• Title/Summary/Keyword: salinity effect

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GOCI를 이용한 동중국해 표층 염분 산출 알고리즘 개발 (A Development for Sea Surface Salinity Algorithm Using GOCI in the East China Sea)

  • 김대원;김소현;조영헌
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권5_2호
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    • pp.1307-1315
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    • 2021
  • 매년 여름철 양자강에서 유출되는 저염분수는 동중국해 뿐만 아니라 제주도 주변 해역의 염분 변화에 큰 영향을 미치며 때때로 그 영향은 한반도 연안에 국한되지 않고 대한해협을 통과하여 동해 외해 까지 확장되기도 한다. 한반도 주변으로 확장된 양자강 유출수는 해양 물리 및 생태학적으로 많은 영향을 끼치며 어업 및 양식업에 큰 피해를 유발하기도 한다. 그러나 현장조사의 한계점 때문에 동중국해에서 확산되는 저염분수를 지속적으로 관측하기에는 현실적으로 어려움이 있다. 이러한 이유로 양자강 유출수의 확산을 실시간으로 모니터링하기 위해 인공위성을 활용한 표층 염분 산출 연구가 많이 진행되어 왔다. 본 연구에서는 시간 및 공간 해상도가 상대적으로 좋은 GOCI(Geostationary Ocean Color Imager)를 활용한 동중국해 표층 염분 산출 알고리즘을 개발하였다. 알고리즘 개발을 위해 기계학습 기법 중 하나인 MPNN(Multilayer Perceptron Neural Network)을 이용하였으며, 출력층에는 SMAP(Soil Moisture Active Passive) 위성의 표층 염분 자료를 활용하였다. 이전 연구에서 2016년 자료를 이용한 표층 염분 산출 알고리즘이 개발되었으나 본 연구에서는 연구 기간을 2015년 부터 2020년까지로 확장하여 알고리즘 성능을 개선하였다. 2011년부터 2019년까지 동중국해에서 관측된 국립수산과학원의 정선조사자료를 이용하여 알고리즘 성능을 검증한 결과로 R2는 0.61과 RMSE는 1.08 psu로 나타났다. 본 연구는 GOCI를 이용한 동중국해 표층 염분 모니터링 알고리즘 개발을 위해 수행되었으며, 향후 GOCI-II의 표층 염분 산출 알고리즘 개발에 많은 기여를 할 것으로 기대된다.

해수 저염분 순치과정에서 먹이섭취가 흰다리새우, Litopenaeus vannamei 유생에 미치는 영향 (Effect of Feeding on Postlarvae of Pacific White Shrimp, Litopenaeus vannamei during the Acclimation Process to Low Salinities in Seawater)

  • 김수경;심나영;조지현;김종현;김수경
    • 환경생물
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    • 제36권3호
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    • pp.377-384
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    • 2018
  • 저염분 순치기간에 먹이를 섭취함으로서 얻을 수 있는 초기 유생의 생리적 변화는 다음과 같이 요약할 수 있다. 하루 동안의 순치기간에 염분농도에 따른 유생의 생존율은 차이를 보였지만 각 염분구간별 먹이섭취 유무에 따른 생존효과는 유사하였다. 그러나 먹이섭취 시 유생이 에너지원으로 활용할 수 있는 cholesterol, triglyceride의 증가가 있었으며 삼투압에 영향을 미칠 수 있는 glucose 농도가 유의적으로 증가하였다. 또한 저염분 순치기간 동안에 스트레스, 조직손상 및 대사작용의 지표가 되는 BUN과 creatine의 감소가 있었다. 먹이섭취로 인한 소화효소의 활성이 먹이를 섭취한 실험구 모두에서 증가하였다. 그러므로 유생발달과 함께 중요한 소화, 순환, 생식기관이 형성되며 탈피 성장을 위한 신진대사가 빠르게 진행되는 유생시기에 저염분 순치가 효율적으로 이루어져 향후 지속적인 성장을 유도하기 위해서는 먹이를 섭취하는 것이 더 효과적인 것으로 판단되었다.

새만금 배수갑문 운영에 따른 염분 변화와 저층수의 입자교환 모의 (Salinity Changes and Bottom Water Particle Exchange Simulations in Response to Sluice Gate Operations at Saemangeum Lake)

  • 박성화;김종구;권민선
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.562-575
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    • 2023
  • 새만금 호의 수질 개선을 위하여 국가에서 해수 유통을 증가시킴에 따라 해수 유통 빈도 증가로 인한 새만금 호 내 염분과 저층수 교환 변화를 알아보기 위하여, EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 모델을 이용하였다. 갑문 개폐 횟수를 하루 1회에서 2회로 증가했을 때, 새만금 호 내부 수위는 최대 약 0.7 m 상승하였다. 염분은 서측 방조제 근방에서 2.12 psu 증가하였으며, 담수 유입 부근에서는 1.18 psu 감소하였다. 입자추적을 이용하여 저층수 교환 정도 분석한 결과, 수심 5m 이하 입자 잔류율은 Case 2(1일 2회 개방)에서 Case 1(1일 1회 개방)에 비해 2.52% 감소한 것으로 나타났다. 이는 수문 개폐 횟수를 증가시켰을 때, 저층수 교환이 더 활발해 질 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 해수 유통 증가에 따른 염분 및 저층수 교환 증가로 새만금 호의 수질 개선이 될 수 있다고 판단된다.

