• 한국지구과학회지
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• 제41권6호
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• pp.617-629
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• 2020

기후변화와 지구환경변화에 중요한 역할을 하고 있는 해수면온도는 인공위성 적외선 센서가 관측하는 피층 수온과 측기들이 관측하는 표층 수온으로 나누어질 수 있다. 국외 여러 기관에서 보급되고 있는 해수면온도 관측 자료들은 각각 서로 다른 깊이의 수온을 나타내고 있어서 해양 피층과 표층 수온 사이의 관계를 이해하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 적외선 라디오미터를 해양조사선에 장착하기 위한 시스템을 설계하고 부착하고 운용하여 국내에서 처음으로 해양 피층 수온을 산출할 수 있는 관측 환경을 구축하였다. 선박 관측 전에 실험실에서 라디오미터 기기의 검보정을 실시하여 보정 계수를 산출하였다. 관측된 해수면에서 방출된 복사에너지와 하늘 복사에너지를 피층 수온으로 산출하는 일련의 과정을 적용하였다. 산출된 피층 해수면온도를 현장 관측 표층 수온자료와 비교하여 표층과 피층 수온 차이를 정량적으로 조사하고자 하였으며, Himawari-8 정지궤도 위성 해수면온도 자료와의 비교를 통해 해양 상층 연직구조의 특성을 이해하고자 하였다. 2020년 4월 21일부터 5월 6일까지 남해안의 장목항과 동해 남부를 관측한 해양 피층 수온은 전체적으로 표층 수온과 0.76℃ 정도의 차이를 보였다. 또한 이 두 수온 차이의 평균제곱근오차는 약 0.6℃에서 0.9℃까지의 일간변화를 가지고 있었으며, 하루 중 1-3시에 0.83-0.89℃로 가장 크게 나타났으며, 15시에 0.59℃로 최소의 차이를 가지고 있었다. 또한 편차도 0.47-0.75℃의 일간변화를 나타내었다. 해양 피층 관측 수온과 위성 해수면 온도 간 차이는 약 0.74℃의 평균제곱근오차, 0.37℃의 편차를 나타냈다. 본 연구의 분석을 통해 관측 수심에 따른 피층-표층 수온의 차이를 확인할 수 있었으며, 피층-표층 수온 차의 계절적 변화를 정량적으로 이해하고 또 변동 요인과의 관련성을 연구하기 위하여 연구조사선을 이용한 추가적인 연안 및 대양 관측이 지속적으로 진행되어야 함을 시사한다.

• 자원환경지질
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• 제54권6호
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• pp.717-731
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• 2021

본 연구는 동해 남부 연안의 울산 일산해변에 위치한 선암 주변 해역에 대해 해저지형 및 해저면 환경 자료를 활용하여 서식지 환경 주제도 맵핑 방법으로 서식지 환경 특성을 분석하였다. 연구지역의 전체적인 수심은 노출암인 선암부터 수심 약 0 m ~ 23 m 범위 내에 분포한다. 선암을 중심으로 서쪽으로는 수심이 얕아지면서 경사가 완만해지고 동쪽으로 가면서 수심이 깊어지며 경사가 급해진다. 동해 대륙주변부에 나타난 우수향 주향이동 단층의 영향으로 선암 주변에 나타나는 해저 암반들의 절개 형태는 주향이동 단층방향과 유사한 주로 N-S 방향을 이루고 있다. 해저지형 자료를 기반으로 해저면 영상과 표층퇴적물 자료를 중첩하고 분석하여 연구지역을 수중암반 지대와 총 3가지 type의 퇴적 지대(역질 사질 퇴적물, 조립한 사질 퇴적층, 세립한 사질 퇴적층)로 분류하였다. 수중암반 지대는 선암 주변과 북쪽 및 남쪽 연안 지대에 주로 분포하지만 선암과 연안 사이의 중간 해역은 암반이 거의 존재하지 않는다. 이 중간 해역은 연안과 외해로 연결되는 해수 이동 통로로서 활발한 퇴적활동이 일어났을 것으로 예상된다. 사질 퇴적물은 연구지역 전체에 넓게 분포하고 있다. 수중영상 및 드론사진 자료로 파악한 선암 최근접 해역 서식지는 주로 자포동물, 완족동물 및 연체동물 등이 우점하여 나타났으며 해수면과 맞닿는 노출암 가장자리 지역에는 다양한 배말 및 담치류 생물이 서식하는 것으로 보여진다. 선암 주변 사질 퇴적물 지대에는 주로 환형동물 및 절지동물이 우점하였으며 연구지역의 해양생물 분포 양상은 해저면 Type, 퇴적물의 조성 및 입도 분포 영향을 많이 받는 것으로 파악된다. 이러한 해저지형, 해저면, 수중영상 중첩을 통한 서식지 환경 맵핑 분석은 해양생태계 구조 및 기능 연계 연구에 많은 기여를 할 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.882-889
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• 2022

