해수의 탁도는 수중의 부유 물질이나 생물에 의해 혼탁해지는 정도를 정량적으로 나타낸 변수로 연안 환경을 이해하는 데 중요한 해양 변수이다. 한반도의 서해안은 얕은 수심, 조류, 하천 유래 부유 퇴적물의 영향으로 광학적으로 강한 시공간 변동성을 가지고 있어서 인공위성 자료를 활용한 탁도 산출은 해양학적으로 다양한 활용 가능성을 가 진다. 본 연구에서는 경기만을 연구 해역으로 설정하고, 해수의 탁도 산출 알고리즘 개발을 위하여 2018년부터 2023년 7월까지 해양환경공단의 해양수질자동측정망 기반 현장 관측 탁도 자료와 Sentinel-2 인공위성의 MSI (Multi-Spectral Instrument) Level-2 자료를 사용하여 위성-현장 관측치 사이의 일치점 데이터베이스를 생산하였다. 이전의 다양한 탁도 산출식을 조사하여 정확도를 상호 비교하였고 경기만 해역에서 최적 파장대를 조사하고 분석하였다. 그 결과 녹색 밴드 (560 nm)를 기반으로 한 탁도 산출식이 0.08 NTU의 상대적으로 작은 평균 제곱근 오차를 보였다. 인공위성 광학 자료 를 기반으로 산출된 탁도는 해수의 광학적 특성과 연안 환경의 변동성을 이해하고 다양한 해상 활동에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

세계 5대 갯벌해역으로 유명한 한국 서해 경기만의 기후변화 영향을 파악하고, 기후변화 영향을 최소화하기 위한 적응방안 연 구하였다. 경기만의 기후변화 영향으로 2100년에 수온은 1.2 ℃ 증가하고, 염분이 1.1 PSU 감소하며, 해수면은 35.2 cm 상승하는 것으로 예 측되었다. 또한 해수면 상승의 효과로 150.5 km2의 해안지역이 침수될 것으로 예상되었다. 기후변화로 인한 경기만 생태환경 영향을 최소 화하기 위한 적응대책으로는 1) 경기만 자체 자연환경의 적응능력 유지를 위한 지원, 2) 생물 서식지 확보를 위한 인간 활동 조정 등 두가 지 방안이 제시되었다.

기후변화 등으로 인해 폭풍해일의 피해가 증대하고 있어, 재현기간에 기초한 폭풍해일고의 추정은 새로운 연안 구조물의 설 계 및 개발 관점뿐만 아니라 기존 구조물의 안정성을 평가하는데 중요하다. 현재 우리나라의 설계해면은 과거 태풍을 이용한 극치 분 석을 이용하여 추정되지만, 이 경우 자료의 부족으로 재현기간이 큰 경우 오차의 원인이 될 수 있으며, 추계학적 접근은 하나의 대안 이 될 수 있다. 본 연구에서는 폭풍해일에 취약한 경기만 지역의 폭풍 해일고 추정을 위해 결정론적 수치 모형인 SLOSH 모형과 가상 태풍을 위한 몬테카를로 시뮬레이션의 결합을 통하여 추계학적 접근 방법을 제시하였다. 모멘트법에 의해 결정된 파라메터를 이용하 여 Weibull 분포를 통해 추계학적 해일고가 추정되었으며, 제시된 폭풍 해일고는 연안 지역 구조물 설계를 위한 대안이 될 수 있다.

경기만에서 분리된 Skeletonema marinoi-dohrnii complex의 생장률을 구하기 위하여 영양염이 제한되지 않는 조건 하에서 무균 회분배양으로 넓은 범위의 광조건(5~500 μmol m-2s-1)과 수온(2~35􀆆C)에 걸쳐 실험하였다. 실험결과로부터 온도와 광이 각각 26.1􀆆C, 197 μmol m-2 s-1인 최적조건에서 이 종의 최대 μmax는 2.48 d-1을 보였다. 또한 실제 해역에서 Skeletonema 종들의 온도에 따른 자원경쟁을 고려할 때 5~15℃에서 S. marinoi-dohrnii complex의 상대적으로 높은 생장률 (0.79~1.61 d-1)은 늦겨울에서 봄철에 대증식을 일으킬 수 있음을 시사한다. 이 결과는 해양생태계 모델의 정확성과 실재성을 개선하는데 기초자료로 활용될 수 있다.

황해 경기만은 제4기에 반복된 해침과 해퇴로 4개의 해침-해퇴 퇴적체(DS-1, DS-2, DS-3, DS-4)를 형성하였다. 본 연구는 황해 경기만 퇴적체의 형성을 6개 퇴적단계로 나누어 설명한다. A 단계는 MIS-6 저해수면 시기로서 큰 규모의 해수면 하강으로 인해 대부분의 지역이 대기에 노출되고 광범위한 하도 침식 및 풍화작용의 영향을 받았다. 이어지는 B 단계는 MIS-5e 까지 빠른 해수면 상승과정에서 MIS-5 시퀀스의 하부 해침퇴적체가 형성되었고, 다음에 이어지는 MIS-5d부터 MIS-4 저해수면 시기까지의 C 단계에서는 MIS-5 시퀀스의 상부인 해퇴퇴적체가 만들어졌다. 다음의 D 단계는 MIS-4 저해수면 시기부터 MIS-3c 고해수면 시기까지로 하도 침식 및 하도 충전 구조로 이루어진 MIS-3 해침 퇴적체가 형성되었다. 다음의 E 단계에서는 LGM 시기까지 계속적인 해수면 하강이 있었고 외해쪽에서는 천해 기원의 MIS-3 해퇴퇴적체가 만들어진 반면에, 내륙쪽에서는 노출된 환경에서 하도 충전 퇴적체나 범람원 퇴적체가 형성되었다. 마지막 단계인 F 단계는 황해 전체적으로 홀로세 해침이 발생하였고, 이 시기에 외해쪽에서는 대륙붕 사질 퇴적체와 조석사주 퇴적체가 형성되어 고해수면 시기인 현재까지 퇴적이 일어나고 있다.

