• 한국지구과학회지
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• 제45권3호
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• pp.192-202
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• 2024

해양재분석 자료는 관측 자료를 수치 모델에 동화함으로, 관측 자료의 시공간적인 제약을 극복하고 해양 변수 간의 물리적 상호작용을 고려한 격자화된 고해상도 정보를 제공함으로써 해양순환 및 기후 연구에 광범위하게 사용되고 있다. 이 연구에서는 기존에 생산된 12년간(2011년부터 2022년까지)의 북서태평양 지역해양 재분석 자료를 확장하여 30년간(1993년부터 2022년까지)의 1/24° 수평해상도를 갖는 장기 재분석 자료(K-ORA22E)를 생산하고, 이를 분석하여 한반도 주변해역에서의 장기 해양기후변화를 진단하였다. K-ORA22E 데이터를 통해 한반도 주변 해역의 수온 상승 경향을 분석한 결과, 쿠로시오 확장역에서 쿠로시오의 경로가 지난 30년 동안 1년에 약 6 km 씩 북상하였으며, 쿠로시오 경로의 북쪽에서 수온 상승이 두드러졌다. 한반도 주변 해역 중에서는 동해에서 수온 상승이 가장 뚜렷했다. 특히, 동해에서는 표층보다는 중층에서 수온 상승이 두드러졌으며, 동한난류의 수온 상승률은 전 지구 평균보다 2-3배 높았다. 황해저층냉수가 출현하는 황해 중앙부에서는 장기적으로 수온이 상승하였으나, 한반도 서해안과 남해안에서는 수온이 오히려 감소하는 경향이 나타났다. 이러한 수온의 장기변화의 공간적인 차이는 쿠로시오 해류의 북상에 따른 열수송의 경로와 밀접한 관련이 있을 것으로 보인다. 이 연구에서 구축된 K-ORA22E와 같은 고해상도 지역 해양 재분석 자료는 한반도 주변 해역의 장기 변동성을 이해하고 기후 변화의 영향을 분석하는 데 중요한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• Ocean and Polar Research
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• 제30권1호
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• pp.21-31
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• 2008

Analyzing the results of East Sea Regional Ocean Model using a 3-dimensional variational data assimilation scheme, we investigated spatial and temporal variability of the North Korean Cold Current (NKCC) in the East Sea. The climatological monthly mean transport of the NKCC clearly shows seasonal variation of the NKCC within the range of about 0.35 Sv ($=0^6m^3/s$), which increases from its minimum (about 0.45 Sv) through December-January to March, decreases during March and May, and then increases again to the maximum (about 0.8 Sv) in August-September. The volume transport of the NKCC shows interannual variation of the NKCC with the range of about 1.0 Sv that is larger than seasonal variation. The southward current of the NKCC appears often not only in summer but in winter as well. The width of the NKCC is about 35 km near the Korean coast and its core is located under the East Korea Warm Current. The North Korean Cold Water (NKCW), characterized by low salinity and low temperature, is located both under the Tsushima Warm Water and in the western side of the maximum southward current of the NKCC that means the NKCC advects the NKCW southward along the Korean coast. It is revealed that the intermediate low salinity water, formed off the Vladivostok in winter, flows southward to the south of $37^{\circ}N$ through $2{\sim}3$ paths; one path along the Korean coast, another one along $132^{\circ}E$, and the middle path along $130^{\circ}E$. The path of the intermediate low salinity varies with years. The reanalysis fields suggest that the NKCW is advected through the paths along the Korean coast and along $130^{\circ}E$.

