후정해수욕장의 모래 이동을 분석하기 위해 경험고유함수(Empirical Orthogonal Function; EOF) 분석법을 적용하였다. EOF 분석을 위해 2009년 6월부터 2010년 5월까지 13개 기선에 대해서 총 5회 실시된 후정해수욕장의 단면 관측값이 사용되었다. 13개 단면 분석결과 사이의 시간적, 물리적 일관성을 확보하기 위해 13개 기선 모두를 하나로 통합하고 이를 사용해 EOF 분석을 수행하였다. 분석결과 첫 번째 고유함수는 평균해빈 지형을 나타내었으며 두 번째와 세 번째 고유함수의 경우 해빈의 자연변동성과 파랑에 의해 발생된 횡방향 모래이동을 각각 나타내었다. 네 번째와 다섯 번째 고유함수의 경우 특별한 연관성을 발견할 수 없었다. 결론적으로 후정해수욕장의 모래 이동에 영향을 미치는 요인은 크기 순으로 자연변동성과 파랑에 의한 횡방향 모래이동으로 분석 되었다.
In situ particle size spectra are obtained from two sequent cruises in order to evaluate the physical consequences of suspended particulate matters caused by episodic storm runoff from the Santa Ana River watershed, an urbanized coastal watershed. Suspended particles from various sources including surface runoff, near-bed resuspension, and phytoplankton are identified in empirical orthogonal function (EOF) analysis and an entropy-based parameterization (Shannon entropy). The first EOF mode is associated with high turbidity and fine particles as indicated by the elevated beam attenuation near the Santa Ana River and Newport Bay outlets, and the second EOF mode explains the suspended sediment dispersal and particle coarsening at the near-surface plume. Chlorophyll particles are also distinguished by negative magnitudes of the first EOF mode, which is supported by the relationship between fluorescence and beam attenuation. The integrated observation between the first EOF mode and the Shannon entropy index accentuates the characteristics of two different structures and/or sources of sediment particles; the near-surface plumes are originated from runoff water outflow, while the near-bottom particles are resuspended due to increased wave heights or mobilizing bottom turbidity currents. In a coastal pollution context, these methods may offer useful means of characterizing particle-associated pollutants for purposes of source tracking and environmental interpretation.
황해 동남해역에서 해면과 30m층 수온의 시. 공간 변동성을 1967-1982 장기 수온자료의 variance 와 cmpirical orthogonal function(EOF)분석으로 연구하였다. 월평균 해면수온의 공간분포는, 남에서 북으로 감소하는 장기 년평균과 유사한 형태를 갖고 있다. 반면에 년평균 해면수온으로부터 계산한 분산은 남에서 북으로 증가한다. 해면 수온의 variance 가 경기만 남부해역을 제외한 연구해역에서 30m층 보다 2배이상 크다. EOF의 첫째와 둘째 모드가 계절변화를 갖고 있으며 해면과 30M층 variance의 97.6%와 85.2%를 각각설명하기 때문에 수온의 큰 variance 는 계절변화와 밀접한 관계가 있다. 겨울철 조사 해역 북부와 남부사이 수온의 차이가 크나 여름철에는 작아진다. 이것은 여름철 복사에 의한 해면의 열흡수가 열손실이 나 해양열이류보다 훨씬 크다는 것을 반영해준다. 여름철에 경기만 남부와 목포 주변 연안수가 조석혼합에 의해 외해수보다 수온이 낮게 나타난다.
중국 대륙연안수(CCW; China Coastal Waters)는 해에 따라 다소 다르지만 보통 하계인 6월${\~}$10월 사이에 제주도 주변해역에서 두드러지게 나타난다. 즉, 6월에 나타나기 시작하여 8월에 가장 큰 영향을 미치며 10월로 접어들면서 그 세력이 점차 소멸해간다. 해수면편차와 해수면온도의 경험직교함수 분석 결과 해수면편차는 1${\~}$3모드가 총 분산의 $95.05\%$를 차지하였고, 해수면온도는 1모드가 총 분산의 $98.70\%$를 차지하였다. 해수면편차 경험직교함수분석의 첫 번째 결과에 대한 파워스펙트럼분석에서는 중국대륙연안수에 의한 영향으로 동쪽해역보다 서쪽해역이 43일 주기의 세력이 더 강하게 나타났다. 해수면온도에 대해서는 양자강 하구를 비롯한 제주도 동쪽 서쪽해역의 주기가 모두 260일 주기가 나타남으로서 중국대륙연안 수는 43일, 120일 등의 짧은 주기보다는 비교적 장주기라 할 수 있는 260일 주기에 더 큰 영향을 미쳤다.
