• 대한원격탐사학회지
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• 제34권3호
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• pp.519-533
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• 2018

2014년부터 2017년까지 4년의 기간 동안 COARE 3.5 벌크 알고리즘과 위성 기반의 대기-해양 변수 자료를 이용하여 한반도 주변 해양의 현열 플럭스(Sensible Heat Flux; SHF)와 잠열 플럭스(Latent Heat Flux; LHF)를 $40W/m^2$ 산출하였다. 열 플럭스 산출에 필요한 변수 중 10-m 풍속(U)과 해수면온도($T_s$) 자료는Advanced Microwave Scanning Radiometer 2(AMSR2)와 Global Precipitation Measurement Microwave Imager(GMI) 위성 센서로부터 관측되는 값을 일 평균하여 생성하였으며, 위성으로부터 직접 관측이 되지 않는 대기 온도($T_a$)와 대기 비습($Q_a$)은 위성 기반의 W 및 $T_s$와 갖는 상관성을 이용하여 경험적 통계식을 통해 추정하였다. 추정된 $T_a$와 $Q_a$는 해양 부이에서 관측된 값과 각각 0.96 이상의 높은 상관성을 보였다. 위성 기반으로 관측 및 추정된 대기-해양 변수 자료들을 이용해 한반도 주변 해양(서해, 동해, 남해)의 SHF와 LHF를 산출하였고 월평균 시공간분포의 특성을 확인하였다. SHF는 3월부터 8월까지 한반도 전 해역에 걸쳐 $20W/m^2$의 낮은 값을 보였으며, 특히 7월에는 일부 해양에서 $0W/m^2$ 이하의 낮은 값을 보였다. SHF는 9월부터 점차 증가하여 12월에 가장 높은 값이 나타났다. LHF는 4월부터 7월까지 $40W/m^2$ 정도의 낮은 값을 보이다가 가을철부터 급격히 증가하여 SHF과 마찬가지로 12월에 남해에서 최대 $380W/m^2$ 이상의 높은 값을 보였다. 두 열 플럭스는 모두 쿠로시오 난류가 지나가는 지역에서 연중 높은 값을 나타냈다. 해양 플럭스에 영향을 미치는 대기-해양 변수의 월평균 특성을 분석한 결과 SHF와 LHF는 각각 대기-해양 온도 차이(${\Delta}T$)와 비습 차이(${\Delta}Q$)의 변화에 밀접하게 연관되며, 겨울철에는 U에 대한 민감도가 증가하여 현열 및 잠열 플럭스가 겨울철에 가장 큰 값을 보이는 것에 기여한 것으로 분석된다.

• 한국지역지리학회지
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• 제23권1호
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• pp.151-167
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• 2017

본 연구의 목적은 2001~2015년 동안 부산광역시의 $PM_{10}$ 농도가 기온변화 패턴에 미치는 영향을 파악하는 것이다. 최근 15년간 관측된 부산광역시 $PM_{10}$ 농도는 꾸준한 감소 추세를 보이고 있다. 계절적 $PM_{10}$ 농도는 평균적으로 봄철에 가장 높게 나타났고, 겨울철, 여름철, 가을철의 순으로 관측되었지만, 관측 지점별로 계절적 평균 농도 순위는 일정하지 않았다. $PM_{10}$ 농도의 구간별 발생 빈도를 분석한 결과, 가장 높은 빈도로 관측된 미세먼지 농도는 $20{\mu}g/m^3{\sim}60{\mu}g/m^3$ 범위로 조사되었고, 이는 전체 관측일수의 64.6%에 달했다. 황사일과 비황사일의 월평균 농도를 공간적으로 비교한 결과, 황사의 영향이 상대적으로 작은 겨울철에 미세먼지 농도의 서고동저 패턴이 다소 강하게 나타난 반면, 황사의 영향이 증가하는 봄철에는 지역적 차이가 감소하였다. 단순화된 연간 기온 곡선을 이용하여 산출한 월평균 기온증감률을 $PM_{10}$ 농도와 비교한 결과, $PM_{10}$ 농도 변화는 연구지역 평균 기온상승률과 음의 상관관계를 보임에 따라 $PM_{10}$ 농도 감소 추세는 연중 기온 변화 폭(연교차)의 증가 경향으로 이어졌다. 전체적으로 $PM_{10}$ 농도 변화는 연평균기온과는 미미한 상관관계를 나타냈지만, 연평균기온에 지배적인 영향을 주는 겨울철로 국한할 때 $PM_{10}$ 농도와 기온은 비교적 높은 양의 상관관계를 보였다. 에너지 수지 측면에서, $PM_{10}$ 농도 변화는 복사에너지의 반사와 흡수에 따른 복사강제력에 영향을 미쳐 온난화 또는 냉각효과에 기여하게 되는데, 연구지역의 $PM_{10}$ 농도 변화와 기온 변화 간의 상관관계는 시공간적으로 일정하지 않고 도시 대기 질에 연관된 사회경제적 요인이 고려되지 않아 통계적 유의성은 제한적으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권12호
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• pp.1181-1191
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• 2013

