• 한국지구과학회지
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• 제39권5호
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• pp.436-457
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• 2018

본 연구에서는 3차원 순환 모델인 MOHID (MOdelo $HIDrodin{\hat{a}}mico$) 모델을 적용하여 한반도를 포함한 동아시아 해역의 2016년 해황 변동을 재현하였다. 재현 결과는 객관 분석장(EN4, ARMOR3D, AVISO, SIO 자료)과 현장 관측 자료(정선 해양 자료, 부이 자료)를 사용하여 검증하였다. 검증 결과 MOHID로 재현된 수온, 해면 고도 편차, 표층 유속 및 혼합 층 깊이 등의 전반적인 해황 구조가 동아시아 해역의 객관 분석 자료들과 유사하게 나타났다. 특히 연안의 부이 자료와 비교하였을 때, 표층 수온 및 해면 고도 편차의 상관 계수는 모두 0.8 이상이며, 표준화된 표준편차는 0.85-1.15의 값을 보였다. 그러나 여름철 동해의 수온 약층의 구조 및 황해와 남해의 강한 성층 현상 재현에 관한 추가적인 개선이 필요할 것으로 분석되었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제14권4호
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• pp.205-212
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• 2009

부착미세조류에 의한 생물적 환경정화의 가능성을 시험하기 위해서 Nitzschia sp.(진해만 클론원종)을 이용하여, 생장에 미치는 광도 및 파장의 영향과 인산염 생장 동력학 실험을 수행하였다. 파장은 발광다이오드를 이용하여 청색(450 nm), 황색(590 nm), 적색(650 nm)그리고 형광등을 이용한 복수파장이었다. 청색파장에서 Nitzschia sp.의 생장은 다른 파장보다 높았으나, $100\;{\mu}mol$ photons $m^{-2}\;s^{-1}$ 이상의 광량에서는 광저해현상을 보였다. 복수파장에서도 높은 광량($100\;{\mu}mol$ photons $m^{-2}\;s^{-1}$이상)에서 최대세포밀도가 감소하는 현상이 나타났다. 진해만에서 복수파장의 보상광량($I_0$)에 해당하는 수심은 4-10 m이며, 부유물질에 따라 하계에는 수심(약 4m)이 극히 낮았다. 따라서 최대생장을 보일 수 있는 수심은 제한될 것으로 보인다. 생장동력학 실험에 따라 유도된 파장별 최대생장속도는 달랐지만, 반포화상수($K_s$)는 큰 차이가 없었다. $K_s$는 다른 부유성 미세조류와 비교하여 높아, 높은 인산염 환경에 적응되어 있으며, 세포내 인의 축척효율이 높을 것으로 보인다. 따라서 저층에 특정파장(생장 촉진효과를 보인 청색파장 등)을 주사함으로써 Nitzschia sp.의 생장을 촉진시켜 부영양화 된 저질의 영양염을 효과적으로 제거할 수 있을 것으로 보이며, 이에 따라 빈산소 문제도 해소할 수 있어 생물적 환경정화에 유용한 대상 종으로 생각된다.

• Ocean and Polar Research
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• 제35권2호
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• pp.157-170
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• 2013