염분 스트레스가 고들빼기의 항산화 및 항염증 활성에 미치는 영향 (The Effects of Salinity Stress on the Antioxidant and Anti-inflammatory Activities of Crepidiastrum sonchifolium)

  • 백하영;송영근;김경준;김형주;이경철;채철주;구현정
    • 현장농수산연구지
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    • 제26권2호
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    • pp.5-13
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    • 2024
  • 본 연구는 염분 스트레스가 고들빼기(Crepidiastrum sonchifolium)의 항산화 및 항염증 활성에 미치는 영향을 확인하기 위해 NaCl를 농도별로 0, 50, 100, 200 mM 6주간 처리한 후, 식물체 전체를 채취하여 70% 에탄올 추출물을 제조하였다. NaCl 처리 농도 0, 100, 50 mM 순으로 DPPH 라디칼 소거율이 높게 나타났으며, 200mM 처리군에서는 가장 낮은 라디칼 소거율을 보였다. 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량 또한 NaCl 농도에 따라 항산화 활성과 매우 유사한 결과를 나타냈으며, 식물의 페놀 화합물이 염분 스트레스에 대한 항산화 능력에 기여할 수 있음을 확인하였다. 또한, NaCl 처리 고들빼기 추출물이 LPS로 자극한 마우스 대식세포주(Raw 264.7)에서 NO 생성 억제에 미치는 영향을 비교한 결과, NaCl 농도별 모든 그룹의 1,000㎍/mL 처리군에서 LPS에 의해 유도된 NO 생성량이 유의적으로 감소하였으나, NaCl 100mM 및 200mM 처리군의 고농도(1,000㎍/mL) 처리는 세포생존에 부정적인 영향을 주는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 건강한 상태의 식물체에서 라디칼 소거능이 가장 우수하며, 100mM NaCl 처리농도까지 염분 스트레스에 대응하기 위한 항산화 물질을 생산하지만, 200mM의 높은 NaCl 농도는 오히려 식물체 생리활성에 부정적인 영향을 주는 것으로 판단된다. 고들빼기의 경우 100mM 이하의 NaCl 처리는 항산화 활성에 영향을 줄 수 있으며, 이전에 보고된 생장 지표의 결과와 비교하였을 때, 50mM 이하의 NaCl 처리 환경에서 식물의 생장 및 생리활성에 긍정적인 영향을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

하구언 수문작동으로 인한 금강 하구역의 물리적 환경변화: II. 염분구조와 하구유형 (Physical Environment Changes in the Keum River Estuary by the Dyke Gate Operation: II. Salinity Structure and Estuary Type)

  • 이상호;권효근;최현용;양재삼;최진용
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제4권4호
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    • pp.255-265
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    • 1999
  • 금강하구언 수문작동이후 물성구조와 하구유형을 조사하기 위하여 1997년 6월, 7월 및 10월, 1998년 5월과 7윌에 CTD와 조류관측을 하였다. 조석과 조류의 관계는 고조전에 조류가 전류되어 낙조가 창조보다 1.5시간 정도 길다. 풍수기에는(5월부터 7월) 낙조시에 하구언에서 담수를 간헐적으로 대량 방류하여 하구 상류쪽의 수직적 염분차이와 염분의 시간변화가 커지고 하계 홍수시 2‰ 미만의 염분이 나타난다. 유출담수에 의한 염분약층의 발달로 2층구조를 보이며, 약층의 세기와 깊이는 저조시에 증가한다. 조석위상과 표층염분 변화의 관계는 히구 상류쪽에서 약 2.5 시간의 위상차이를 보이나 하구 하류쪽에서는 정상파 관계를 보인다. 하구 상류쪽에서의 위상차이는 낙조시 2~3시간 정도 방류된 담수에 의해 생성된 저염수가 조류에 의해 이동된 것을 의미한다. 갈수기에는 수직염분차이가 현저히 줄어든다. 관측된 표층유속과 염분구조 및 담수방류량을 사용하여 성층계수, 순환계수를 산출하였다. 금강하구는 부분혼합형 하구이고 풍수기와 갈수기에 따라 성층계수가 달라진다. 관측된 조류의 평균적 흐름은 상층에서 바다쪽으로, 저층에서 육지쪽으로 향하여 부분혼합형 하구의 전형적 순환형태와 일치하였다. 이러한 하구언 수문작동 후의 금강하구 유형과 순환은 하구역에서 저층부유사가 상류쪽으로 이동하며 퇴적되는 환경임을 제시한다.

