Flow prediction was carried out through observational survey and three dimensional multi-layered numerical diagnostic model experiment to clarify the time and spatial structure of tidal current and residual flow dominant in the sea exchange and material circulation of the waters around Geumo Islands in the southern waters of Korea. The horizontal variation of tidal current is so large that it causes asymmetric tidal mixing due to horizontal eddies and the topographical effect creating convergence and dispersion of flow direction and velocity. Due to strong tidal currents flowing northwest-southeast, counterclockwise and clockwise eddies are formed on the left and right sides of the south of Sori Island. These topographical eddies are created by horizontal turbulence and bottom friction causing nonlinear effects. Baroclinic density flows are less than 5 cm/s at coastal area in summer and the entire sea area in winter. The wind driven currents assuming summer and winter seasonal winds are also less than 5 cm/s and the current flow rate is high in winter. Density current in summer and wind driven current in winter have a relatively greater effect on the net residual flows (tidal residual current + density current + density driven current) around Geumo Islands Sea area.

The distribution of tidal current and tidal induced residual current, topographical eddies and tidal residual circulation in the waters surrounding the Geumo Island-An Island channel were identified through numerical model experiments and vorticity balance analysis. Tidal current flows southwest at flood and northeast at ebb along the channel. The maximum flow velocity was about 100-150 cm/s in neap and spring tide. During the flood current in the neap tide, clockwise small eddies were formed in the waters west of Sobu Island and southwest of Daebu Island, and a more grown eddy was formed in the southern waters of Geumo Island in the spring tide. A small eddy that existed in the western waters of Chosam Island during the ebb in neap tide appeared to be a more grown topographical eddy in the northeastern waters of Chosam Island in spring tide. Tidal ellipses were generally reciprocating and were almost straight in the channel. These topographical eddies are made of vorticity caused by coastal friction when tidal flow passes through the channel. They gradually grow in size as they are transported and accumulated at the end of the channel. When the current becomes stronger, the topographic eddies move, settle, spread to the outer sea and grow as a counterclockwise or clockwise tidal residual circulation depending on the surrounding terrain. In the waters surrounding the channel, there were counterclockwise small tidal residual circulations in the central part of the channel, clockwise from the northeast end of the channel to northwest inner bay of An Island, and clockwise and counterclockwise between Daebu Island and An Island. The circulation flow rate was up to 20-30 cm/s. In the future, it is necessary to conduct an experimental study to understand the growth process of the tidal residual circulation in more detail due to the convergence and divergence of seawater around the channel.

In order to understand the tide and current around the sea route of Jinhae and Masan passages, tide measurement and 2D numerical model experiments of tidal current and residual flow were carried out. Tide is composed of 84% of semi-diurnal tide, 11% of diurnal tide and 4% of shallow water tide, respectively. Phase lags of the major components for the tide around the study area have little differences. The flows are reversing on the whole, but have rotational form around Jamdo Island, south of Masan passage in spring tide and Ungdo Island, north of Masan passage in middle and neap tide. Current flows the speed of 50 cm/s in the sea areas near small islands, 5 cm/s in Jinhae harbor, Hangam bay and near Jinhae industrial complex and 20-30 cm/s in Jinhae passage, Budo channel and Masan passage. Tide-induced topographical eddies are formed near small islands, but few eddies exist and the flow rate of less than 5 cm/s tidal residual current formed in Jinhae and Masan passages. The flows in Jinhae and Masan passage give a good condition for a passage into Jinhae and Masan harbor.