We investigated the seasonal succession of phytoplankton assemblages in the eastern part of the South Sea of Korea in relation to surface water masses. The study areas are under the direct influence of the Tsushima Warm Current (TCW) throughout the whole year, with its strength known to be seasonally variable. The region is also influenced by coastal waters (CW) driven from the South Sea of Korea and East China Sea, particularly in summer, as indicated by low salinity in the surface water. Nutrient property of the TCW can reveals whether the origin of the TCW is the nutrient-rich Kuroshio Current or the oligotropic Taiwan Warm Current. Surface chlorophyll-a (Chl-a) concentrations displayed a large seasonal variation for all stations, with high values found in spring and autumn and low values in summer and winter. At station M (offshore) and P (intermediate location between M and R), Chl-a concentrations in October were higher than those in March, when spring bloom normally occurs. This may be related to deeper mixed layer depths in October. Diatoms dominated under conditions of high nutrient supply in which Chaetoceros spp. and Skeletonema costatum-like spp. were abundant. S. costatum-like spp. dominated at stations R (onshore station) and P in December when there was greater nutrient supply, especially of phosphate. Flagellates and dinoflagellates dominated at all three stations after diatoms blooms. Dominant species were Scrippsiella trochoid in April and Ceratium furca in October at station R, and Gyrodinium spp. and Gymnodinium spp. at station M during summer, when the effect of the oligotropic Taiwan Warm Current and the oligotropic coastal water from East China Sea were strong. Redundancy analysis showed clear seasonal successions in the phytoplankton community and environmental conditions, in which both principal components 1 and 2 accounted for 69.6% of total variance. Our results suggested that environmental conditions seemed to be determined by the origin of the TCW and the relative seasonal strength of the water masses of the TCW and CW, which may affect phytoplankton growth and compositions in the study area.

• Ocean and Polar Research
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• 제32권4호
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• pp.449-462
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• 2010

Ongoing port baseline surveys are essential for developing ballast water management procedures in order to control unwanted or potentially risky species. Seasonal distributional patterns of marine dinoflagellate Noctiluca scintillans internationally recognized as harmful species and the related environmental factors were surveyed at Incheon, Gwangyang and Ulsan seaports in Korea from 2007 to 2009. The above three seaports were chosen because of their status as the busiest in Korea and characterized by their different bioregions. Average temperature ranged from $2.08^{\circ}C$ in winter to $26.39^{\circ}C$ in summer at Incheon, $7.22^{\circ}C$ in winter to $25.77^{\circ}C$ in summer at Gwangyang, and $11.59^{\circ}C$ in winter to $21.67^{\circ}C$ in summer at Ulsan during the study period. Average salinity varied from 26.88 in winter to 31.25 in summer at Incheon, 22.83 in winter to 33.41 in summer at Gwangyang, and 30.04 in winter to 33.90 in summer at Ulsan. Noctiluca scintillans appeared consistently at all ports during the study period, indicating its eurythermal and euryhaline nature. The highest abundances (21,813 to 41,753 $inds{\cdot}m^{-3}$) of N. scintillans were observed in May 2008 and 2009 at the outer stations of Incheon port. Abundances of between 10,000 and 30,000 $inds{\cdot}m^{-3}$ were only observed at the innermost station of Ulsan in May, while abundances of between 10,000 and 40,000 $inds{\cdot}m^{-3}$ were frequently observed throughout all stations at Gwangyang during the study period, coinciding with consistently high concentration of chlorophyll-a (hereafter chl-a) ($4.32-8.24\;{\mu}g\;l^{-1}$) compared to other ports. Spatio-temporal variation of chl-a concentration was not significantly correlated with abundances of N. scintillans (p>0.01). However, relatively high chl-a concentrations were consistently recorded along with high abundances of N. scintillans throughout all stations at Gwangyang compared to other ports. Abundances of N. scintillans observed at the three surveyed ports did not significantly (p>0.01) affect the concentration of dissolved oxygen in the surface mixed layer, indicating that the species abundances were not enough to cause reduction of dissolved oxygen during the study period. Presented results indicated that the Gwangyang seaport may provide the most suitable environment for a wide range of N. scintillans blooming compared to other ports.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권3호
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• pp.375-388
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• 2019

