엘니뇨현상과 관련된 해양 아표층 변동성을 조사하기 위해 1980년부터 2004년까지의 적도 해역의 20도 등온선 깊이(Z20)와 난수질량(WWV) 자료를 분석하였다. 주성분 분석, 합성 분석 및 교차상관 분석 결과, 아표층 시계열 자료는 Nino3.4 SST와 유의미한 시간 지연을 가지고 강한 상관성을 보였다. 이 결과는 아표층 해양 변수가 엘니뇨현상에 유용한 예측 인자임을 시사한다. 분석된 결과를 근거로 1996년부터 2004년까지 Nino3.4 SST를 예측하기 위해 신경망 예측 모델을 구성하였다. 해상풍을 입력 자료로 사용하였을 경우 보다 WWV를 적용하였을 때 3개월 이하의 단기 예측을 제외하고 모든 예측 시간에서 더 우수한 예측력을 보였으며, 5-8개월의 예측에 있어서는 기존의 여러 통계 모델 결과보다 예측 성능이 우수함을 확인하였다.

대표적인 엘니뇨 지수인 태평양 Nino 해역의 표층 수온을 예측하기 위해 비선형 통계모델 중의 하나인 신경망 기법을 적용하였다. 신경망 모델 학습 과정의 입력 자료로 1951년부터 1993년까지의 태평양 해역(120˚ E, 20˚ S-20˚ N) NCEP/NCAR의 재분석 표층 수온 편차의 경험적 직교함수 7개 주모드를 사용하였고, 그 중 1994년부터 2003년까지의 10년 결과를 분석하였다. 모든 해역에서의 9개월까지의 신경망 모델의 예측력은 비교적 우수하였으며, 특히 1997년과 1998년의 강한 엘니뇨의 발달 및 소멸도 잘 예측함을 확인할 수 있었다. 해역별로는 Nino3 지역의 예측성능이 가장 높았으며, 9개월 이후부터는 그 예측력이 급격히 감소하였다. 한편 지역적인 영향이 커 예측력이 낮은 동태평양 연안의 Nino1+2 지역은 9개월 이후에도 예측력의 감소가 관찰되지 않았다.

경기도 이천에서 2002년 7월부터 12까지 총 6개월 동안 측정된 지자기 3성분 자료를 이용하여 일별 각 성분의 스펙트럼, 지자기 전달함수의 크기, 위상, 오차 등을 계산하였다. 지자기 스펙트럼은 관측기간 동안 태양활동에 의한 무작위적 강약이 반복되는 형태를 보여주었고, 유의미한 시간적 변동은 존대하지 않았다. 지자기 전달함수의 크기, 위상, 오차의 경우, 주기 100초 이하와 주기 1000초 이상에서 부분적으로 무작위적인 경향을 확인할 수 있었으나, 시간에 따른 증감추세 없이 대체로 안정적인 값을 보였다. 이와 더불어, 전기장의 P1 0 소스(zonal harmonics) 가정을 통하여 시간에 따른 근사적인 겉보기 전기비저항의 변동을 조사하였는데, 근사된 전기비저항의 변화는 지각의 자체적인 물성 변화보다는 수평 자기장 성분의 시간적 강약에 지배적임을 확인할 수 있었다.

해일지진 및 해일유발지진의 특성을 기존의 연구결과인 규모, 모멘트, 에너지 그리고 단층의 길이 등의 자료를 이용하여 응력강하량 및 지체구조 관점에서 분석을 하였다. 해일지진(Tsunami Earthquake)은 일반 지진이나 해일유발지진(Tsunamigenic Earthquake)보다는 약 10bar 정도의 매우 낮은 응력강하량을 가지며 에너지/모멘트 비가 매우 작으며 주로 해구의 매우 낮은 경사의 스러스트 단층에서 발생하는 것으로 분석이 된다. 한편 동해에서 해일을 유발한 지진들은 약30∼50bar의 응력강하량로서 에너지/모멘트비가 세계평균과 비슷한 스러스트 단층에서 발생하는 것으로 유추된다. 따라서 응력강하, 에너지/모멘트 비, 그리고 스러스트 단층의 경사각은 지진해일 발생특성을 나타내는 인자로 대표될 수 있다.