Temporal and spatial fluctuations of surface water temperature in Yeosu Bay for the period from 2010 to 2011 were studied using the data from temperature monitoring buoys deployed at 32 stations in the south coast of Korea. Temperatures in the northern part of the bay are higher in summer and lower in winter than in the southern part of the bay. The lowest and highest temperature of the annual mean are found at the eastern coast of POSCO and at the west of Dae Island, respectively. Cold water masses appear at estuarine area when the discharge of Sumjin river is affluent. Amplitude of temperature fluctuation whose period is less than semi-diurnal is largest at Hadong coast and around Dae Island. Spectral analysis of surface water temperature shows a significant peak at a periodic fluctuation of 0.5 to 24 days and about 15-day period of predominant fluctuation is most frequent in Yeosu Bay. From the cross-correlation analysis of temperature fluctuations, Yeosu Bay can be classified into six areas; the south area affected by South Sea of Korea, the mixed area in the center of the bay, the estuarine area affected by river discharge at the north of the bay, the hot waste water area near Hadong coast, the area around Dae Island and the area near Noryang Channel affected by the water in Jinju Bay, respectively.

In order to understand the currents around Hampyung Bay and Haeje Peninsula, 2D numerical simulations for tidal currents and tide-induced residual currents were carried out. Dominant semidiurnal tidal currents have reversing form and flow NNE-SSW from northern Haeje Peninsula to Songi Island, E-S at northern Haeje Peninsula and NNW-SSE in Hampyung Bay. In flood, a part of currents from Imja Island~Nakwhol Island flow along the main stream flowing northeast at offshore region and the rest flow into Hampyung Bay flowing east along the northern coast of Haeje Peninsula. In ebb, currents from Hampyung Bay flow west along the northern coast of Haeje Peninsula and run together with the main stream flowing southeast at offshore region. The currents create an anticyclonic circulation in flood and a cyclonic circulation in ebb around Haeje Peninsula including Hampyung Bay. Tidal currents are accumulated on Doripo which located at the entrance of Hampyung Bay and show high current velocities. Tidal currents and tide induced residual currents are weak at the inside of Hampyung Bay which has narrow entrance, shallow water depth and wide intertidal zone. An anticyclonic eddy is formed around Gaksi Island as a result of tide induced residual currents. In northern coast of Haeje Peninsula, slow constant currents flow east. It is expected that a gradual change of sediment and an increase of flushing time for suspended materials are carried by tidal currents occurring in Hampyung Bay.

한국 남해안 금호열도 주변 다도해역의 조류특성과 해수순환 구조를 파악하기 위해 대조와 소조시 ADCP bottom tracking을 이 용한 25시간 선박 항주관측을 실시하였다. 대조시 낙조와 창조 방향은 남동-북서이며, 최강유속은 표층 약 40 cm/s이다. 개도주변은 지형적 특성으로 주변해역의 탁월유향과 다르고, 유향·유속의 분산이 크다. 전 구간 표~저층 흐름에 두드러진 경압모드 성분은 없었다. 이는 좁은 수로와 얕은 수심, 빠른 유속으로 지형성와류나 eddy로 인한 연직혼합이 활발했음을 나타낸다. 소조시 조류는 남남동-북북서, 평균유속은 대조의 85 %이다. 탁월유향은 대조보다 우세하지 못하고 지속시간도 짧다. 흐름은 연직방향 유속시어, 수평와류, 비대칭 조류혼합으로 물질의 수평·연직이동이 왕성할 것으로 추정된다. 일평균조류는 개도 서~북서 수로해역이 북서~북동, 금오도 서쪽은 서남서~남남서 방향 최 대 21 cm/s의 흐름이 존재한다. 소리도 서쪽에는 좌선환류나 와류가 형성되었다.

In order to understand the tidal current and mean flow at the west channel of Yeoja Bay in the South Sea of Korea, numerical model experiments and vorticity analysis were carried out. The currents flow north at flood and south at ebb respectively and have the reversing form in the west channel. Topographical eddies are found in the surroundings of Dunbyong Island in the east of the channel. The flood currents flow from the waters near Naro Islands through the west channel and the coastal waters near Geumo Islands through the east channel. The ebb currents from the Yeoja Bay flow out along the west and the east channels separately. The south of Nang Island have weak flows because the island is located in the rear of main tidal stream. Currents are converged at ebb and diverged at flood in the northwest of Jeokgum Island. Tidal current ellipses show reversing form in the west channel but a kind of rotational form in the east channel. As the results of tide induced mean flows, cyclonic and anticyclonic topographical eddies at the northern tip but eddies with opposite spin at the southern tip are found in the west channel of Yeoja Bay. The topographical eddies around the islands and narrow channels are created from the vorticity formed at the land shore by the friction between tidal currents and the west channel.