본 연구에서는 대마난류(Tsushima Warm Current, TWC)의 유동 변화에 영향을 주는 요소를 파악하기 위하여 TWC의 수송량과 태평양 순년진동(Pacific Decadal Oscillation, PDO) 및 엘니뇨 남방진동(El Niño - Southern Oscillation, ENSO)의 상호 관계 분석을 실시하였다. 25년(1993~2018년) 동안의 TWC의 월별 수송량을 계산해보면 하계에 가장 크고 동계에 가장 작게 나타나는 계절변동 주기가 뚜렷하다. TWC 수송량과 PDO 및 ENSO의 한 척도인 Oceanic Niño Index(ONI) 각각의 주기성 파악을 위한 power spectrum 분석결과, TWC 수송량은 1년 주기에서 peak를 보이지만 PDO 및 ONI는 뚜렷한 주기가 나타나지 않았다. 또한, TWC 수송량과 PDO 및 ONI의 상호 관계 파악을 위해 coherence 추정 방법을 이용하여 분석하였다. PDO 및 ONI의 coherence는 3년 이상의 장주기 변동에서 상호 기여도가 높으나 1년 이내의 단주기 변동에서는 상호 기여도가 낮다. 그러나 TWC 수송량과 PDO 두 요소 간 0.8~1.2년 주기에서 coherence 값은 0.7로 상호 기여도가 높다. 한편 서수도를 통과하는 TWC 수송량과 PDO는 I기간(1993~2002년)과 III기간(2010~2018년)에 역상관 관계성을 가진다. TWC 최대 수송량 (2.2 Sv 이상)이 높게 나타나는 시기에 PDO 지수가 -1.0 이하의 음의 값, 2.2 Sv 이하로 작은 시기에 PDO 지수가 양의 값을 나타낸다. 따라서 장기적인 PDO 지수 자료를 이용하면 TWC 수송량 변동 및 동해 연안역의 수온변화를 예측 또한 가능할 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.955-964
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• 2022

최근 5년간 국내에서 발생한 해양사고를 선박용도별로 살펴보면 어선이 67.1%(10,211척)를 차지하고 있으며, 어선에 의한 해양사고는 2016년 1,646건에서 2020년 2,100건으로 매년 증가하고 있다. 특히 최근 5년간 발생한 378건의 전복사고 중 어선의 전복사고가 252건으로 66.7%의 높은 비중을 차지하고 있어 이에 따른 대책 마련이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 어선 제66풍성호의 전복사고의 원인 규명을 위해 복원성 및 해수 유입경로 등의 자료 수집과 풍성호에 설치된 방수구, 추가 갑판 및 바람막이 등이 복원성에 미치는 영향을 정량적으로 분석 후 전복사고의 대응 방안을 제시하였다. 복원성에 영향을 주는 요인으로 풍성호에 설치된 추가 갑판, 바람막이, 방수구가 초기 횡경사를 일으키고, 복원성을 악화시키며 어선구조기준을 충족시키지 못할 뿐만 아니라 풍성호의 선형 특성 등으로 인해 복원성을 약화 시키는 것으로 분석되었다. 사고 당시의 복원성을 추정하기 위해 어로작업 시점의 복원성과 해상 상태 변화에 따른 해수 유입량 및 이에 따른 동요 상황, 그리고 선체 요인에 의한 복원성 변화를 계산하였다. 그 결과, 어로작업의 시점에서는 최소 GoM을 모두 만족하였으나 최대파고 4m에서 복원이 불가하였으며, 선체 경사에 따른 해수 유입, 동요의 영향에 의해 최대파고 4m 상태에서 최소 GoM을 만족하지 못하는 것으로 분석되었다. 그러나, 풍성호의 복원성에 영향을 미치는 요인 중 추가 갑판과 바람막이 설치를 제외한다면 최소 GoM을 만족하는 것으로 분석되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권5호
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• pp.746-752
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• 2022