• 대기
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• 제29권2호
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• pp.115-129
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• 2019

Surface winds over the ocean influence not only the climate change through air-sea interactions but the coastal erosion through the changes in wave height and direction. Thus, demands on a reliable projection of future changes in surface winds have been increasing in various fields. For the future projections, climate models have been widely used and, as a priori, their simulations of surface wind are required to be evaluated. In this study, we evaluate the climatological mean surface winds over the Korean Waters simulated by five regional climate models participating in Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment (CORDEX) for East Asia (EA), an international regional climate model inter-comparison project. Compared with the ERA-interim reanalysis data, the CORDEX-EA models, except for HadGEM3-RA, produce stronger wind both in summer and winter. The HadGEM3-RA underestimates the wind speed and inadequately simulate the spatial distribution especially in summer. This summer wind error appears to be coincident with mean sea-level pressure in the North Pacific. For wind direction, all of the CORDEX-EA models simulate the well-known seasonal reversal of surface wind similar to the ERA-interim. Our results suggest that especially in summer, large-scale atmospheric circulation, downscaled by regional models with spectral nudging, significantly affect the regional surface wind on its pattern and strength.

• 한국지구과학회지
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• 제28권5호
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• pp.613-619
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• 2007

Mesoscale low is often observed over the downstream region of the East Sea (or, northwest coast off the Japan Islands) during East-Asia winter monsoon. The low system causes a heavy snowfall at the region. A series of numerical experiments were conducted with the aid of a regional model (MM5 ver. 3.5) to examine the formation mechanism of the mesoscale low. The following results were obtained: 1) A well-developed mesoscale low was simulated by the regional model under real topography, NCEP reanalysis, and OISST; 2) The mesoscale low was simulated under a zonally averaged SST without topography. This implies that the meridional gradient of SST is the main factor in the formation of a mesoscale low; 3) A thermal contrast ($>10^{\circ}C$) of land-sea and topography-induced disturbance served as the second important factor for the formation; 4) Paektu Mountain caused the surface wind to decelerate downstream, which created a more favorable environment for thermodynamic modification than that was found in a flat topography; and 5) The types of cumulus parameterizations did not affect the development of the mesoscale low.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2007년도 Proceedings of ISRS 2007
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• pp.418-421
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• 2007

Using gridded wind-stress products constructed by satellite scatterometers (ERS-1, 2 and QSCAT) data and those by numerical weather prediction(NWP) model(NCEP-reanalysis), we estimate wind-driven transports of the North Pacific subtropical gyre, and compare them in the central portion of the gyre (around 300 N) with geostrophic transports calculated from historical hydrographic data (World Ocean Database 2005). Even if there are some discrepancies between the wind-driven transports by the QSCAT and NCEP products, they are both in good agreement with the geostrophic transports within reasonable errors, except for the regional difference in the eastern part of the zone. The difference in the eastern part is characterized by an anticyclonic deviation of the geostrophic transport resulting from an anti-cyclonic anomalous flow in the surface layer, suggesting that it is related to the Eastern Gyral produced by the thermohaline process associated with the formation of the Eastern Subtropical Mode Water. We also examine the consistency of the Sverdrup transports estimated from these products by comparing them with the transports of the western boundary current, namely the Kuroshio regions, in previous studies. The net southward transport, based on the sum of the Sverdrup transports by QSCAT and NCEP products and the thermohaline transport, agrees well with the net northward transport of the western boundary current, namely the Kuroshio transport. From these results, it is concluded that the Sverdrup balance can hold in the North Pacific subtropical gyre.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권1호
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• pp.57-81
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• 2019

Satellite images can be integrated into a crop model to strengthen the advantages of each technique for crop monitoring and to compensate for weaknesses of each other, which can be systematically applied for monitoring inaccessible croplands. The objective of this study was to outline the productivity of paddy rice based on simulation of the yield of all paddy fields in North Korea, using a grid crop model combined with optical satellite imagery. The grid GRAMI-rice model was used to simulate paddy rice yields for inaccessible North Korea based on the bidirectional reflectance distribution function-adjusted vegetation indices (VIs) and the solar insolation. VIs and solar insolation for the model simulation were obtained from the Geostationary Ocean Color Imager (GOCI) and the Meteorological Imager (MI) sensors of the Communication Ocean and Meteorological Satellite (COMS). Reanalysis data of air temperature were achieved from the Korea Local Analysis and Prediction System (KLAPS). Study results showed that the yields of paddy rice were reproduced with a statistically significant range of accuracy. The regional characteristics of crops for all of the sites in North Korea were successfully defined into four clusters through a spatial analysis using the K-means clustering approach. The current study has demonstrated the potential effectiveness of characterization of crop productivity based on incorporation of a crop model with satellite images, which is a proven consistent technique for monitoring of crop productivity in inaccessible regions.