Recently, as data mining and artificial neural network techniques are developed, analyzing large amounts of data is proposed to reduce the dimension of the data. In general, empirical orthogonal function (EOF) used to reduce the dimension in the ocean data and recently, Self-organizing maps (SOM) algorithm have been investigated to apply to the ocean field. In this study, both algorithms used the monthly Sea level anomaly (SLA) data from 1993 to 2018 around the East Asia Coasts. There was dominated by the influence of the Kuroshio Extension and eddy kinetic energy. It was able to find the maximum amount of variance of EOF modes. SOM algorithm summarized the characteristic of spatial distributions and periods in EOF mode 1 and 2. It was useful to find the change of SLA variable through the movement of nodes. Node 1 and 5 appeared in the early 2000s and the early 2010s when the sea level was high. On the other hand, node 2 and 6 appeared in the late 1990s and the late 2000s, when the sea level was relatively low. Therefore, it is considered that the application of the SOM algorithm around the East Asia Coasts is well distinguished. In addition, SOM results processed by SLA data, it is able to apply the other climate data to explain more clearly SLA variation mechanisms.
쓰시마난류역 연안 8개 지점과 30년간 $(1941\~1970)$ 표면수온과 이상수온에 대한 경험적 직교함수(EOF) 분석을 통하여 수온의 시공간적 변동을 구명하였다. 본 해역 표면수온 계절변동의 전반적 양상은 전체 변동량의 $97.2\%$를 설명하는 제 1 EOF 모드로 기술된다. 표면수온 계절변동의 연교차는 상류에서 작고 하류에서 크다. EOF 분석에 의하면, 쓰시마난류역 표면이상수온은 전해역이 동시적으로 승강하는 변동 (전체 변동량의 $40.9\%$)과 상류역과 하류역의 이상수온승강이 반대인 "교차적 변동"(전체 변동량의 $19.3\%$)의 합으로 나타낼 수 있다. 주파수 영역별로 이상수온 변동의 특성을 구명하기 위해 각 관측점의 이상 수온을 중합필터 방법으로 장주기(주기 24개월 이상), 중간주기(주기 $6\~24$개월) 및 단주기(주기 6개월 미만) 영역의 시계열로 분리한 후, 각 주기 영역 이상수온에 대한 별도의 EOF 분석 결과에 의하면, 제 1 및 제 2 EOF 모드의 공간적 분포는 모든 주기 영역에서 비슷하다.
대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume I
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pp.344-347
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2006
China Coastal Water (CCW) usually appears in the seas surrounding Jeju Island annually (June?October) and is very pronounced in August. The power spectrum density (PSD), sea level anomalies (SLAs), and sea surface temperatures (SSTs) were found to peak annually and semiannually. The peaks at intervals of 80-, 60-, and 43-days are considered to be influenced by CCW and the Kuroshio Current. Generally, low-salinity water appears to the west of Jeju Island from June through October and gradually propagates to the east, where CCW meets the Tsushima Current. Empirical orthogonal function (EOF) analysis of SLAs and SSTs indicated that the variance in SLAs and SSTs was 55.70 and 98.09% in the first mode, respectively. The PSD for the first mode of EOF analysis of SLAs was stronger in the western than in the eastern waters because of the influence of CCW. The PSD for the EOF analysis of SSTs was similar in all areas (the Yangtze Estuary and the waters to the west and east of Jeju Island), with a period of approximately 260 days.
본 연구에서는 기온과 강수특성을 함께 고려하여 남한의 기후지역을 구분하였다. 먼저 계절별 기온 및 강수량 분포를 살펴보았는데, 기온은 모든 계절에서 지형 및 위도에 의해 영향을 받았다. 강수량은 여름철에 집중되고 지역적으로는 강원 영동, 남해안, 제주에서 많았고 경북 중부지역에서 적은 분포를 보였다. 기온 및 강수량의 경험적 직교함수(Empirical Orthogonal Function)분석을 통해서 산출된 주성분점수를 입력변수로 하여 평균연결법과 Ward법을 이용한 군집분석을 수행하였다. Ward법은 지형, 위도, 해양의 효과와 기압계 이동 방향에 따른 특성을 잘 반영하였으며 행정구역에도 잘 맞게 구분되어 가장 좋은 군집결과를 보여주었다.
This study examines the controlling role of synoptic disturbances on $PM_{10}$ spring variability in the Korean Peninsula by using empirical orthogonal function (EOF) and back trajectory analyses. Three leading EOF modes are identified, and a lead-lag analysis suggests that $PM_{10}$ variabilities be closely related to the synoptic weather systems. The first EOF shows the spatially homogeneous distribution of $PM_{10}$, which is influenced by travelling anticyclonic disturbance with negative precipitation and descending motion. The second and third modes exhibit the dipole structures of $PM_{10}$, being associated with propagating cyclones. Furthermore, the back-trajectory analysis suggests that the transport of pollutants by anomalous winds associated with synoptic disturbances also contribute to the altered $PM_{10}$ concentration. Hence, a substantial synoptic control should be considered in order to fully understand the $PM_{10}$ spatiotemporal variability.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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