지구의 탄소순환을 이해하고 미래 대기 $CO_2$의 농도와 기후 변화를 예측하기 위해서는 해양과 대기 사이 $CO_2$ 교환율(sea-to-air $CO_2$ flux)의 시공간 변화를 정확하게 추정하는 것이 필요하다. 연구선을 이용한 현장 관측이 갖고 있는 시공간 제약으로 인해 동해에는 매우 제한적인 표층 이산화탄소분압($fCO_2$) 자료만 존재한다. 이 연구에서는 위성 및 수치모형에서 얻은 수온, 염분, 엽록소, 혼합층 자료를 세 종류의 기계학습 모형에 입력하여 동해 남서부해역의 고해상도 표층 $fCO_2$ 시계열 자료를 산출하였다. 세 모형 중 현장 관측 자료를 가장 잘 재현하는 Random Forest (RF) 모형의 평균제곱근오차는 $7.1{\mu}atm$이었다. RF 모형을 이용한 $fCO_2$ 예측에 중요한 역할을 하는 변수는 수온, 염분과 시간 정보였으며, 엽록소와 혼합층 깊이는 $fCO_2$ 예측에 미미한 역할을 하였다. RF 모형에서 예측한 표층 $fCO_2$를 이용하여 계산한 동해 남서부해역의 $CO_2$ 교환율은 $-0.76{\pm}1.15mol\;m^{-2}yr^{-1}$로 이전 현장 관측 연구에서 제시한 교환율( $-0.66{\sim}-2.47mol\;m^{-2}yr^{-1}$) 범위 중 작은 값에 해당한다. RF 모형의 표층 $fCO_2$ 시계열 자료는 1주일 내외의 짧은 시간 사이에도 $CO_2$ 교환율이 상당히 변할 수 있음을 보여주었다. 앞으로 보다 정확한 $CO_2$ 교환율 산출을 위해서는 $fCO_2$가 급격하게 변화하는 봄철에 높은 해상도의 현장 관측을 수행할 필요가 있다.

• 한국수산과학회지
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• 제35권1호
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• pp.77-85
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• 2002

한국 남해의 대마난류 변동에 따른 멸치 초기 생활기 분포와 해황과의 관계를 7월과 8월 (하계) 한국 남해 연안 및 대마난류 횡단 관측을 통해 조사하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 7월 말$\~$8월 초 한국 남해의 표층은 수온 $20\~23^{\circ}C$ 이하, 염분 33.0 이상의 남해 연안수와 수온 $21\~25^{\circ}$, 염분 32.0$\~$32.5의 중간수 (대마난류계수) 그리고 수온 $26^{\circ}$ 이상, 염분 31.5 이하의 대마난류수가 분포하였다. 해역별로 연안수는 거문도와 소리도 주변,욕지도$\~$거제도 남서연안에 분포하고 대마난류수는 제주도 북동 일부해역과 외해역에 분포했다. 대마난류계수는 연안수와 대마난류수사이에 존재하고 거문도$\~$소리도, 소리도$\~$욕지도에서 warm streamer 형태로 연안 유입되었다. 수온, 염분의 수평경도가 큰 해역은 청산도$\~$거문도, 거제도 남서해역 주변이었다. 2) 위성자료에 나타난 표면 수온 수평경도가 가장 큰 해역은 청산도와 거제도 남서 해역 주변이었다. 표면 수온의 일 변화에서 거문도$\~$소리도, 소리도$\~$욕지도 해역에서 난수 유입이 일어났다. 표층류는 고흥반도 남쪽$\~$소리도가 북서 방향, 소리도$\~$욕지도는 북동-북서 방향으로 수송되어 수온, 염분 분포에 나타난 표층 warm streamer의 연안 유입 형태와 일치하였다. 연안수나 외해의 대마난류수는 북동$\~$동으로 수송되었다 (Fig. 13) .3) 클로로필 (기초생산력)은 연안수역이 2.0$\mu$g/h 이상으로 높고 외해는 0.5$\mu$g/h 이하로 낮았다. 클로로필 농도 분포는 수온, 염분 분포와 거의 유사하였다. 농도가 가장 큰 해역은 수온, 염분의 수평경도가 가장 큰 거제도 남서해역으로 8.0$\mu$g/h이었다. 4) 멸치 난과 자 $\cdot$ 치어는 연안수와 대마난류계수간 전선이 형성되는 거문도와 욕지도, 거제도 남서해역 주변에 많이 분포하였다. 이들 해역은 하계 기초 생산력이 타 해역에 비해 크고 남쪽에서 반 시계 방향으로 연안을 향해 유입하는 warm streamer가 존재하는 해역이었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제5권4호
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• pp.285-294
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• 2000

