• Ocean and Polar Research
• /
• 제44권4호
• /
• pp.269-285
• /
• 2022

The interaction between ocean and ice shelf is a critical physical process in relation to water mass transformations and ice shelf melting/freezing at the ocean-ice interface. However, it remains challenging to thoroughly understand the process due to a lack of observational data with respect to ice shelf cavities. This is the first study to simulate the variability and circulation of water mass both overlying the continental shelf and underneath an ice shelf and an ice tongue in the Terra Nova Bay (TNB), East Antarctica. To explore the properties of water mass and circulation patterns in the TNB and the corresponding effects on sub ice shelf basal melting, we explicitly incorporate the dynamic-thermodynamic processes acting on the ice shelf in the Regional Ocean Modeling System. The simulated water mass formation and circulation in the TNB region agree well with previous studies. The model results show that the TNB circulation is dominated by the geostrophic currents driven by lateral density gradients induced by the releasing of brine or freshwater at the polynya of the TNB. Meanwhile, the circulation dynamics in the cavity under the Nansen Ice shelf (NIS) are different from those in the TNB. The gravity-driven bottom current induced by High Salinity Shelf Water (HSSW) formed at the TNB polynya flows towards the grounding line, and the buoyance-driven flow associated with glacial meltwater generated by the HSSW emerges from the cavity along the ice base. Both current systems compose the thermohaline overturning circulation in the NIS cavity. This study estimates the NIS basal melting rate to be 0.98 m/a, which is comparable to the previously observed melt rate. However, the melting rate shows a significant variation in space and time.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제27권3호
• /
• pp.144-157
• /
• 2022

비활성기체는 화학적, 생물학적 반응을 하지 않는 보존적인 특성을 가지고 있어 해양에서 수온과 염분 변화, 기체 주입, 해수의 혼합과 빙하 융해수의 분포와 같은 물리적인 변화의 추적자로 활용되고 있다. Ne, Ar과 Kr을 정밀하게 분석하기 위해 사중극자 질량 분석기, 고진공 전처리 라인, 초저온 냉각 트랩과 동위원소 표준기체로 구성된 분석 시스템을 제작했다. 고진공 라인은 시료의 용존 기체를 추출하여 동위원소 표준기체와 혼합하는 시료추출부, 합금 물질을 이용하여 반응성 기체를 제거하고 초저온 냉각 트랩으로 비활성기체를 기화점에 따라 분별 증류하는 기체 준비부, 비활성기체를 원소별로 측정하는 기체 측정부로 구성하였다. 기체준비부에 결합한 초저온 냉각 트랩은 질량분석기 내 Ar와 CO₂의 부분압을 현저히 낮추어 Ne 동위원소 분석의 오차를 감소시켰다. 동위원소 표준기체는 ²²Ne, ³⁶Ar과 ⁸⁶Kr를 혼합하여 제작하였고, 혼합 표준 기체의 원소별 양은 대기를 반복 측정하여 역동위원소 희석법으로 결정했다. 대기 평형수 반복 분석의 상대 오차는 Ne, Ar과 Kr에 대해 각각 0.7%, 0.7%, 0.4%이었다. 반복 측정한 대기 평형수의 농도와 포화 농도의 차이로 확인한 분석시스템의 정확도는 Ne, Ar, Kr에 대해 각각 0.5%, 1.0%, 1.7%이었다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제4권4호
• /
• pp.266-274
• /
• 1999

아남극권 피오르드의 하게 수층 특성과 부유물질 분산 형태를 이해하기 위해 남극 킹죠지 섬 마리안 소만의 조수빙하 앞에서 1998년 l월 21일에서 22일까지 약 24시간동안 CTDT(Conductivity/Temperature/Depth/Transmissivity) 연속관측을 실시하였다. 관측된 연직 수온, 염분 및 투광도 분포 특성을 보면, 마리안 소만에서 특징적인 세 개의 수층이 보인다. 1) 수심 2 m 이내에 존재하는 저온, 저염의 혼탁한 표층 플름, 2) 수심 15~35 m 사이에 존재하는 고온, 저탁도의 맥스웰 만 표층수, 그리고 3) 저온, 저염, 고탁도의 중층 플름(수심 40~65 m)으로 구분된다. 주변수에 비해 저온, 고탁도의 표층과 중층 플름은 육성기원 쇄절성 입자로 구성되며 부유입자의 기원은 각각 용설수류와 빙하기저부 유출수이다. 기온 상승과 강우량 증가에 따라 발달하는 용설수류는 연안 해변으로부터 소만으로 유입되어 혼탁한 표층 플름을 형성하며 조수빙하 기저에서 나오는 빙하기저부 유출수는 중층 플름을 만든다. 마리안 소만 수층구조의 시간적인 변화는 주로 조석주기 및 풍향 풍속과 밀접한 관련을 보인다. 즉 관측기간 후반부에 맥스웰 만 해수의 유입과 마리안 소만 부유물질의 분산은 조석 순환과 관련을 보이나, 관측 전반부에 표층에서 나타나는 탁도 감소와 염분 증가 그리고 맥스웰 만 유입수 및 중층 플름의 약화는 관측 전날 지속된 바람의 영향이 크다. 관측 전날에 지속된 강한 동풍(평균 풍속 8 m $sec^{-1}$ 이상)이 마리안 소만 표층수를 만 밖(서쪽)으로 내보내고 이로 인해 조수빙하 앞에서 중층수의 용승이 관측 초기의 표층과 중층 플름의 발달을 저해하는 것으로 생각된다. 결과적으로 아남극권 피오르드 환경의 빙하 용설수 및 부유입자를 포함한 혼탁한 플름의 분산은 조석에 의해 조절되는 것이 일반적인 현상이지만, 바람과 같은 외부력이 클 경우 수직적인 수층 교환에 의해 플름의 분산 기작이 달라질 수 있음을 고려해야 한다.