기존의 연구에서 제안된 한반도내의 전도성 구조를 정량적으로 해석하기 위해 전도성 구조를 고려한 3차원 지자기 모델링을 수행하였다. 모델링 결과는 관측 유도 지시자를 잘 설명하며, 모델에서 설정된 임진강 벨트와 옥천대의 전도도 구조에 대한 가정이 유의미함을 보여주고 있다. 한반도의 서중부 관측점들(YIN, ICHN)은 임진강 벨트의 영향을 반영하는 것으로 보이며, 한반도 서남부의 관측점들(HNS, CHY, DZN, MWN)은 옥천대의 영향을 반영하는 것으로 보인다. 관측 유도 지시자로부터 해양효과를 제거한 차이 지시자를 계산하였는데, 한반도 서부의 관측점들은 주기 60분에서 관측 유도 지시자와 큰 차이를 보이지 않았고 특히 YIN, ICHN은 주기 10분부터 동일한 양상을 보여 주고 있는데 이러한 결과는 옥천대와 임진강 벨트가 심부까지 확장된 전도성 구조라는 가설을 지지한다.

2002년 7월 8일에서 10일까지 AWS와 CTD를 이용하여 서해 중부 연안역에서 해양기상관측을 실시하였다. 수심이 낮은 태안반도 연안역에서 17˚C 이하의 냉수가 출현하였고, 36˚20'N와 36˚30'N 사이에 정선을 따라 조석전선이 형성되었다. 기온의 분포는 수온의 분포양상과 유사하게 나타났다. 덕적도 주변(Al)에서 24시간 연속관측결과, 조류와 같은 주기로 북동부로부터 고온저염수와 남서부로부터 저온고염수의 이동이 관측되었다. 관측기간 중에 7월 8일 23시에서 9일 1시 30분까지, 9일 3시에서 5시까지 해무가 발생하였다. 해무발생 시 북태평양 고기압이 약해지면서 기온은 18˚C까지 하강하였고, 바람은 2-4m/s의 북동풍이 불었다. 위성사진을 분석하였을 때, 이 안개는 표층수온이 높은 황해서부를 중심으로 발생하여 시간이 지나면서 관측해역으로 확장된 증기안개이다. 이 해무는 기온과 풍속이 상승하면서 소멸되었다.

한반도 동해에서 Topex/Poseidon위성 고도레이더로부터 관측된 해수면과 울릉도, 포항, 속초의 조위계에서 관측된 해수면을 비교하여 두 자료의 연계성을 분석하고 위성에서 관측된 해수면자료의 객관성을 검증하였다. 1992년부터 1997년 사이에 관측된 T/P MGDR 관측자료로부터 해수면을 추출하기 위하여 대기보정 및 지구물리학적인 보정을 실시하였다. 조위계로부터 관측된 해수면과의 비교를 위해 조위관측소로부터 반경 약 55km내에 위치하는 관측값들을 평균하였다. 위성 해수면과 조위계 해수면을 비교한 결과 내해역에 위치한 포항 및 속초가 외해역에 위치한 울릉도에비해서 낮은 연관성을 보였다. 200일을 기준으로 저역통과필터를 처리했을 때 외해역에 위치한 울릉도는 상관값이 0.91로 매우 높은 유의성을 보였고, 내해역에 위치한 포항 및 속초는 각각 0.58 및 0.65로서 울릉도에 비해서 상대적으로 낮은 유의성을 보였다. 이러한 큰 차이는 M2, S2, K1 분조 등에 의한 조석변형 때문에 발생하는 현상으로 볼 수 있고, 이는 주로 T/P 자료처리에 사용된 조석모델의 오차로 볼 수 있고, 이를 저역통과필터를 적용하여 효과적으로 제거하였다. 대체로 외해역의 경우는 60, 120, 180, 200일의 필터를 순차적으로 처리함에 따라 상호 두 자료간의 유의성이 점차적으로 개선되는 것을 확인할 수 있었으나 내해역의 경우에는 거의 유의성이 개선되지 않는 것으로 확인되었다.