다목적댐 저수지는 여름철에 발생하는 성층현상이 발생하고 가을철에는 성층화된 저수지의밀도 차로 인한 전도현상이 일어나게 된다. 이러한 현상은 저수지의 시공간적 수온분포의 변화에 의하여 발생하며, 이를 정확히 모의하고 예측하기 위해서는 수온에 작용하는 관련 매개변수의 작용특성을 명확히 파악할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 합천댐 저수지를 대상으로 횡방향 평균 2차원 저수지 수리 수질 해석모형인 CE-QUAL-W2를 적용하여 저수지내 발생하는 수온성층, 탁수의 거동 및 수질을 예측하기 위해 선행되어야 할 수온모의를 통해 합천댐 저수지에 적합한 수온 매개변수 산정에 대한 연구를 진행하였다. 특히 모델에서 합천댐 수온모의와 관련된 매개변수 중 바람차폐계수(WSC), 복사열계수(BETA), 빛소멸계수(EXH2O), 바닥 열교환계수(CBHE)의 민감도 분석을 수행하였다. 첫 번째로, 민감도가 높은 기간을 확인한 결과 WSC, BETA, EXH2O는 공통적으로 4~9월, CBHE는 8~11월로 나타났다. 두 번째로, 매개변수가 영향을 미치는 수심대를 확인한 결과 BETA는 0~9m, EXH2O는 8~14m 구간으로, 수표면과 가까운 표층과 수온약층, CBHE는 바닥에서부터 12m 구간으로 심층구간에서 영향이 나타났다. 마지막으로 연단위 혹은 각월에서의 최적매개변수를 적용한 결과 WSC와 CBHE 매개변수는 모의온도의 편차가 그다지 크지 않았으나, BETA와 EXH2O의 경우 연단위와 월단위 최적매개변수 적용 시 모의수온편차가 각각 월평균 $0.20^{\circ}C$와 $0.51^{\circ}C$로 다소 큰 값을 보이고 있으며, 특히 수온이 최대로 상승하는 5~8월 중에는 $0.4^{\circ}C$와 $1.09^{\circ}C$의 편차를 보여 월단위 매개변수사용의 필요성이 뚜렷이 확인되었다. 이는 현재 저수지수질모형의 검보정에서 입력요구조건에 따라 혹은 관행적으로 사용되고 있는 연단위 매개변수의 사용에 있어서 월단위로의 개선이 필요한 부분으로 사료된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제25권4호
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• pp.339-357
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• 2009

새만금간척 사업은 국책사업으로 33km방조제를 건설하여 401 km$^2$의 대규모 연안 지역을 간척하기 위하여 1991년에 착공되었다. 2006년 4월에 끝물막이 공사가 완공되어 갯벌이 호수와 육지로 바뀌었다. 완공으로 방조제 내측의 하구역 조석 시스템뿐만 아니라 방조제 외측의 연안 해양 환경의 변화에도 많은 변화가 일어났다. 이번 연구에서는 새만금 주변 해역에 대해 Landsat-5/7 위성과 NOAA 위성자료를 이용하여 방조제 완공 전후에 SST의 공간변화를 연구하였다. 타워, 부이, 실측자료 등 다양한 현장 실측 자료를 이용하여 위성 SST를 검증한 결과, 0.96 이상의 상관관계와 약 1$^{\circ}C$ 정도의 RMSE 값을 보였다. 1985년부터 2007년까지 38개의 Landsat 영상을 분석하여 새만금 방조제 건설 전후의 연안 SST 시공간적 변화를 분석하였다. 공간적으로 자세한 SST 분포를 파악할 수 있었지만, 환경 요인이 다른 38개의 영상을 이용하기 때문에 새만금 방조제 건설에 따른 변화를 파악하기는 어려웠다. 따라서 시간 해상도가 우수한 NOAA 자료를 이용하여 새만금 내외측 해역의 온도 변화를 분석한 결과, 방조제 내측은 여름철 온도의 증가로 여름-겨울철 간의 SST의 상승폭이 커서 계절간 SST 변화가 두드러졌고, 방조제 외측은 큰 변화가 없었다. 본 연구에서는 시공간해상도가 다른 열적외선 위성자료를 상호보완적으로 활용하여 연안 해역에서의 SST 공간 변화를 효과적으로 모니터링 하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제23권6호
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• pp.507-520
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• 2007