• 한국지구과학회지
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• 제40권6호
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• pp.584-598
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• 2019

본 연구에서는 지역 기상-해양 접합모델을 이용하여 2018년 8월 28일부터 30일까지 한반도 서울-경기지역에 내린 강수에 대해 대기-해양 상호작용의 효과를 분석하였다. 지역 기상-해양 접합모델에서 기상모델은 WRF (Weather Research Forecasts)가 사용되었으며, 해양모델은 ROMS (Regional Oceanic Modeling System)가 사용되었다. 단일 기상 모델은 WRF모델만 이용되었으며, ECMWF Re-Analysis Interim 의 해수면온도자료가 바닥경계자료로 사용되었다. 관측자료와 비교하여, 대기-해양 상호작용의 효과가 고려된 접합모델은 서울-경기지역의 강수 및 황해 해수면온도에 대해 공간상관계수가 각각 0.6과 0.84로 이는 지역 기상모델보다 높게 나타났다. 또한, 평균편향오차(MBE, Mean Bias Error)은 각각 -2.32와 -0.62로 지역 기상모델 보다 낮은 오차율을 보였다. 상당온위와 해수면온도 및 역학적 수렴장으로 분석한 대기-해양 상호작용의 효과는 황해 해수면온도의 변화를 유도하였고, 그 변화는 하층대기에서 열적 불안정과 운동학적 수렴대의 차이를 발생시켰다. 열적 불안정과 수렴대는 결과적으로 서울-경기 지역에서 상승운동을 유도하였고, 결과적으로 기상-해양 접합모델에서 모의된 강수가 관측과 더 유사한 공간분포를 나타냈다. 그러나 복잡한 관계에 있는 대기-해양 상호작용의 효과를 더 명확히 파악하기 위해서는 다양한 사례연구와 장기적인 분석이 필요하지만, 본 연구는 기상-해양 상호작용이 강수 예보에 중요성에 대한 또 다른 증거를 제시한다.

• Ocean and Polar Research
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• 제25권4호
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• pp.503-518
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• 2003

This study examines the relationship among temperature, wind, and sea level pressure to understand recent warming in the vicinity of the Antarctic Peninsula. To do this, the surface air temperature, NCEP/NCAR reanalysis wind data and sea level pressure data for the period of 40 years are analyzed. The 40-year surface air temperature data in the Antarctic Peninsula reveals relatively the larger warming trends for autumn and winter than other seasons. The variability of the surface air temperature in this region is compared with that of the regional atmospheric circulation. The surface air temperature is positively correlated with frequency of northwesterlies and negatively correlated with frequency of southeasterlies. This relation is more evident in the northern tip of the Antarctic Peninsula for autumn and winter. The trend analysis of wind frequency in the study area shows increasing and decreasing trends in the frequency of northwesterlies and southeasterlies, respectively, in the northwestern part of the Weddell Sea for autumn and winter. And also it is found that these winds are closely related with decreasing of sea level pressure in the southeastern region of the Antarctic Peninsula. Furthermore from the seasonal variation of sea level pressure in this area, it may be presumed that decreasing of sea level pressure in the southeastern region of the Antarctic Peninsula is related with warming in the vicinity of the Antarctic Peninsula for autumn and winter. Therefore it can be explained that recent warming in the vicinity of the Antarctic Peninsula is caused by positive feedback mechanism, that is, the process that warming in the vicinity of the Antarctic Peninsula can lead to the decrease of sea level pressure in the southeastern region of the Antarctic Peninsula and these pressure decrease in turn lead to the variation of wind direction in northwestern part of Weddell Sea, again the variation of wind direction enhances the warming in the Antarctic Peninsula.