남태평양 섬들인 키리바시와 주변국은 해수면 상승으로 섬의 면적이 점점 감소하고 있다. 해수면 상승의 원인으로 기온상승에 따라 감소하는 빙하와 해수의 열팽창정도에 따라 지속적으로 변화하며, 지구온난화는 해수의 양과 부피 모두에 영향을 주어 해수면 상승이 진행되고 있다. 조석현상은 달과 태양등 천체의 인력작용으로 해면이 1일 2회 나타나지만 달은 약 18.6년을 주기로 달의 공전 궤도면이 지구의 적도와 이루는 각도가 약 10° 정도 변화하는데 지구의 적도면과 달의 공전 궤도면의 거리에 따라 조석력의 크기가 변화한다. 하와이 대학교 해수면 센터에서 Kiribati의 Tarawa, Christmas, Kanton, Fiji의 Lautoka, Suva, Tuvalu의 Funafuti, Tonga의 Nuku'alofa, Vanuatu의 Port Vila을 선정하여 자료를 취득하였다. 19년간 각 연도별 조위를 비교하였을 때 차이를 이용하여 조석에 의한 수면의 변화를 확인하고 조석의 영향인지 파악하는데 중점을 두었다. 최고천문조위(HAT, Highest Astronomical Tide)와 최저천문조위(LAT, Lowest Astronomi cal Tide)는 각각 Trawa 297.0, 50.8 cm, Christmas 123.8, 19.9 cm, Kanton 173.7, 39.9 cm, Lautoka 240.7, 11.3 cm, Suva 213.4, 17.8 cm, Funafuti 328.6, 98.4 cm, Nukualofa 188.8, 15.5 cm, Port Vila 161.5, -0.5 cm로 파악하였다. 해수면 변동은 각각 Trawa 3.1 mm/year, Christmas -1.0 mm/year, Kanton 1.6 mm/year, Lautoka 3.1 mm/year, Suva 7.4 mm/year, Funafuti 1.4 mm/year, Nukualofa 4.2 mm/year, Port Vila -1.2 mm/year로 변화하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권4호
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• pp.363-371
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• 2023