수치모델실험을 사용하여 한국 서남해 압해도 주변 해역의 조류 및 조석잔차류 분포를 파악하였다. 조류는 대체로 반 일주조가 탁월하며, 조류 주방향은 압해도 주변 다도해역이 좁은 협수로인 관계로 대부분 수로를 따라 형성되었다. 조류타원 형태는 주변수 심 및 인근에 산재한 섬 주위 해저지형의 영향으로 대부분 직선에 가까운 왕복성이었으나, 매화도~증도 사이 기점도, 화도, 당사도 주위에 약한 회전성 조류타원 형태였다. 창조류는 화원반도 서쪽 연안을 따라 팔금도~암태도, 암태도~증도 수로에서 북동류한 조류와 함께 압해도 북서쪽 다도해로 빠지고, 낙조류는 반대로 북서 다도해의 협수로를 따라 암태도~증도, 암태도~팔금도를 통과하고 암태도~증 도에서의 조류는 팔금도~화원반도 서쪽 연안을 따라 남류했다. 압해도 연안은 창조시 북류한 흐름이 해안에서 동서로 분류되어 압해도 서쪽과 동쪽을 따라 흐르고 낙조시는 조간대 만곡부에서 남류한 흐름과 섬 서쪽과 동쪽에서 남~남동류한 흐름이 팔금도~화원반도 사이로 흘렀다. 조류유속이 강한 곳은 암태도~압해도 사이 합류역이었다. 조석잔차류는 다도해 협수로의 빠른 유속으로 섬 주변 흐름 하류 역에 후류와 또는 지형성와류가 형성되었다. 압해도 서쪽에 약한 반시계방향 와류와 압해도 북서 만곡부에 시계방향 환류가 존재했다. 북쪽 협수로를 제외한 압해도 연안은 조간대가 발달되어 조석잔차류 유속이 미약하였다.

2011~2012년 보령연안 수온의 시공간적 변동특성을 장기 연속수온관측 자료를 이용하여 분석하였다. 수온은 반일 또는 일일의 단주기 변동이 전 계절에 탁월하고 그 진폭은 하계와 춘계에 크고 추계에 작다. 수온과 기온의 연변동 진폭은 기온 12.9℃, 수온 10.9℃로 기온이 더 크며, 연변동 최고위상은 기온 8월 2일, 수온 8월 22일로 기온이 20일 앞선다. 수온의 연변동 진폭은 원산도와 대천항 연안에서 가장 크다. 수온변동 중 일일주기는 대천항과 무창포항, 반일주기는 원산도 주변 협수로에서 탁월하며, 대천천 하구는 천해조 비율이 높 다. 표층수온과 기온은 대체로 풍향 변동에 따라 변동한다. 하천수가 방출되면 수온은 상승 후 하강 또는 하강 후 상승한다. 수온 탁월주 기는 0.5일, 1.0일, 15일 주기와 7~10일 전후이다. 수온변동특성에 따라 해역을 분류하면 ①원산도 남동연안의 혼합수역 ②삽시도~용도, 장 고도~삽시도, 장고도~안면도 남쪽의 서쪽 외해수역 ③용도~독산의 남쪽 외해수역 ④송도~대천항~무창포항의 조간대 연안수역으로 구분 된다.