본 연구는 전남 무안 관측소에서 1995년 8월부터 1997년 12월까지 측정된 CH4의 농도자료를 이용하여, 비교대상으로 설정된 국내·외 관측점들과의 관계를 설명하기 위해 다양한 분석을 수행하였다. 연구관측 기간동안 무안지역에서는 CH4의 평균농도가 1898 ± 85.3 ppb로 나타나, 여타 모든 관측지점들 중에서 가장 높게 측정되었다. 그리고 국내의 또 다른 관측점인 태안 지역에서도 이에 가까운 고농도를 유지하였다. 또한 기타 국외 지점들에서는 인구가 적고 해양이 많은 남반구에 비해 북반구에서, 그리고 저위도에서 고위도로 갈수록 CH4의 농도가 높게 나타났다. 무안지역의 월주기 농도경향을 분석한 결과, 2, 3월에 CH4의 농도가 서서히 증가하여 8월에 1958 ppb로 정점을 보여주었다. 모든 관측점들에서 월별 변화양상을 동일한 기준으로 비교분석하기 위해서, 월별 진동폭의 변화를 살펴보았다. 그 결과, 국내의 두 지점에서 80 ppb이상의 높은 진동폭을 띠는 것으로 보아서, 국외 관측점들에 비해 CH4의 발생/소멸이 매우 불규칙하게 진행되고 있음을 볼 수 있었다. 이와 더불어 무안지역의 자료를 계절적 주기를 중심으로 분석하면, 농경지나 측사와 같은 인근지역에 위치한 자연적 발생원의 영향이 강한 여름철을 전후하여 고농도를 보였다. 반면 북반구에 위치한 국외 관측지점들에서 동일 계절에 저농도를 보이는 것으로 나타났다. 이러한 현상은 이 기간에 OH radical의 생성이 활발해져, CH4의 소멸이 촉진되었을 가능성이 큰 것으로 나타났다. 전체 CH4의 일평균 농도를 이용한 장주기적 추세에 대한 분석결과에 따르면, 국내의 두 관측지점들(무안, 태안)에서는 수일 주기의 농도 변화가 급격하게 이루어졌지만, 뚜렷한 계절적 주기는 발견하기가 어려웠다. 그런데 국외의 관측지점들에서는, 계절적 주기의 변화가 상대적으로 뚜렷하고 규칙적인 양상을 보여주었다. 지역별 CH4 농도간의 상관분석을 실시한 결과, 국내 두 지점들 간에는 양의 상관관계, 무안지역과 북반구의 관측점들과는 음의 상관관계를 보였다. 반면 남반구에 위치한 관측점들과는 양의 상관관계를 확인 할 수 있었다. CH4 농도의 장주기적 변화경향을 분석하기 위해, 단순회귀분석을 실시한 결과, CH4 농도의 증가율이 무안과 태안 지역에서 각각 연간 16.5, 14.8 ppb로 가장 높게 관측되었다. 관측점 주변에 복잡한 배출원의 작용이 가능하다는 점을 감안하여, 무안지역의 CH4 농도변화와 풍향과의 연계성을 비교해 보았다. 이 결과에 의하면, 동풍계열의 풍계가 나타날 때 고농도의 값이 나타났으며, 청정한 공기가 유입되는 남서풍의 풍계시에는 비교적 낮은 CH4 농도가 유지되었다. 이처럼 CH4의 장주기적 분포특성은 연구대상지역의 복잡한 배출·소별작용과 연계되어 매우 다양하고 독특한 형태를 띠고 있음을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 전남 무안지역을 중심으로 관측한 농도자료와 세계의 주요 배경관측지점인 Point Barrow(Alaska), Mauna Loa(Hawaii)를 중심으로 관측한 농도자료를 이용하여, 메탄의 농도분포특성을 지역 또는 시간의 함수로 비교분석하였다. 이들 관측점들은 주요 위도대를 대표하기 때문에, 위도별 베탄의 분포특성을 파악하는데도 중요한 단서를 제공하였다. 또한 본 연구결과에 기초하여 메탄의 농도변화양상을 여러 가지 시간적 주기로 비교하고, 그러한 결과의 의미를 다양한 통계적 기법에 기초하여 분석하였다. 전체 관측기간동안 확보된 일평균 농도자료로부터 계산된 무안지역의 농도는 1898±85.3ppb(N=812)로 나타났다. 동일한 기관동안 두 개의 비교관측지점인 Point Barrow와 Mauna Loa 지역에서는 1832±29.6ppb(N=823), 1745±14.8ppb(N=818)의 평균농도가 각각 관측되었다. 각 지점에서 관측된 자료를 이용하여 빈도분포를 비교한 결과에 따르면, 무안지역에서 1900ppb의 최빈값을 나타낸 반면, Point Barrow, Mauna Loa 지역에서는 각각 1850, 1750ppb로 (상대적으로) 낮은 최빈값을 보여주었다. 이 논문에서는 국내의 관측점에서 발견되는 고농도의 메탄분포특성을 여러 관점에서 비교하고 해석하고자 하였다. 국외지역에서 주로 발견되는 미미한 수준의 농도변화 경향과 달리, 무안지역에서는 여타 지역들에 비해 절대적으로 높은 농도값이 유지되고 그 농도변화가 주야간대별로 뚜렷하게 구분될 정도로 주기적인 변화의 폭이 큰 것으로 확인되었다. 특히 무안지역에서는 낮시간대(6:00 AM 이후)에 농도가 낮아지고, 저녁시간대에 농도치가 상승하는 경향이 두드러졌다. 풍향과 CH4농도관계를 비교한 결과, 연구대상지역이 서해안에 위치한 지리적인 요건으로 인해 상대적으로 청정한 해풍이 주를 이루는 서풍계열의 풍계가 나타날 때, CH4의 농도는 낮은 수준을 유지하는 것으로 나타났다. 본 연구에 의하면, 국내 지점의 메탄농도는 국외여타 지점에 비해 뚜렷하게 구분이 될 정도로 높은 수준을 유지하고 있다. 이러한 현상을 초래하는 원인으로 여타 비교대상지역들에 비해, 무안지역이 보다 다양한 배출원의 영향에 직접적으로 노출된데 따른 영향을 직간접적으로 반영하는 결과로 사료된다. 연구지점에서 발견된 CH4의 고농도 현상과 일주기를 중심으로 반복되는 농도의 큰 진동폭이 나타나는 현상도 역시 주목할 만하다.