한 척의 선박을 건조하기 위해서는 다양한 크기의 블록(block)들을 이동 및 탑재해야 한다. 이러한 과정에서 블록의 체결 방법 및 각 조선소 설비 특성에 맞는 다양한 기능에 부합하는 러그를 사용하고 있다. 블록 구조의 중량 및 형태에 따라서 러그의 크기와 형상이 다양하며, 샤클(shackle)이 체결되는 홀 주변에 부족한 강성을 보완하기 위하여 덧판(doubling pad)을 용접하여 구조를 보강한다. 리프팅(lifting) 조건별 러그의 설계를 하는 방법은 보 이론(beam theory)에 의한 수계산 방법과 유한요소해석 모델링을 이용한 구조해석을 수행하고 있다. 해석적 방법의 경우, 요소의 종류와 모델링 방법에 따라서 결과 차이가 발생하여 표준화된 평가법의 정립이 필요한 상황이다. 이러한 모호한 방법론 적용 시 블록의 이동 및 반전(turn-over) 과정 중에서 심각한 안전 문제를 유발할 가능성이 있다. 본 연구에서는 러그의 실제 탑재공정에 따른 구조 응답을 평가할 수 있는 모델링 조건, 평가법을 확정하고자 다양한 변수의 영향을 수치 구조해석을 통하여 비교 및 분석하였다. 러그 홀(hole) 주변 덧판부와 용접 비드(bead)를 표현한 모델링 기법이 가장 실제적인 거동 결과를 주고 있다. 실제 러그와 동일한 조건(용접부 비드만 주재료와 연결)의 모델링에 등가하중을 적용한 결과는 MPC 하중 적용 결과보다 낮은 최종강도를 나타낸다. 더불어 해석 시간 단축을 위해서 2차원 쉘(shell) 요소를 적용한 경우, 덧판 두께를 85% 수준으로 감소시켜서 안전사용하중을 예측할 수 있음을 확인하였다. 논문에서 검토한 다양한 변수의 영향들 결과는 러그 설계 및 안전사용하중 예측에 근거 자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권6호
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• pp.639-652
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• 2023

낚시어선 제도를 도입하게 된 근본 배경에는 평상시 어선으로 순수 어업활동을 영위하다 특정한 시기(금어기 등)에 한해 낚시어선업을 겸업할 수 있도록 하여 영세 어업인의 경제활동에 대한 보조 수단적 자격을 부여하기 위한 것으로 하고 있다. 그리고 여기에서의 낚시어선은 「어선법」에 따라 등록된 어선을 사용하여 유선(遊船) 행위를 할 수 있도록 한 것이므로 낚시어선의 형태 또한 관련 규정에 따라 실질적으로 현장에서 어로활동을 하기에 용이한 일반 보편적인 구조를 가지고 있어야 한다. 그러나 현재 대부분의 낚시어선업자는 소득증대에만 중점을 두면서 일반적인 어선 본래의 용도에 맞게 합당한 형태로 낚시어선을 건조하기보다는 낚시어선업에 치우친 편향된 선체구조를 가지는 등 편법에 준하는 비정상적인 선형을 선호하고 있다. 그 결과, 전체 어업활동 중 낚시어선업을 일부 겸업(부업) 정도로만 여기고 있는 어선 세력들과의 갈등[정부 지원책(면세유 공급 등)에 대한 상대적 형평성 훼손 및 생계형 어족자원 고갈 등]은 물론이고 안전관리에 있어서도 심각한 문제를 일으키고 있는 실정이다. 한편, 이 같은 문제를 야기 시키는 가장 근본적인 원인은 현행 「낚시 관리 및 육성법」에서 낚시어선의 개념을 「어선법」에 따라 등록된 어선으로 제한하고, 또한 이에 따른 검사기준 등을 적용하는 것에서 비롯되고 있다 할 것이다. 이에 따라 본 논문에서는 낚시어선의 분포 현황, 구조적 특성, 낚시어선의 운용실태 및 정부의 낚시진흥정책 등에 대한 분석을 통해 낚시어선에 대한 개념을 현실정에 맞게 관련 법제(규정) 등을 재정비하여 현재의 낚시어선을 어선으로부터 완전히 분리시켜 낚시전용 선박으로 운용하기 위한 개선방안을 제시하고자 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제30권1호
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• pp.127-134
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• 2024