• 한국지리정보학회지
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• 제23권3호
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• pp.263-274
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• 2020

한국 남동해역은 매년 하계에 집중적으로 냉수대가 형성되어 빈번한 이상해황이 발생한다. 본 연구에서는 이 해역에서 발생하는 표층수온 분포의 공간 변화를 분석하기 위해 2018년 6월에서 9월까지 고리와 정자 부이에서 관측한 해양현장 수온 데이터와 GHRSST Level 4 재분석 해수면 온도(sea surface temperature: SST) 자료를 이용하였다. 부이 자료는 두 지점의 시계열적 수온 변동 분석에, GHRSST 자료는 연구해역 전반에 걸친 일별 SST의 분산과 가중공간중심(weighted mean center: WMC)을 계산하는데 이용하였다. 부이의 수온이 낮아지면 연구해역 SST의 분산이 증가하는 경향을 보였으나, 전 기간 일치하게 나타나지는 않았다. 이는 GHRSST가 재분석 자료로 연안의 민감한 수온변화를 반영하지 못하기 때문이다. 이와 같이 전 해역의 SST 변화를 대표하는 통계적 분산만으로는 연안의 국지적인 소규모의 수온변화를 파악하거나, 냉수대 발생해역의 위치 및 범위를 탐지하기에는 한계가 있다. 따라서 차가운 수괴가 발생하는 공간적인 위치를 정량적으로 파악하기 위해 WMC를 활용하여 분석한 결과 냉수대가 발생했을 때, WMC가 연구해역의 공간중심(mean center: MC)으로부터 북서 해역 쪽에 위치하였다. 이는 SST의 WMC 위치 정보를 통해 차가운 표층수온의 분포가 어디에서 어느 정도 나타나는지를 정량적으로 파악할 수 있음을 의미하며, 향후 냉수대 규모 및 지역 확산 범위 탐지에 WMC의 활용 가능성을 알 수 있었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제12권3호
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• pp.183-196
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• 2010

아시아 주요 곡물 생산지의 경제 성장과 지표 이용 변화에 따른 인간 활동의 증가는 아시아 몬순의 경향을 변화 시켰다. 본 연구에서는 지표-해양 대비, 하층제트 기류(LLJ), 티벳 고층 및 상층 편동풍 제트 기류를 포함한 인도 여름 몬순의 중요한 구성 요소를 모사하여 지역기후 모형 (RegCM3)의 성능을 평가하였다. 3년(1994: 다우 해, 2002: 평균 해, 2002: 가뭄 해)의 비교 자료를 선택하여 RegCM3은 매년 4월 1일부터 10월 1일까지 60 km의 해상도로 적분하였다. 순환과 강수 모사 결과는 NCEP/NCAR 재해석 자료와 Global Precipitation Climatology Centre(GPCC)의 관측 자료로 검증하였다. RegCM3 모형 모사의 중요 결과는 다음과 같다. (a) LLJ 는 다소 강하였으며 아라비아해에서 다우 해에 두 개로 분할되었으나, 평균 및 가뭄 해에서는 분할되지 않았다. (b) 단일의 대형 고기압이 다우 해에 존재하였으나, 가뭄 해에는 약하고 두 개의 고기압대로 분할되었다. (c) 강수의 공간분포 모사는 대부분 인도 지역에서 GPCC의 관측 강수량과 유사하였다. (d) NIMBUS-7 SMMR 적설 자료를 이용한 민감도 실험에서 북동 및 남부 인도 반도 지역에서 주로 강수량의 감소가 나타났으며, 티벳 지역에서는 4월 적설량이 0.1m 감소하는 것으로 나타났다.