Temporal and Spatial Characteristics of Surface Winds over the Adjacent Seas of the Korean Peninsula

한국 주변해역에서의 해상풍의 시공간적 특성

  • Han, Sang-Kyu (Department of Earth and Marine Sciences, Hanyang University) ;
  • Lee, Heung-Jae (Physical Oceanography Division, Korea Ocean Research and Development Institute) ;
  • Na, Jung-Yul (Department of Earth and Marine Sciences, Hanyang University)
  • 한상규 (한양대학교 지구해양과학과) ;
  • 이흥재 (한국해양연구소 해양물리연구부) ;
  • 나정열 (한양대학교 지구해양과학과)
  • Published : 1995.12.30

Abstract

The temporal and spatial characteristics of wind fields over the neighbouring seas of the Korean peninsula are investigated using 10-years daily wind data during 1978${\sim}$1987 which have been spatially smoothed and low-pass filtered. Long term annual and monthly means are examined for synoptic patterns and spectral analyses are made for temporal variability and spatial coherence. Spatial patterns of the annual mean wind stress and curl have a strong resemblance with those of monthly means during the winter season. Two outstanding periodicities are observed at 1 and 2 cycles per year. The synoptic winds over the study area are highly coherent at both the annual and semi-annual periodicities. However, each basin has its own characteristic spatial pattern. For instance, the prevailing wind during the winter season is northerIy over the northern East Sea (ES), Yellow Sea (YS), and northern East China Sea (ECS), while it is northwesterly over the southern ES and northesterly over the northern ES and southern ECS. At the same time, the wind stress curl is positive over the northern ES and southern ECS, while it is negative over the southern ES, YS and northern ECS. On the other hand, the wind field during the summer season, with its strength being much reduced, is completely different from that during the winter season, and frequent passage of tropical storms provokes large temporal variability over ECS. One remarkable point is that the annual cycle, dominated by the Siberian High, tends to propagate from northeast to southwest, i.e., from northern 25 toward southern ES, YS and ECS, while the semi-annual cycle propagates in the opposite direction, from southwest to northeast. The semi-annual periodicity may reflect development of extratropical cyclones in spring and fall which frequently cross the Korean peninsula. In higher frequencies, there are no dominant periodicities, but local winds over YS and ES are highly correlated for frequencies larger than 0.1 cycles per day and phase difference increases linearly with frequency. This linear increase of phase corresponds to phase speed of 550 and 730 km/d at 0.1 and 0.3 cpd, respectively, The phase speed is apparently coincident with moving speed of extratropical cyclones across the Korean peninsula in the west-east direction.

공간적으로 평활화하고 저주파 필터를 적용한 1978년부터 1987년까지 10년간의 일별 해상풍 자료를 이용하여 한국 주변해역에서의 해상풍의 시 ${\cdot}$ 공간적 분포특성을 연구하였다. 종관적 분포형태를 위해 해상풍의 연평균과 월평균 분포특성을 검토하였고, 시간적 변동성과 공간적 상관성을 위해 스펙트럼 분석을 하였다. 연평균 wind stress와 curl의 공간형태는 겨울철 월평균 형태와 매우 닮았다. 일년 및 반년주기성이 뚜렷하다. 연구해역에서 종관적 바람은 일년 및 반년 주기에서 공간적 상관성이 매우 높으나 각 해역별로 특징적 공간분포를 보인다. 예를들면, 겨울철 바람은 동해북부, 황해와 동중국해 북부에서는 북풍이 우세한 반면, 동해남부에서는 북서풍이, 동중국해 남부에서는 북동풍이 우세하다. 또한 curl의 경우는 동해북부와 동중국왜 남부에서는 양의 값을 보이나 동해남부와 황해 그리고 동중국해 북부에서는 음의 값을 보인다. 한편, 세력이 대단히 약해지는 여름철 바람은 겨울철 바람과 아주 다르고 열대성 저기압의 빈번한 통과로 동중국해 해상에서 시간변동이 커진다. 시베리아 고기압이 큰 영향을 끼치는 연변동은 북동에서 남서로, 즉 동해북부에서 동해남부 및 황해와 동중국해로 전파되는 경향을 보이나, 반년변동은 반대방향인 남서에서 북동으로 전파되는 점은 주목할 만하다. 반년 주기성은 한반도를 서에서 동으로 횡단하는 온대성 저기압이 봄과 가을에 발달하는 것을 나타내는 것으로 판단된다. 단주기 영역에서는 뚜렷한 주기성이 나타나지 않지만, 0.1 cycles per day (cpd) 이상에서는 황해와 동해의 지역풍이 공간적 상관성이 높고 위상도 주파수에 선형적으로 증가한다. 이러한 선형적 증가는 0.1, 0.3 cpd에서 550, 730 km/d의 위상속도에 해당하며 위상속도는 한반도를 서${\cdot}$동로 통과하는 온대성 저기압의 이동속도와 외형적으로 일치한다.

Keywords