인공위성 수동 마이크로파(passive microwave, PM) 센서는 1970년대부터 극지 해빙의 면적비(sea ice concentration, SIC)와 표면 온도(ice temperature), 적설 두께(snow depth) 등을 관찰하고 있다. 특히 SIC는 기후 및 환경 변화 관찰을 위한 1차 요소로 고려되는 등 다양한 연구 분야에서 중요한 역할을 하기 때문에 PM SIC의 지속적인 검증과 보정이 필요하다. 본 연구에서는 2005년 7-8월 북극해의 가장 자리를 촬영한 KOMPSAT-1 EOC 영상으로부터 SIC를 계산하였고, 이를 NASA Team(NT) 알고리즘으로 계산된 SSM/I SIC와 비교하였다. EOC와 SSM/I NT SIC는 서로 다른 해상도와 관측 시각을 가지며 북극의 여름철 해빙 분포지역의 가장자리에서 해빙의 시공간적인 변화가 크기 때문에, 해빙의 유형을 고려하지 않았을 경우 0.574의 낮은 상관성을 보였다. 해빙의 유형에 따른 SSM/I NT SIC를 검증하기 위하여 EOC 영상으로부터 정착빙, 부빙, 유빙으로 해빙 형태를 분류하였고, 각 유형 별로 EOC와 SSM/I NT SIC를 비교하였다. 정착빙의 면적비는 EOC와 SSM/I NT SIC 사이에서 평균 오차가 0.38%로 매우 유사한 값을 나타냈다. 이는 정착빙의 시공간적인 변화가 작기 때문이며, 표면에 쌓인 눈은 건조한 상태일 것으로 추정되었다. 부빙의 경우 NT 알고리즘에서 면적비가 과소평가되는 빙맥(ice ridge)과 new ice가 많이 관찰되었으며, 이로 인해 SSM/I NT SIC는 EOC보다 평균 19.63%작은 값을 나타냈다. 유빙 지역에서 SSM/I NT SIC는 EOC보다 평균 20.17% 큰 값을 가진다. 유빙은 부빙의 가장자리와 가까운 지역에 위치하기 때문에 SSM/I의 넓은 IFOV 내에 비교적 높은 SIC를 가지는 부빙이 포함되어 오차를 일으킬 수 있다. 또한 유빙표면에 쌓인 수분 함량이 높은 눈의 영향으로 SSM/I NT SIC가 과대 측정되었을 것으로 사료된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권1호
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• pp.92-105
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• 2019

제주 연안 식물플랑크톤 군집의 시공간적 특성을 파악하기 위해 2015년 3월부터 2016년 2월까지 10개의 정점 0, 30 m 수심에서 수온, 염분, 용존산소 등 환경 요인과 현존량 및 출현종 등을 매월 조사하였다. 조사기간 동안 제주 연안의 평균 수온은 0 m 13.7~25.9, 30 m $13.6{\sim}20.8^{\circ}C$의 범위로써 3월에 최소값, 8월에 최대값을 보였다. 평균 염분은 0 m 31.51~34.47, 30 m 33.03~34.47psu의 범위였으며, 7월에 최소값, 2월에 최대값을 보였다. 평균 용존산소는 0 m 6.12~8.10, 30 m $5.73{\sim}7.88mg\;L^{-1}$의 범위를 보였으며, 평균 Chl-a 량은 0 m 0.28~2.48, 30 m $0.44{\sim}1.01{\mu}g\;L^{-1}$ 범위를 보였고 식물플랑크톤 현존량은 연중 $5,300{\sim}639,900cells\;L^{-1}$ 범위로써 현존량은 전 정점에서 2월에 최소, 북부와 서부해역은7월, 남부와 동부해역은 8월에 최대를 보였다. 조사기간 중 출현한 총 종수는 362종으로써 규조류(Bacillariophyta) 181종, 와편모조류(Dinophyta) 147종, 그리고 기타 식물편모조류(phytoflagellates) 34종으로 구성되었다. 20%이상의 현존량 점유율 차지한 우점종을 계절별로 보면, 춘계(3월)와 추계(10월)에 Paralia sulcata와 Skeletonema costatum 두 종이었으며, 하계(8월)에는 Chaetoceros 속 6종류, 그리고 동계(12월)에는 Chaetoceros 속 2종류와 Thalassionema frauenfeldii가 우점하여, 각 우점종의 계절적 분포가 뚜렷하였다. 해역별 식물플랑크톤 군집 동태를 보면, 북부와 서부해역의 현존량 월변화가 비슷한 경향성을 보였으며, 남부와 동부해역이 유사한 경향성을 보였다. 이상의 종조성과 우점종의 천이는 이전 조사와 다른 특징을 보이고 있으며 이러한 식물플랑크톤 군집 동태 변화는 수온과 염분, 그리고 해류 등의 물리적 환경 변화에 기인된다고 생각된다.

