 해양영토는 본래 국가영역(territory)에서 영해 하층토(subsoil)의 해저지형을 말한다. 정책적으로 해양영토는 영해와 배타적경제수역(EEZ), 대륙붕 등 우리나라 주권(sovereignty)이나 주권적 권리(sovereign rights)가 미치는 관할 해역을 넘어서 도서(島嶼)와 극지를 포함하는 광의적인 개념으로 해석된다. 또한, 국내 연구자 사이에서 해양영토는 독도 등의 도서 영토에서부터 이어도 등의 EEZ와 같은 해역(maritime zone)을 광범위하게 지칭하는 데 쓰이기도 한다. 이 연구의 목적은 이처럼 다양한 국내 해양영토의 개념을 검토하고, 정책의 형성과 변천을 살피는 것이다. 이러한 연구목적에 따라 이 연구의 구성은 다음과 같다. 2장에서는 해양영토 관련 기존의 논의를 검토하고, 이를 바탕으로 해양영토의 개념을 분석한다. 기존 학계에선 해양영토 개념에 관한 충분한 논의가 부족했고, 그 결과 해양영토라는 용어가 섬과 무분별하게 사용됐다. 이 장은 그러한 해양영토 개념을 심층 분석했다. 3장은 해양영토 정책의 형성 과정과 그 변천을 추적한다. 오늘날 국내 해양영토 개념은 공공영역에서 비로소 완성됐다고 볼 수 있다. 이를 설명하기 위해 국내 해양영토 정책의 사령탑인 해양수산부의 활동을 정리한다. 4장에선 해양영토 개념과 유사성을 보이는 중국의 남색 국토(藍色國土)와의 비교를 통해 그 개념을 분석한다. 중국의 남색국토 개념은 오늘날 중국의 해양활동을 위한 정책적 토대로서 해양영토와 여러 유사점이 있으므로, 이 두 가지를 비교하는 것이 유의미하다고 판단했다. 이를 통해 마지막 5장에서 해양영토 정책추진을 위한 제언을 도출한다.

• 한국지구과학회지
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• 제44권1호
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• pp.1-12
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• 2023

해양의 파랑은 지구온난화 및 기후변화의 중요한 지표 중 하나로 인식되고 있다. 기후변화와 동아시아 몬순의 영향을 직접적으로 받는 황해 및 동중국해역에서의 유의파고 및 파향의 시공간 변동성 연구가 필요하다. 본 연구에서는 유럽중기예보센터(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts; ECMWF)에서 제공하고 있는 5세대 모델 재분석장 (ECMWF Reanalysis 5, ERA5) 자료를 활용하여 황해 및 동중국해역에서의 유의파고와 파향의 공간분포와 계절 및 경년변동을 포함하는 시공간 변동성을 분석하였다. 모델 재분석자료를 활용한 유의파고와 파향의 변동성 분석에 앞서 이어도 해양과학기지 관측 자료와의 비교를 통하여 정확도를 검증하였다. 평균 유의파고는 0.3-1.6 m의 범위를 보였으며 북쪽에 비해 남쪽이 높고 연안에 비해 황해 중심부에서 높은 공간분포 특성을 보였다. 유의파고의 표준편차 또한 평균과 유사한 양상을 나타내었다. 황해에서 유의파고와 파향은 뚜렷한 계절변동성을 보였다. 유의파고의 경우 전반적으로 겨울철에 가장 높았으며 늦봄 또는 초여름에 가장 낮았다. 파향은 계절풍의 영향으로 겨울철에는 주로 남쪽으로 전파되었으며 여름철에는 북쪽으로 전파되는 특성이 나타났다. 유의파고의 계절변동은 여름철 태풍 등의 영향으로 해마다 연 진폭의 큰 변화를 가진 강한 경년변동성을 보였다.

• 한국해양공학회지
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• 제19권2호
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• pp.74-81
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• 2005

A 3-D localization method of an autonomous underwater vehicle (AUV) has been developed, which can solve the limitations oj the conventional localization, such as LBL or SBL that reduces the flexibility and availability of the AUV. The system is composed of a mother ship (small unmanned marine prober) on the surface of the water and an unmanned underwater vehicle in the water. The mother ship is equipped with a digital compass and a GPS for position information, and an extended Kalman filter is used for position estimation. For the localization of the AUV, we used only non-inertial sensors, such as a digital compass, a pressure sensor, a clinometer, and ultrasonic sensors. From the orientation and velocity information, a priori position of the AUV is estimated by applying the dead reckoning method. Based on the extended Kalman filter algorithm, a posteriori position of the AUV is, then, updated by using the distance between the AUV and a mother ship on the surface of the water, together with the depth information from the pressure sensor.

• Ocean and Polar Research
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• 제31권4호
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• pp.401-414
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• 2009

Yellow Sea Buoy (YSB) was moored in the center of the Yellow Sea at 35$^{\circ}$51'36"N, 124$^{\circ}$34'42"E, on 12 September 2007. YSB is a large buoy of 10 m diameter, and as such is more durable against collision by ships and less likely to be lost or removed by fishing nets compared to small ordinary buoys of 2.3 m diameter. YSB is equipped with 12 kinds of oceanic and meteorologic instruments, and transfers its realtime observation data to KORDI through ORBCOMM system every 1 hour. Data on ocean winds, air temperature, air pressure, and sea temperature appear to be accurate, while water property sensors (AAQ1183), which are sensitive to fouling, are producing errors. YSB (2007), Ieodo ocean research station (2003), and Gageocho ocean research station, which was completed in October 2009, will establish the 2 degrees interval by latitude in the Yellow Sea, and they will contribute though the 'Operational Oceanography System' as the important realtime observation network.

• 한국해양공학회지
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• 제27권6호
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• pp.100-105
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• 2013

This paper presents a sea surface reconstruction method that uses measured radar images by applying filtering techniques and identifying wave characteristics of the surrounding the Ieodo ocean research station using WaveFinder (X-band wave measurement radar), which is installed in the station. In addition, the results obtained from real radar images are used to verify the reconstructed sea surface. WaveFinder is a marine system that was developed to measure wave information in real time. The WaveFinder installed in the station could acquire sequent images for the sea surface at constant time intervals to obtain real time information (Wave height, mean wave period, wave directionality, etc.) for the wave by getting a three-dimensional spectrum by applying an FFT algorithm to the acquired sequent images and wave dispersion relation. In particular, we found the wave height using the SNR (Signal to noise ratio) of the acquired images. The wave information measured by WaveFinder could be verified by comparing and analyzing the results measured using the wave measurement instrument (Sea level monitor) in the station. Additionally, the wave field around the station could be reconstructed through the three-dimensional spectrum and the inverse FFT filtering from the analyzed results for the measured radar images. We verified the applicability of the sea surface reconstruction method by comparing the measured and simulated sea surfaces.