본 연구에서는 전남 무안지역을 중심으로 1995년 8월부터 1997년 12월의 총 884일 기간 동안 관측된 CO2 농도자료와 국외 주요 배경대기관측지점에서 관측된 농도자료를 토대로, CO2의 단주기적 변화경향성에 대한 지역적 차이를 비교 해석하였다. 동기간 동안 무안지역에서 관측된 이산화탄소의 전체적인 일평균 농도는 374.5±6.6ppm으로, 그리고 계절별로는 378±5.2 (봄: N= 181), 372±10.2 (여름: N=210), 372±7.2 (가을: N=243), 376±5.4ppm (겨울: N=206)의 평균치로 나타났다. 무안지역을 중심으로 관측된 일주기 경향성을 포인트 배로우(Point Barrow)를 위시한 주요 외국 관측점들과의 결과와 비교하였을 때, 단순히 일주기 중심의 경향성 (주야간대의 농도차이)에 덧붙여, 계절적 요인의 작용으로 인한 일주기의 계절별 변화요인 (진동폭 변화, 최고농도의 형성 시점 등)이 지역별로 다양하게 나타난다는 점을 확인하였다. 특히 무안지역은 주야간대의 주기를 중심으로 볼 때, 여타 지역과는 정반대로 주저야고의 경향이 뚜렷하였다. 그리고 일주기를 다시 계절적으로 비교하였을 때, 일일 내내 비교적 고농도가 지속되거나 (봄, 겨울철), 상대적으로 낮은 농도가 24시간동안 지속되는 경향 (여름, 가을철)으로 뚜렷하게 구분되었다. 이는 겨울철 연료의 과배출, 중국대륙으로부터 오염물질의 유입여부 등 연구지역 주변환경의 계절별 오염양상, 공기순환, 기상변화, 식생의 변화 등이 복합적으로 작용하여 나타나는 결과로 보인다. 이러한 결과들을 토대로 볼 때, 여타 요인들에 비해 무안지역은 인위적 오염원의 영향이 강하게 작용하는 것으로 사료된다. 따라서 무안지역을 중심으로 한 농도변화의 경향성에 대한 해석은 여타 외국의 주요 관측점에 대한 결과와 달리, 한반도를 포괄하는 광역적인 차원의 배경농도를 대표하는 것이 아니라, 무안지역을 중심으로 보다 국부적인 차원에서 진행되는 농도변화를 반영하는 경향이 큰 것으로 추정된다. 그렇지만 이러한 경향이 한반도에 광역적으로 나타나는 현상일 가능성도 배제할 수 없다. 이에 대한 판단은 안면도를 중심으로 후속적으로 진행된 연구결과들에 대한 면밀한 검토가 수반되어야 할 것으로 보인다.