• 한국해양학회지
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• 제30권6호
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• pp.550-564
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• 1995

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.

• 한국수산과학회지
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• 제35권3호
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• pp.265-272
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• 2002

동한난류 주변 해역의 해색전선과 수온전선의 공간적 분포 특성을 CZCS와 AVHRR 위성자료를 이용하여 살펴보았다. 동한난류 주류의 난수 streamer 주변 해역의 색소농도와 SST의 공간적 분포를 살펴본 결과, 식물플랑크톤의 흡수보다는 황색물질이나 용존유기물질과 같은 부유물질에 의해 높은 색소농도를 나타낸 연안냉수해역, 연안의 부유물질에 의한 영향과 식물플랑크톤에 의한 영향이 혼합된 특성이 나타난 색소농도가 높은 수온전선의 냉수해역, 외해수의 특성과 유사한 순수한 식물플랑크톤의 영향에 의해 색소농도가 높은 난수중첩해역, 식물플랑크톤의 홉수에 의해 지배를 받고 있으나 색소농도가 적은 난수해역, 식물플랑크톤의 흡수에 의한 영향으로 색소농도가 높은 외해해역의 5개 범주로 구분할 수 있었다. 동해안을 따른 연안냉수해역의 높은 색소농도의 확장은 동한난류의 흐름에 크게 영향을 받고 있으며, 동한난류의 난수 내부에 있는 낮은 색소농도와 분리된다. 또한, 동한난류해역 주변의 색소 농도와 SST 사이의 관계는 전체적으로, 색소농도가 높은 곳은 수온이 낮은 곳에 나타나고 있으며, 색소농도가 낮은 곳은 수온이 높은 곳에서 나타났다. 색소농도가 가장 높게 나타난 것은 수온전선해역 냉수쪽에서 가장 높은 550nm 반사와 비교적 높은 443nm 흡수와 일치하는 일반적인 연안수와 같이 식물플랑크톤 단독으로 나타나는 것이 아니라 부유물질과 동시에 나타났다. 그리고, 또 다른 색소농도의 높은 농도가 외해수에서 나타난 것과 유사하게 난수 streamer 내부에서 나타났으며, 이것은 연안의 부유물질의 영향은 거의 받지 않은 식물플랑크톤에 의해 색소농도가 높은 것을 알았다. 동한난류 해역과 같이 색소농도가 높은 해역에서 SST와 색소농도 영상만으로 복잡한 물리 생물학적인 현상에 기인한 모든 현상을 이해하기는 어렵지만, 광범위한 해역에서 이러한 현상을 이해하는데 위성자료는 효과적인 수단으로 판단된다. 또한, 현재 운용중인 NASA의 Seastar에 탑재된 SeaWiFS (Sea-viewing Wide Field-of·view Sensor)에 의한 보다 정확한 식물플랑크톤 색소농도 자료는 현장에서 측정된 관측자료와 더불어 동한난류 해역의 물리$\cdot$생물학적인 시공간변동을 이해하는데 많은 도움을 줄 것이라 사료된다.

