해양환경안전학회지 Vol.26 No.1 (p.65-74)

|Research Paper|
당동만의 빈산소 발생 예측

The Prediction of Hypoxia Occurrence in Dangdong Bay
키워드 :
빈산소,로지스틱 회귀모델,용존산소,밀도,수온,염분,Hypoxia,Logistic regression model,Dissolved oxygen,Density,Water temperature,Salinity

목차

요 약
Abstract
1. 서 론
2. 재료 및 방법
   2.1 기초자료 수집
   2.2 성층발생의 물리환경적 특성 분석
   2.3 빈산소 발생 규명을 위한 상관분석
   2.4 지점별 관측자료를 이용한 빈산소 발생 확률예측 방법
3. 결과 및 고찰
   3.1 성층발생 요인의 물리환경적 특성
   3.2 빈산소 발생 규명을 위한 상관분석
4. 결 론
References

초록

본 연구에서는 당동만을 중심으로 빈산소가 발생하는 물리적 해양환경 특성을 파악하고, 로지스틱 회귀분석을 이용해 빈 산소 발생확률을 예측하였다. 관측 자료를 분석한 결과, 브런트-바이살라 주파수는 수심이 깊은 만 입구보다 수심이 얕은 만 내측에서 더 크게 나타났다. 이는 당동만 내측에서 담수 유입으로 인해 표층 염분이 낮아져 강한 밀도 성층이 형성되었기 때문이다. 시간적으로 는 6월 ~ 9월까지 리차드슨 수와 브런트 바이살라 주파수가 매우 높게 나타났고, 9월 2일 이후로는 성층이 완화되어 감소하는 경향을 보였다. 당동만에서 관측된 용존산소 및 수온, 염분 자료를 분석한 결과, 저층의 용존산소 농도는 공통적으로 표층과 저층의 수온차에 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 한편, 수심차(dz)를 고정된 변수로 두고, 수온차(dt)의 변화에 의한 빈산소의 발생 확률의 변화 를 계산한 결과, 수심차(dz)가 각각 5 m, 10 m, 15 m, 20 m일 경우, 수온차(dt)는 8℃, 7℃, 5℃, 3℃일 때 빈산소 발생확률이 70 %를 상회 하는 것으로 나타났다. 이는 당동만에서 수심차(dz)가 커질수록 빈산소 발생에 필요한 수온차(dt)는 작아지게 된다는 것을 뜻하며, 특 히 당동만에서 수심차(dz)가 20 m 내외인 지역은 빈산소가 발생하기 매우 쉬운 환경이라는 것을 알 수 있었다.
The purpose of this study was to investigate the physical characteristics of marine environment, and to predict the probability of the occurrence of hypoxia in the Dangdong bay. We predicted hypoxia using the logistic regression model analysis by observing the water temperature, salinity, and dissolved oxygen concentration. The analysis showed that the Brunt–Väisälä frequency which was shallow than the deep bay entrance, was higher inside the bay due to a lesser amount of fresh water inflow from the inner side of the bay, and density stratification was formed. The Richardson number, and Brunt–Väisälä frequency were very high occasionally from June to September; however, after September 2, the stratification had a tendency to decrease. Analysis of dissolved oxygen, water temperature, and salinity data observed in Dangdong bay showed that the dissolved oxygen concentration in the bottom layer was mostly affected by the temperature difference (dt) between the surface layer and bottom layer. Meanwhile, when the depth difference (dz) was set as a fixed variable, the probability of the occurrence of hypoxia varied with respect to the difference in water temperature. The depth difference (dz) was calculated to be 5 m, 10 m, 15 m, 20 m, and the difference in water temperature (dt) was found to be greater than 70 % at 8℃, 7℃, 5℃, and 3℃. This indicated that the larger the difference in depth in the bay, the smaller is the temperature difference required for the generation of hypoxia. In particular, the place in the bay, where the water depth difference was approximately 20 m, was found to generate hypoxia.