해상풍력발전 시장의 성장과 함께 해상풍력발전기 설치 선 시장에 대한 기대감이 커지고 있다. 해상풍력발전 시장 내 2030년까지 약 100척의 설치 선이 필요할 것으로 전망되고 있다. 척당 가격이 3,000~4,000억 원이라서 일반 운반선보다 고부가가치 시장이다. 특히, 풍력발전기 용량이 11MW 이상의 대형 설치 선의 수요가 커지고 있다. 중국을 중심으로 아시아 해상풍력발전기 시장의 급성장으로 이 지역에서 운용 가능한 설치 선에 대한 발주에 대한 협의가 많다. 아시아권역 대부분의 해저 지질은 지지 반력이 작은 점토층으로 구성되어 있다. 이러한 특성에 의해서 설치 선이 작업을 위해 수면 밖으로 오르고 내림 시 스퍼드캔(Spudcan)과 레그(Leg)의 관입 깊이가 크게 발생한다. 연구에서는 최소 3m에서 최대 21m까지 관입 변수를 이용하여 관입 깊이에 따른 고유 진동 주기, 레그의 구조 안전성 평가 그리고 전복 안전성 지수를 평가하였다. 관입 깊이가 증가하면 고유 진동 주기가 짧아지고, 레그의 모멘트 길이가 짧아져서 구조 강도의 여유 치가 증가한다. 모든 입사각에서 전복 모멘트에 대해 안전하며, 최댓값은 270도에서 발생한다. 본 연구를 통하여 검토된 조건들은 연약 지반에서 설치 선의 운용 절차서를 작성 시 관입 깊이에 따라서 레그를 어떻게 운용해야 하는지 판단할 수 있는 중요한 자료로 활용할 수 있다. 결론적으로 관입 깊이에 따른 레그 구조 안전성을 정확히 파악하는 것은 설치 선의 안전과 직결된 문제이다.

• 환경생물
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• 제41권4호
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• pp.637-656
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• 2023

강 하구는 높은 생산성을 나타내는 생물다양성이 가장 높은 대표 수생태계이다. 환경 DNA (eDNA)를 이용한 수생태계 모니터링은 현장의 환경 시료를 확보하여 시료 내 존재하는 생물로부터 유래된 DNA를 추출하는 방법으로서 기존의 어구를 이용한 현장조사 모니터링에 비해 효율적이고 민감도가 높아 보완적인 방법으로 이용되고 있다. 본 연구는 낙동강 수계 하구 생태계를 대표하는 내륙 습지 하천인 태화강과 창원천을 대상으로 환경특성, 어류 군집구조와 종 다양성을 파악하였다. 태화강에서는 양측회유성, 소하성 및 강하성 어류인 은어, 황어 및 뱀장어의 서식이 대부분의 조사 시기 동안 확인되어 연안에서부터 중류 및 지류까지 비교적 원활한 서식처 종적 연결성을 나타내는 생태계임을 알 수 있었다. 또한, 창원천의 경우 특히 바다와 가까운 내륙 습지 하천으로 많은 다양한 해산어류 및 망둑어류의 서식이 확인되었으나, 회유성 어종인 은어는 환경 DNA에서만 검출되었고 현장조사에서는 관찰되지 않았다. 어구조사를 통한 종 다양성 평가 결과 태화강이 창원천에 비해 낮은 우점도지수, 높은 풍부도, 균등도, 다양도지수 수치를 나타내어 상대적으로 양호한 어류 군집 구조 상태를 나타냈다. 어구를 이용한 현장조사와 환경 DNA 메타바코딩 기법을 이용하여 태화강과 창원천 하구 생태계 어류 군집 구조 및 종 다양성을 비교 분석하였다. 어구를 이용한 3회 현장조사 결과 9~19종이 확인되었고 환경 DNA 1회 분석 결과 11~18종으로 환경 DNA 분석이 현장조사 결과와 유사한 수준의 종 수를 확인할 수 있었다. 어구를 이용한 5월 현장조사 결과는 6~11종이 확인된 점을 고려하면 환경 DNA가 종 탐지에서 민감도가 더 높음을 알 수 있었다. 환경 DNA를 이용한 수생태계 모니터링을 위한 어류 종 탐지의 잠재적인 효용성을 확인할 수 있었으나 우리나라 고유종 및 유전적으로 가까운 근연종들의 경우 명확한 종 동정에 어려움이 있었으며, 현장조사 시 관찰되었으나 환경 DNA에서 검출되지 않은 경우(위음성; false negative)와 현장조사 시 관찰되지 않은 종이 환경 DNA에서 검출(위양성; false positive)되는 자료의 한계점도 존재하였다. 향후 국내 고유종의 local DB 확보, 환경 DNA 조사 표준화 방법 구축, 국내 담수어류 대상 분자마커 개발 등이 확립된다면 수생태계 모니터링에 아주 효율적이며 실용적인 조사 방법으로 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수산과학회지
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• 제31권6호
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• pp.859-868
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• 1998