• 한국해양학회지
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• 제24권3호
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• pp.157-164
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• 1989

서해 금강하구 오식도 부근의 조간대와 조하대역에서 식물플랑크톤의 종별 양적 분포 및 일차생산력과 bacterioplankton(부유박테리아)의 균체수 분포를 1987년 8월부터 1988년 7월 사이에 11회에 걸쳐 조사하였다. 규조류 102종을 포함하여 식물플랑크톤은 총 121 종류를 확인하였고 양적으로는 15-5451 cells/ml 범위였는데, 이들의 시공간적 변화에는 조간대와 조하대의 환경특성 차이가 잘 나타나 있었다. 식물플랑크톤의 일차생산력 (Piopt, mgC/$m^3$/hr)은 0.6-27.32의 범위로서 현존량이 높은 시기와 일차생산력이 높은 시기가 반드시 일치하지는 않았다. 춘계 대번식 후의 4월 조간대역 정점에서는 Piopt와 amylolytic bacterioplankton의 균체수가 모두 극히 낮았다. 정점간 Piopt 비율의 변화에도 역시 조간대와 조하대 역의 환경차이가 잘 나타났다. 식물플랑크톤 현존량과 총 종속영양세균(heterotrophic bacterioplankton) 및 생리적 특성별 bacterioplankton군, 즉 전분분해(amylolytic), 단백질분해(proteolytic) 및 지방분해(lipolytic) 세균과의 관계에는 뚜렷한 경향성이 나타나지 않았으나, 강우량이 집중된 7, 8월에는 각 bacterioplankton의 균체수가 매우 높은 반면 식물플랑크톤의 현존량은 연중 가장 낮아 외래유입(allochthonous) 유기물의 양이 많았음을 시사하였다. 측정된 총 종속영양성 bacterioplankton 및 생리적 특성별 bacterioplankton의 균체수와 Piopt 와의 관계로부터 조사해역에 유입되는 외래성 유기물의 함량 특성을 추정할 수 있었다. 즉, 전분분해 세균과 지방분해 세균은 Piopt와 높은 상관성 (각기 $R^2$값이 0.84 및 0.70) 을 보여 이들이 수중 식물플랑크톤(autochthonous)의 유기물 생산과 직접 관련됨을 알 수 있었고, 단백질분해 세균이나 총 종속영양세균의 분포는 Piopt와 뚜렷한 상관성이 없어 외래유입 유기물 (강수유입, 저층으로부터의 resuspension 등)에 의해 크게 영향을 받는 것으로 판단되었다. 회귀 직선의 기울기로부터 조사 역에서는 Piopt 1mgC/$m^3$/hr 증가당 전분분해 세균이 $9.0{\times}10$ cells/ml, 지방분해세균은$8.0{\times}10$ cells/ml 씩 균체수가 증가하는 것으로 계산되었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제18권4호
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• pp.221-232
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• 2016

농업 생태계의 생산성을 예측하기 위한 모델의 필수 입력변수인 일사량은 비교적 적은 수의 기상관측소에서만 관측되고 있어, 이들 관측값을 대신하기 위해 일사량을 추정하는 모델들이 사용되고 있다. 특히, 간단한 계수를 사용하여 일조시간을 이용하는 Angstrom-Prescott(AP) 모델이 일사량 추정을 위해 가장 널리 쓰이고 있다. 국내에서 보편적으로 적용가능한 AP모델의 계수값을 탐색하기 위해 국내 20개 기상관측소의 30년간의 일단위 관측자료를 입력자료로 사용하여 경험적으로 얻어진 계수와 Frere and Popov(1979)가 제시한 계수($AP_{Frere}$)를 이용한 일사량을 추정하고, 이들의 신뢰도를 분석하였다. 또한, 전역최적화 과정을 통해 시공간적으로 신뢰도가 높은 일사량을 얻을 수 있는 AP계수의 범위를 탐색하였다. 분석을 위해 월별, 년도별, 지역별로 추정값과 측정값 사이의 일치도를 계산하였다. $AP_{Frere}$를 사용한 결과 작물 생산성 예측을 위한 조건에서 일치도가 높게 나타났다. $AP_{Frere}$를 사용하였을 때 전역최적화를 통해 추정한 AP계수($AP_{max}$)를 사용하였을 경우 보다 일치도가 낮았으나 경험적으로 얻어진 계수($AP_{Choi}$)보다는 일치도가 높은 일사량 추정이 가능하였다. 전역최적화를 통해 일사량 추정치의 신뢰도를 분석한 결과, 신뢰도가 높은 일사량을 얻을 수 있는 AP계수의 범위는 년도별로는 좁게 분포하였으나 월별, 지역별로는 넓게 분포하였다. 그 중에서도 변이가 작은 범위는 지역별 일치도가 월별 일치도보다 넓게 분포하였다. $AP_{Frere}$는 각각의 경우에 대해 일치도가 높고 변이가 작은 범위에 속해 국내 조건에서 $AP_{Frere}$를 적용할 경우, 신뢰도 높은 일사량 추정치를 얻을 수 있을 것으로 예상되었다.