낙동강 하구역 해저퇴적물중 중금속 함량의 수평적, 수직적 분포와 오염의 진행과정을 알아보기 위하여, 1999년 5월과 9월에 표층 및 주상시료를 채취하였다. 유기물은 갑문의 안쪽에서 가장 높게 나타났으며 , 미량금속인 Zn, Cu, Pb는 낙동강의 상류로 갈수록 많은 양이 농축되어 있다. 또한, 상류의 많은 공단에서 유입되는 폐수의 영향 때문에 국지적으로 중금속의 농축현상이 일어나고 있다. 퇴적물의 깊이별로 $^{210}$Pb$_{ex}$를 측정하여 퇴적속도를 추정한 결과, 낙동강 하류의 갑문안쪽 정점(정점 1)의 퇴적속도는 0.34cm/yr이며, 갑문 바깥쪽의 장림 앞(정점 4)에서는 0.25cm/yr로 나타났다. 정점 1에서는 퇴적물 혼합층(sediment mixing layer)이 존재하지 않는 것으로 나타났으며, 정점 4는 퇴적층 상부 약 3.5cm까지 퇴적물이 혼합되어 있었다. 주상퇴적물 시료에서 오염의 진행과정을 살펴보면, 정점 1에서 많은 부분이 유기물에 포함되어 있는 Cu는 1920년대부터 점차 퇴적층에 농축되기 시작하여 1970년 이후에는 급격하게 증가했으며, 1990년대 이후 점차 감소하는 경향을 보이고 있다. Zn은 1960년대 중반부터 증가하기 시작하여 1990년대부터는 오히려 감소하고 있다 Pb는 1970년대부터 지속적으로 증가하는 양상을 보이고 있다. 정점 4에서 인간에 의한 오염기원인 중금속중 Cu, Zn이 최상부 퇴적층에 급격히 농축되어 있는 것으로 나타났다 특히 Cu는 1950년대 중반(약 11 cin) 이후 부터 현저하게 증가하는 현상을 보인다. 낙동강 하구둑이 설치된 1987년을 기점으로 살펴보면, 정점 1에서 갑문 설치 후 중금속의 농도가 수직적으로 급격하게 증가된 것으로 나타난다. 기준으로 해수면자료를 비교하는 것이 바람직하다.부분의 정점에서 표층 0${\sim}$0.25 cm에서 가장 높은 서식밀도를, 표층 0${\sim}$1 cm에 약 60%전후의 개체수가 밀집되어 있음을 나타내었다. 중형저서생물의 위도에 따른 분포양상은 북위 5도에서의 표층수 수렴과 북위 8도에서의 표층수 발산으로 인한 수층의 일차생산력 변화와 관련이 있는 것으로 나타났다.}$10$^{10}$ ton yr$^{-1}$ Sv$^{-1}$)에 비해서는 2/3 수준으로 높다. 결론적으로 풍부한 화학물질들을 함유한 제주해류는 남해 및 동해의 생지화학적 과정들에 있어 상당히 중요함을 시사한다.다. 수조 상층수 중 Cu, Cd, As 농도는 모든 FW, SW수조에서 시간이 지남에 따라 일관성 있게 감소하였고, 제거속도는 Cu가 다른 원소에 비해 빨랐다. 제거속도는 FW 3개 수조 중 FW5&6에서 세 원소 모두 가장 느렸고, SW 3개 수조 중에서는 SW1&2에서 가장 빨랐다. SW와 FW간 제거속도 차이는 세 원소 모두 명확치 않았다 Cr은 FW에서 전반적으로 감소하는 경향을 보였지만 SW에서는 실험 초기에 감소하다 24시간 이후에는 증가 후 일정한 양상을 보였다. Pb은 FW에서 전반적으로 감소했지만 SW에서는 초기에 급격히 증가 후 다시 급격히 감소하는 양상을 보였다 Pb 또한 Cu, Cd, As와 마찬가지로 SW1&2에서 제거속도가 가장 빠르게 나타났다. FW 상층수 중 Hg는 시간에 따라 급격히 감소했고, 제거속도는 Fw5&6에서 가장 느렸다. 이러한 결과에 근거할 때 벼가 자라고 있고 이분해성 유기물이 풍부한 FW1&2, FW3&4 토양과 상층수에서는 유기물의 분해