제주도 서부 연안역인 한림 정치망어장의 해황특성 (수온 및 염분분포)을 규명하기 위해 1995년과 1996년에 실시한 정선조사의 수온 및 염분자료를 검토$\cdot$분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 제주도 서부연안역중 해안에서 2$\~$3mile 떨어진 외측 (Sta. 1, 2)은 11월부터 익년 5월까지는 제주도 서쪽해역에 출현하는 대마난류수의 주류부가 통과하여 $14^{\circ}C$ 이상의 고수온과 $34.40\%_{\circ}\~34.60\%_{\circ}$의 고염분이 표층부터 저층까지 균질하게 분포하지만 6월부터 10월까지는 제주해역에 저염분수인 중국대륙연안수가 출현하여 표층은 고수은, 저염분수가 되고 중$\cdot$저층은 $11^{\circ}C\~14^{\circ}C$의 저수온, $33.50\%_{\circ}$ 이상의 고염분이 유지되므로 심한 수온 및 염분약층이 나타는데 반해 이 해역은 해쳐 중앙역보다 표층은 수온이 낮고 염분은 높으며 저층은 수온이 높고 염분이 낮은 조석전선역의 수온 및 염분분포가 나타난다. 그러므로 년중 표층수온은 $14^{\circ}C\~23^{\circ}C$ 염분은 $36.60\%_{\circ}\~34.60\%_{\circ}$로 수온의 년교차는 $9^{\circ}C$, 염분의 년교차는 $4.00\%_{\circ}$ 정도로 연안역임에도 불구하고 제주해협 중앙부의 년교차($14^{\circ}C\~20^{\circ}C$, $4.00\%_{\circ}\~10.40\%_{\circ}$)보다 매우 작다. 저층수온은 년중 $14^{\circ}C\~20^{\circ}C$의 범위로 수온 변화폭이 작고 제주해협 서쪽입구에 출현하는 $11^{\circ}C\~13^{\circ}C$의 저온수도 나타나지 않는다. 그러나 저층 염분은 1995년에 $33.60\%_{\circ}\~34.40\%_{\circ}$이지만 1996년의 경우는 6월부터 표$\cdot$저층 모두 현저하게 염분이 저하하여 전층이 $32.00\%_{\circ}$ 이하의 저염분수가 출현하고 있어 이 해역의 동계의 해황은 년별 변화가 적지만 하계에는 중국대륙연안수의 영향, 즉 양자강수의 년별 유출량 변화에 따라 해황의 년별 변화가 심한 해역이 다. 2. 해안에서 2mile 이내의 제주도 서부 연안역은 하계의 경우 조류에 의한 연직혼합으로 표층 저온수, 국지적인 와, 수온, 염분전선 등이 나타나 비교적 복잡한 해황이 출현하며, 특히 비양도 주변 해역의 저층수는 수심변화와 더불어 수온$\cdot$염분이 변해 10m미만의 천소에서 50m의 심소 사이에는 심한 수온$\cdot$염분전선이 형성되고, 월령리와 금릉리 사이에는 고온$\cdot$저염분수인 외측의 표층수가 연안 가까이까지 침입하므로 이 연안에서 비양도를 잇는 선을 중심으로 수온$\cdot$염분전선이 형성된다. 또, 수심 l0m이하의 연안 천소라 할지 라도 저층수는 표층수보다 수온은 $2^{\circ}C\~4^{\circ}C$ 낮고 염분은 $0.02\%_{\circ}\~0.08\%_{\circ}$정도 높다.