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저염분 자극에 의한 둥근전복, Haliotis discus discus의 생리학적 변화 (Effects of low salinity stresses on the physiology of disc abalone, Haliotis discus discus)

  • 좌민석;강경필;최미경;여인규
    • 한국어병학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.293-303
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    • 2009
  • 본 연구는 저염분에 의한 둥근전복, Haliotis discus discus의 생리학적 변화를 조사하기 위하여 실시하였다. 생리학적 변화를 조사하기 위하여 생존율, 혈림프수, 항산화효소, Respiratory burst, Phenoloxidase, Lysozyme의 활성 및 HSP 70 mRNA 발현을 측정하였다. 둥근전복은 우선, 급격한 염분 스트레스에 따른 둥근전복의 생존율에서는 25, 30 psu 실험구에서만 48 h 째에 폐사된 개체가 발견되었다. 혈림프 수의 변화는 실험구 대부분이 시간의 경과에 따라 점차 감소하는 경향을 나타내었으나, 3 h째 30 psu에서 급격한 증가가 나타난 후 다른 실험구간의 수치와 유사한 수치로 회복되는 경향을 나타내었다. 항산화 효소인 Superoxide Dismutase (SOD)와 Catalase (CAT) 효소는 25 및 30 psu에서 높은 수치를 나타내어 저염분으로의 변화가 둥근전복의 SOD 및 CAT의 증가를 유발시키는 것으로 나타났다. 한편, Respiratory burst 활성은 실험 기간 동안 큰 변화를 나타내지 않았다. 그러나 면역활성을 나타내는 Phenoloxidase은 염분 감소 의존적으로 감소하는 경향을 나타내어, 면역력의 저하를 유발하는 것으로 나타났다. Lysozyme의 활성에 있어서도 Phenoloxidase 활성의 변화와 같은 저염분 정도에 의존하는 경향은 나타내지 않았으나, 25 psu 48 h째에 급격한 저하를 나타내었다. 저염분의 스트레스를 가하여 나타난 HSP 70 mRNA의 염색성은 가장 낮은 염분농도인 25 psu에서는 지속적으로 관찰되었으나, 33 psu에서는 염색성이 낮게 나타났다. HSP 70 mRNA에 대한 $\beta$-actin mRNA의 발현량은 33 psu에서는 실험기간 중 거의 일정하여 스트레스를 받지 않은 것으로 나타났으며, 25 psu에서는 시간의 경과에 따라 증가하다가 다시 감소하여 회복되는 결과를 나타내었다 이상의 결과로, 저염분 현상은 둥근전복에 있어서 주로 Phenoloxidase 및 Lysozyme의 면역계 활성을 낮추는 작용을 통하여 생존에 악영향을 미칠 가능성이 있는 것으로 추정된다. 또한 저염분에 의해 발생되는 항산화효소는 스트레스의 지표로 써 활용할 수 있을 것으로 여겨진다.

고등어 Scomber japonicus 난발생 및 자어에 미치는 수온, 염분의 영향 (Effects of Water Temperature and Salinity on the Egg and Larval of Chub Mackerel Scomber japonicus)

  • 황형규;김대현;박민우;윤성종;이윤호
    • 한국양식학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.234-238
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    • 2008
  • 고등어 Scomber japonicus의 종묘생산 및 양식가능성을 조사하기위하여 난발생에 따른 수온과 염분의 영향을 조사하였다. 수정란의 난경은 $0.91{\sim}1.33\;mm$였으며, 1개의 유구를 갖고 있는 구형의 분리부성란이었다. 수정에서 부화에 이르기까지 평균 소요시간은 $16^{\circ}C$일 때 약 70시간, $20^{\circ}C$일 때 48시간, $24^{\circ}C$일 때 42시간, $28^{\circ}C$일 때 34시간으로 고수온일수록 빠른 경향이었다. 부화율은 자연해수 조건인 $20{\sim}24^{\circ}C$$33{\sim}35\;psu$ 범위에서 가장 양호하였다. 난발생의 각 단계에 이르기까지 수온(T: $^{\circ}C$)에 따른 발생속도(t: hour)는 수온이 높을수록 빨랐으며, 난발생이 진행되지 않는 생물학적 영도는 평균 $6.9^{\circ}C$로 추정되었다.