본 연구에서는 하계 한국 남동해 간절곶 주변해역의 냉수대 구조와 변동을 CTD 관측과 수층별 수온 장기 연속 모니터링 자료를 이용하여 분석하였다. 냉수대의 표층수온은 냉수기 이전과 -12℃의 차이를 보였으며 해저지형 효과로 간절곶에서 냉수대 세력이 가장 컸다. 남북해역 간 등온선의 시계열분포에 간절곶을 경계로 공간변화가 발생해 간절곶 주변 해저지형이 언덕(hill)역할을 하고 있음이 추정되었다. 냉수대는 해안에 평행한 풍속이 양(+)의 값일 때 출현하는 연안용승반응을 나타냈고, 수온의 감소와 상승은 풍향이 바뀐 후 하루 이내에 반응하였다. 간절곶 주변은 얕은 수심 주위에서 발생하는 와류효과가 결합하여 바람에 의한 용승효과가 강화되었다. 수온변화는 2~6일 주기의 바람변동에 민감하였으며, 수온감소는 12~36시간의 위상차를 나타냈다. 냉수대가 출현한 7월은 2~3일 주기, 8월은 3~8일 주기에서 바람-수온변화의 상관성이 컸다.

진주만해역 수온의 시공간적 변동특성을 장기 연속수온관측 자료를 이용하여 분석하였다. 수온은 1월 말 최저, 8월 초 최대이고 만 북쪽이 중앙과 남쪽보다 계절변동이 작다. 하계 최고수온의 최저와 최고는 지족수로 주변에 출현한다. 노량수로와 대방수로는 조류 유·출입에 따른 수층 간 연직혼합으로 수온변동이 작다. 외해수 영향이 작은 만 남쪽은 동계 해면냉각과 하계 가열에 의한 변동이 현저하다. 바람은 대방수로 주변이 강해 조류와 함께 이 해역 표층의 혼합정도에 큰 영향을 준다. 만내수온이 균일하게 낮고 소조기 서풍이 강해져 노량수로에 동쪽방향 항류가 출현할 때 만 북쪽 해역에 난수가 유입되는 양상을 보여준다. 노량수로 해역은 7~20일의 장주기, 창선도 서쪽과 지족수로는 장주기와 반일주기, 만 중앙은 장주기와 일일주기 수온변동이 우세하다. Coherence 분석결과, 노량수로의 수온변동은 만 내 정점과 상관성이 크고 위상이 앞서나 대방수로보다는 느리다. 대방수로의 수온변동은 만 서쪽과 중앙 일부에 영향을 준다. 상호상관계수분석으로 진주만은 노량수로역, 만 북쪽 수렴발산역, 대방수로역, 창선도연안수역, 만 중앙혼합수역, 만 중앙내 만수역으로 분류되었다.

한국 남동해역 간절곶 주변 연안 20개 정점에서 2011년 1월, 4월, 8월, 11월에 조사한 수온 및 염분의 구조와 시공간적 변동 특성을 살펴보았다. 수온은 4월이 가장 낮고, 8월에 가장 높았으며, 염분은 1, 4월이 높고, 회야강의 영향으로 8월에 가장 낮았다. 수온·염분은 1, 4월 해면냉각으로 전 수심이 균일하였고 8월 하천수 유출에 의한 성층과 저층냉수 출현, 11월 표, 저층간 연직혼합에 의한 수온·염분의 균일화 구조를 보였다. 간절곶 주변은 지형적 용승에 의한 난류혼합으로 연중 낮은 수온과 높은 염분을 나타냈다. 표층수온은 간절곶을 중심으로 1~2일의 시간차를 가지고 변하였다. 수온은 내부조석파와 해저마찰, 비선형 천해조석 및 하천수 영향으로 해역에 따라 1/4~1.4일의 다양한 탁월주기 변동을 나타냈다. 수온변동은 간절곶 주변이 수층 간 동시성이 가장 컸고 회야강 주변에서 가장 작았다. 동 해역을 수온·염분구조와 그 시공간적 변동특성으로 볼 때, 간절곶 남쪽, 간절곶, 간절곶 북쪽이 각기 특징적 형태를 나타냄을 알 수 있었다.