• 한국수산과학회지
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• 제24권3호
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• pp.177-184
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• 1991

여름철 한국 남해 50m 이심층에 나타나는 각종 수괴들의 물리$\cdot$화학적 특성과 이들 수괴의 분포에 대해 연구하였다. 그 결과를 요약하면, 제주도를 중심으로 북서쪽해역 중$\cdot$저층에는 비교적 영양염이 풍부하고, 수온 $12^{\circ}C$ 이하의 총해저층냉수계의 해수가 넓게 분포하고 있다. 또한, 남동쪽 해역에서는 수온 $16^{\circ}C$ 이상이고, 염분 $34.0{\%_{\circ}$ 이상인 대마난류수가 50m 수층에서 제주도 연안 약 15km까지 나타난다. 그러나, 남서쪽 외해역에서는 $13^{\circ}C$ 이하의 황해저층냉수 기원의 해수가 분포하고 있으나, 북서쪽 해역에 비해 그 면적도 좁고, 질산염 농도도 현저히 낮다. 이처럼 질산염 농도가 낮은 이유는 남서쪽 외해역까지 남하한 황해저층냉수가 북상하는 대마난류수와 마주치면서 질산염이 거의 고갈된 표층의 해수와 수직혼합이 잘 이루어졌기 때문이라고 판단된다. 한편, 제주도 남쪽해역에서 수층별 수온의 수평분포로부터 황해저층냉수와 대마난류수의 주류는 각각 50m 수층과 그 상부수층으로 유입되는 반면, 수온이 $13-15^{\circ}C^로서 위 두 수괴의 혼합수인 황해난류수는 주로 75m 이심층에서 보다 넓게 분포하고, 제주도 연안해역에서는 50m 수층에도 황해난류수가 존재함을 알 수 있다. 즉, 이들 각 수괴의 분포는 해역별 또는 수심에 따라 다르며, 각 수괴의 영양염 농도는 수층별 해수 체류시간의 차이보다는 물리적 혼합의 세기에 의해 결정되는 것 같다. 그리고, $\Delta Si/\Delta P$비로 볼 때 남쪽해역 중$\cdot$저층에 존재하는 해수는 동해 표$\cdot$중층수 보다 훨씬 젊다고 생각된다.

• 한국수산과학회지
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• 제24권3호
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• pp.185-192
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• 1991