EFDC모형을 이용한 새만금호 내 해수유통량에 따른 오염물질 혼합 변화 모의 (Simulations of Pollutant Mixing Regimes in Seamangeum Lake According to Seawater Exchange Rates Using the EFDC Model)

  • 정희영;류인구;정세웅
    • 한국농공학회논문집
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    • 제51권6호
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    • pp.53-62
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    • 2009
  • The EFDC (Environmental Fluid Dynamics Code), a numerical model for simulating three-dimensional (3D) flow, transport, and biogeochemical processes in surface water systems including rivers, reservoirs, and estuaries, was applied to assess the effect of sea water and fresh water exchange rates ($Q_e$) on the mixing characteristics of a conservative pollutant (tracer) induced from upstreams and salinity in Saemangeum Lake, Korea. The lake has been closed by a 33 km estuary embankment since last April of 2006, and now seawater enters the lake partially through two sluice gates (Sinsi and Garyuk), which is driving the changes of hydrodynamic and water quality properties of the lake. The EFDC was constructed and calibrated with surveyed bathymetry data and field data including water level, temperature, and salinity in 2008. The model showed good agreement with the field data and adequately replicated the spatial and temporal variations of the variables. The validated model was applied to simulated the tracer and salinity with two different gate operation scenarios: RUN-1 and RUN-2. RUN-1 is the case of real operation condition ($Q_e=25,000,000\;m^3$) of 2008, while RUN-2 assumed full open of Sinsi gate to increase $Q_e$ by $120,000,000\;m^3$. Statistical analysis of the simulation results indicate that mixing characteristics of pollutants from upstream can be significantly affected by the amount of $Q_e$.

북서태평양에서 종속영양 원생생물 군집 및 섭식압의 해역별 비교 (Regional Comparisons of Heterotrophic Protists Grazing Impacts and Community in Northwest Pacific Ocean)

  • 양은진;주세종;김웅서
    • Ocean and Polar Research
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    • 제30권3호
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    • pp.289-301
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    • 2008
  • Community structure of heterotrophic protists and their grazing impact on phytoplankton were studied in Northwest Pacific Ocean during October, 2007. The study area was divided into four regions based on physical properties (temperature and salinity) and chlorophyll-a distribution. They were Region I of North Equatorial Currents, Region II of Kuroshio waters, Region III of shelf mixed water, and Region IV of Tsushima warm current from East China Sea. The distribution of chlorophyll-a concentrations and community structure of heterotrophic protists were significantly affected by physical properties of the water column. The lowest concentration of chlorophyll-a was identified in Region I and II, where pico-sized chlorophyll-a was most dominant (>80% of total chlorophyll-a). Biomass of heterotrophic protists was also low in Region I and II. However, Region III was characterized by low salinity and temperature and high chlorophyll-a concentration, with relatively lower pico-sized chlorophyll-a dominance. The Highest biomass of heterotrophic protists appeared in Region III, along with the relatively less important nanoprotists. In Region I, II and IV, heterotrophic dinoflagellates were dominant among the protists, while ciliates were dominant in Region III. Community structure varied with physical(salinity and temperature) and biological (chlorophyll-a) properties. Biomass of heterotrophic protists correlated well with chlorophyll-a concentration in the study area ($r^2=0.66$, p<0.0001). The potential effect of grazing activity on phytoplankton is relatively high in Region I and II. Our result suggest that biomass and size structure of heterotrophic protists might be significantly influenced by phytoplankton size and concentration.

Halomonas subglaciescola DH-1의 생장에 미치는 염화나트륨의 영향 (Effect of NaCl on Halomonas subglaciescola DH-1 Incapable of Growing at Non-Salinity)

  • 나병관;유영선;박두현
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.298-303
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    • 2007
  • 호염성세균 H. subglaciescola DH-1은 염화나트륨이 없거나 0.8 M 이하로 존재하는 환경에서 생장하지 못한다. 이 호혐성세균은 2.0 M의 염화나트륨이 존재하는 조건에서는 최적온도($30^{\circ}C$)보다 높은 $40^{\circ}C$에서 생장이 가능하였으나, 0.8 M의 염화나트륨이 존재하는 조건에서는 생장이 크게 저하되었다. 세포추출물을 염화나트륨이 존재하는 조건에서 $50^{\circ}C$로 1시간 동안 열처리하였을 때 세포내 효소의 활성이 유지되었으나, 염화나트륨이 없는 조건에서 열처리하였을 때 효소의 활성은 유지되지 않았다. 반면, 대장균의 세포추출물의 효소활성은 1.0 M이상의 염화나트륨이 존재할 때 온도 또는 pH와 관계없이 측정되지 않았다. H. subglaciescola DH-1은 pH $7{\sim}10$의 범위에서 생장하였고, 생장을 위한 최적 pH는 8이었다. 이러한 생리적인 특성으로부터 염화나트륨은 H. subglaciescola DH-1의 물질대사를 위한 필수적인 무기영양소라는 사실을 유추할 수 있다.