한국 남서해 다도해역 주변의 조석·조류특성을 파악하기 위해 2차원 수치모델을 이용하여 다도협수로역, 섬과 육지사이 수로역, 섬 주변 개방해역 주변 4개 해역의 조석·조류 계산 결과를 비교하였다. 조류 최대유속은 다도협수로역에서 31.92 cm/s로 작았고, 섬주변 개방역에서 87.55 cm로 컸다. 조석잔차류는 협수로가 길고 수로 내 섬이 많은 해역에서 컸다. 조석에너지 분산과 조석진폭의 변동범위는 다도협수로역(392.6×107 erg/s, 99.0 cm)이 가장 크고 섬과 육지사이 수로역(125.7×107 erg/s, 11.6 cm), 섬 주변 개방역(23.1×107 erg/s, 8.1 cm) 순서로 작았다. 즉 다도해역 내 협수로와 수심의 급격한 변화가 조석에너지 분산에 큰 역할을 하고 있는 것으로 나타났다.

우리나라에서는 적조가 발생하면 적조발생 해역에 황토를 살포하고 있다. 황토가 살포되는 해역은 대부분 가두리 양식장 주변이며 매년 권장 살포량이상으로 대량 살포되고 있다. 본 연구에서는 지금까지 적조가 발생하여 매년 황토가 살포되어온 해역과 황토가 살포되지 않은 해역을 대상으로 추계(2008년 10월)와 춘계(2009년 4월)에 플랑크톤 네트에 의한 채집과 ADCP에 의한 체적산란강도를 계측하여 플랑크톤 분포특성과 플랑크톤의 분포밀도를 조사하였다. 황토를 살포하지 않은 해역에서 채집된 생물의 종수 및 단위체적당 개체수는 높았으나, 황토를 살포한 해역에서는 낮았다. 각 정점에서 채집한 플랑크톤의 종별, 체장별 개체수와 분포밀도의 평균치를 이용한 체적산란강도 SVc와 ADCP에 의해 계측된 체적산란강도 SVm를 비교해 본 결과, 황토를 살포하지 않은 해역의 SVc와 SVm는 거의 일치하였으나, 황토를 살포한 해역의 SVm는 SVc보다 4.3 dB 높았다. 즉 황토를 살포한 해역에서는 부유물이 ADCP에 크게 영향을 미치고 있음을 확인하였다. ADCP에 의해 계측된 체적산란강도의 수평분포도에서 체적산란강도는 황토를 살포한 해역이 황토를 살포하지 않은 해역보다 높았으며, 봄철이 가을철보다 높았다. 또한 체적산란강도 추정에 ADCP를 이용하면 채집에 의한 분포밀도의 과대 또는 과소평가를 방지할 수 있음을 확인할 수 있었다.

소리도와 욕지도 사이 해역의 유동 분포를 파악하기 위하여 2004년 5월, 6월, 10월 및 11월에 ADCP를 이용하여 정선관측 및 정점관측을 실시하였다. 25시간 정선관측에 따른 평균류의 연직분포는 욕지도 남서해역에서 북동류의 흐름이 우세하게 나타났다. 또한 25시간 정점관측 결과를 보면 상층과 하층의 경계수심이 15~20m에 존재함을 알 수 있었고, 상 하층으로의 유동분포가 다르고 상층과 하층의 변화폭이 작게 나타났다. 동서 성분 및 남북 성분에 대판 해수 수송량의 계산결과는 남서방향으로의 수송량보다 북동방향으로의 수송량이 더 크게 나타났다.

This study presents an investigation of the changes of the currents in Kwangyang Bay due to the construction of harbor, reclamation and coastal developments. Currents were simulated by the numerical experiments with a diagnostic multi-level model and using the seasonal oceanographic data of temperature, salinity and ocean current. The values of kinetic and potential energies for the currents were calculated in cases of three topographical changes; before coastal developments, the existing state and after completion of the development project in Kwangyang Bay. The changes of currents due to the coastal developments are as follow; Kinetic energies of tide induced residual currents and wind driven currents decreased by 35～40 percent and 5 percent respectively, however those of density currents increased by 10 percent since the decrease of the coastal areas. Kinetic energy of residual currents including tide induced residual currents, density currents and wind driven currents reduced by 10 percent compared with before the coastal developments. Decrease of current velocity was greatest in summer. Therefore, in summer it was assumed that the Kwangyang Bay is more easily polluted by stratification and decrease of residual current than before the coastal developments carried out.