본 연구진은 포항지역을 중심으로 1995년부터 1997년의 3년간 오존존데로 관측한 고도별 오존농도 및 오존전량 자료를 이용하여 오존의 수직분포특성에 대한 연구를 수행하였다. 오존의 수직분포를 체계적으로 밝히기 위해, 지상(100m), 대류권(10km), 하부 성층권(20km), 중부 성층권(30km)을 대표 고도로 설정하여 오존농도의 시 · 공간적 분포특성에 대한 비교분석을 시도하였다. 지상(100m) 오존의 경우, 포항제철이 인접해 있음에도 불구하고, 전반적으로 청정지역에서와 유사한 농도분포를 유지하였다. 봄과 여름에 높고 가을과 겨울에 낮은 농도분포는 기상인자들과의 상관성을 고려할 때, 대체로 광화학 반응에 의한 결과로 보여진다. 대류권(10km) 및 하부 성층권(20km)의 경우 춘고하저(春高夏低)의 전형적인 북반구 대류권 오존의 시간적 경향성을 나타내었다. 이는 고도별 오존농도간의 분석결과 성층권 오존의 대류권 이동 및 광화학 반응과 역전층 형성에 의한 결과로 추정된다. 중부 성층권(30km) 오존의 경우 지상 오존의 농도분포 경향과 매우 유사한 월주기 및 계절주기를 취하였다. Brewer 분광광도계에 의한 오존전량은 성층권 오존량 (Umkehr 법)에 의해 크게 좌우되며, 오존전량은 유해자외선 (UV-B)과의 상관성은 미미하나, 운량과는 음의 상관성을 갖는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과 지상권뿐만 아니라 대류권 및 성층권 오존의 시간적 특성을 이해하는데 있어 포항이 해안도시라는 지리학적인 요인이 매우 중요하다는 점을 확인할 수 있다.

상층과 하층의 대기구조 특성을 알아내기 위하여, 해양의 특성을 잘 표현한다고 사료되는 섬(충남 보령시 오천면 외연도리)을 관측지점으로 선택하여 라디오존데를 이용하여 대기의 연직구조를 관측하였다. 관측결과를 이용하여, 저 고기압이 통과할 때의 상대습도, 기온과 바람의 변화를 분석하였으며 각각의 경우에 대해 결과치들을 비교하였다. 해양과 육상에서의 대기구조를 비교하기 위하여 오산의 관측 결과를 분석하였다. 그 결과, 상대습도가 고 저기압의 통과에 따라 변화함을 알 수 있었다. 즉, 저기압이 다가올 때는 상대습도는 하층보다 상층에서 먼저 증가하였으나 고기압이 다가올 때는 상층에서 10%까지 급격하게 감소하였다. 또, 상대습도 변화폭이 육상에서보다 큰 것으로 분석되었다. 앞으로 해양과 육상에서의 수증기간의 관계를 계절별, 그리고 일별로 동시간 관측을 통해 찾고자 한다.

Based on a precise analysis of the long-term(1971-1984) hydrographic and wintertime air temperature data gathered in the middle and southern yellow Sea, and together with other supplimentary data from Gteratures, water characteristics of the Yellow Sea Bottom Cold Water(YSBCW) and its southward extension are reexamined ; the influence of the wintertime air temperature on the YSBCW temperature and on its spatial distribution also discussed. It was found that the hitherto defined water characteristics (T, S) of the YSBCW restrict especially the upper limit of salinity to too lower values compared to the real situation, so they are not adequate to describe the spatial distribution of the water and its southward extension phenomenon. From the present study, the southward extention of the YSBCW through the cold water through west off Chejudo from spring to summer is found highly possible ; it is strongest is April and it can be detected until August. In consequence of such a southward advection of the bottom cold water, the water temperature at 50m depth in the cold water through west off Chejudo shows its lowest values in April, with a mean temperature increase by 0.4℃ only from April to August(compared to 4℃ increase near the axis of the Yellow Sea embayment). The frequently observed cold water mass from the west to the southwest(near 32°N, 126°E)off the island during spring and summer is connected with and influenced profoundly by the bottom cold water from the southern Yellow Sea, showing almost same water. characteristics as those of the latter ; it preserves quite well its wintertime water characteristics until summer. Therefore it seems to be quite reasonable to include this cold water mass(found west to southwest off Chejudo) in the definition of the YSBCW. Here, we have suggested a new definition of the YSBCW : T$lt;12℃, 32.2$lt;S$lt;33.5‰ With this new definition, the spatial distribution of the YSBCW from the offshore of the Shandong peninsula to the southwestern area off Chejudo as well as its southward extension from spring to summer can be adequately described. The wintertime air temperature is one of the most important meteorological factors, controlling the summertime water temperature of the YSBCW and its spatial distribution. In other words, the bottom cold water formed during a severe cold winter exhibits in summer lower temperatures and also wider spatial distribution toward the coasts and to the south than that formed during a mild winter.