동해 중부 극전선역에 있어서 동계와 하계에 각종 수괴의 수직분포특성과 이 수괴들의 화학적성 질에 대해 연구하였다. 동계의 경우, 수온약층은 북쪽 바깥 정점들이 남쪽 연안 정점들에 비해 더 깊은 수층에 존재하고, 이 약층의 상부에는 대마난류수가, 하부수층에는 동해고유수가 분포하고 있다. 그러나, 하계에는 수직적으로 대마난류 표층수, 중층수, 북한한류수 및 동해고유수가 분포하고, 동해고유수는 동계보다 다소 상부수층에 존재한다. 하계에 T-S diagram으로는 북한한류수 계통의 수괴, 대마난류 중층수 및 동해고유수의 혼합수를 구분할 수 없었으나, $T-O_2$ diagram으로는 구분이 가능했다. 한편, 동계 수온과 AOU는 좋은 역의 직선 관계를 보이며, AOU의 수직분포는 생물$\cdot$화학적과정보다는 주로 물리적 혼합과정에 의해 결정됨을 시사한다. 하계에는 대마난류 표층수에서 AOU값이 가장 낮고, 동해고유수에서 가장 높으며, 북한한류수 및 대마난류 중층수의 AOU값은 위 두수괴 사이의 값을 보인다. 그러나, 북한한류수괴의 해수는 대마난류 중층수보다 용존산소 농도가 약 1-2ml/l 높은데도, 이 두수괴의 생물$\cdot$화학적 산소요구량(AOU)은 비슷하였다. 일반외양수의 경우와 같이, 인산소은 AOU와 정의 직선관계이지만, 그 기울기 $(\Delta P/\Delta AOU)$ 값은 외양역의 $1/3\mu g-at/ml$ 보다 다소 작으며, 이는 표충수중 용존산소가 아래충으로 분자확산되어 AOU값이 낮아지기 매문이라고 생각된다. 특히, 하계 100m 이심충에서는 그 비값이 $l/2.0 \mu g-at/ml$ 으로 훨씬 낮으며, 그 이유는 비교적 낮은 AOU값을 보이는 북한한류계통의 해수가 중층(100-200m)에 나타나기 때문이다. 한편, 질산염과 인산소은 동$\cdot$ 하계 모두 전 정점에 대해 상관 계수 r=0.93 이상으로 좋은 정의 직선관계를 보인다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권5호
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• pp.536-555
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• 2021

해상풍은 해양의 표층 해류 및 순환, 혼합층, 열속의 변화를 주도하며 해양-대기 상호작용을 이해할 수 있는 중요한 변수이다. 인공위성의 발달에 따라 산란계 관측 자료를 기반으로 산출한 해상풍은 여러 목적으로 광범위하게 사용되어 왔다. 한반도 연안과 같은 복잡한 해양 환경에서 산란계 관측 해상풍은 해양 및 대기 현상 이해에 중요한 요소이다. 따라서 위성 해상풍의 정확도 검증 결과가 다양한 활용을 위하여 중요하게 활용될 수 있다. 본 연구에서는 대표적인 산란계인 MetOp-A/B (METeorological OPerational satellite-A/B)에 탑재된 ASCAT (Advanced SCATterometer) 해상풍 자료를 한반도 주변의 16개 지점에서 2020년 1월부터 12월까지 실측된 해양기상부이 해상풍 자료와 비교하여 해상풍의 정확도를 검증하였다. 해수면으로부터 4-5 m 고도에서 관측된 부이 바람은 LKB (Liu-Katsaros-Businger) 모델을 활용하여 10 m의 중립 바람으로 변환하였다. 일치점 생산 과정 결과 MetOp-A와 MetOp-B에 대하여 5,544개와 10,051개의 일치점을 만들었다. 각 위성 해상풍 풍속의 평균제곱근오차는 1.36 m s^-1와 1.28 m s^-1, 편차는 0.44 m s^-1와 0.65 m s^-1로 나타났다. 산란계의 풍향은 MetOp-A와 MetOp-B에서 각각 -8.03°와 -6.97°의 음의 편차와 32.46°와 36.06°의 평균제곱근오차를 보였다. 이러한 오차들은 해양-대기 경계층 내의 성층과 역학과 관련된 것으로 추정된다. 한반도 주변 해역에서 산란계 해상풍은 특히 풍속이 약한 구간에서 실측 풍속보다 과대추정되었다. 또한 연안으로부터의 거리가 가까워질수록 오차가 증폭되는 특성이 나타났다. 본 연구 결과는 산란계 해상풍 자료를 이용하는 해양-대기 상호작용 및 태풍 연구와 같은 한반도 연안 해역의 예측 모델 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.