서해 경기만 조석사주에서 획득한 고해상도 탄성파 탐사자료와 해상시추코어 분석에 의하면 연구지역의 제 4기 후기에 형성된 퇴적층은 총 4개의 퇴적단위(상부층부터 Unit I에서 Unit IV)로 구성된다. 퇴적단위 I은 조간대 및 조수로-충진 퇴적체로서, 홀로세 고해수면 시기동안 퇴적된 것으로 해석된다. 퇴적단위 II는 천해 퇴적상이 나타나는 외해역과 하천과 연계된 하성 퇴적상이 나타나는 조간대에서 조석사주 근접부로 나누어진다. 퇴적단위 III은 조석작용에 의한 조간대 퇴적환경 및 상부의 풍화된 퇴적층으로 각각 구분되며, 퇴적층은 산소동위원소 시기5동안 퇴적된 것으로 판단된다. 퇴적단위 IV는 조석사주 퇴적층의 최하부층으로 중생대 기반암 또는 산소동위원소 시기 5 이전에 퇴적된 층으로 해석된다.

황해 경기만 남부 지역에 분포하는 층면구조의 형태특징을 조사하기 위하여, 다중빔음향측심기를 이용한 지형조사가 2년(2006과 2007)에 걸쳐 수행되었다. 경기만 남부의 층면구조는 다양한 퇴적상 위에 연속적인 스펙트럼의 크기와 다양한 형태의 수중사구(A-F type)가 발달하고 있다. 경기만 남부 지역에 발달된 수중사구의 파장과 파고의 관계식은 Hmean=0.0393L0.8984 (r=0.66)로 나타나고 있다. Flemming(1988)의 파장-파고 관계식과 연구지역의 관계식의 비교를 통해서 조석우세환경인 연구지역에 분포하는 수중사구는 현재 수리적, 퇴적학적 환경에 평형된 상태로 활발하게 발달되어 있고 강한 조류와 풍부한 퇴적물 유용도에 의해서 발달, 유지되고 있음을 보이고 있다. 또한 인위적인 작용인 해사채취는 층면구조를 파장이 짧고 낮은 파고의 불규칙형태로 바꾸며 퇴적물 유용도를 감소시켜 수중사구 발달에 영향을 미치고 있는 것으로 판단된다. 다른 제어요인인 수심과 입도는 경기만 남부지역의 수중사구의 발달과 유지에 크게 기여하지 못한 것으로 판단된다.

In the autumn of 2000 and spring of 2001, field surveys were conducted to estimate the effectiveness of artificial reefs (type cube, 2×2×2m3) that were established in the four islands of Bangnyeong, Socheong, Daeyeonpyeong and Ganghwa in Kyonggi Bay, the west coast of Korea during 1995 and 1996. The condition of reefs was examined through SCUBA diving and a side-scan sonar. Much of the reefs in Daeyeonpyeong and Ganghwa area were buried in bottom sediment. Despite an intensive search in Bangnyeong area, even a cluster of reefs was not found and most of them seemed to be buried by sand waves. Thus an appropriate investigation on the sediment transport should be included in pre-assessment for the expected performance and protection of artificial reefs. Distribution of average CPUE in natural fishing ground (control) was estimated by bootstrapping simulation and possible comparison of CPUE between control and reef areas (treatment) were made in Bangnyeong and Socheong (Experiment I). Positive reef effect was detected in Socheong but CPUE of treatment in Bangnyeong was varied between or lower than the 99% CPUE confidence intervals of the control. Control/treatment abundance and biomass of fishes and invertebrates were tested by paired t-test and sign test (Experiment II). Only four cases among 22 showed significant positive effect. Based on the results, the cube artificial reef in Socheong was inferred as an affirmative one. Floor type was hypothesized to be one of the probable agents in determining the effectiveness of artificial reefs.

현세-후기 플라이스토세의 부정합적 경계면을 조사하기 위하여 한국 서해 경기만 조간대에서 심부시추와 탄성파 탐사를 실시하였다. 분석된 모든 시추 퇴적물에서 현세 퇴적층(Unit I) 하부에 놓이는 최대 4m두께의 산화되고, 반고화된 특징을 보이는 황갈색의 산화대층(oxidized-sedimentary layer)이 발견되었다. 이 세립질의 산화대층에서 나타나는 황갈색의 퇴적물 색, 높은 N 값과 낮은 함수율의 준고화된 상태, 동토구조, 스멕타이트 광물의 부재 그리고 높은 퇴적물 화학적 풍화지수(Ba/Sr 비) 등의 다양한 특성은 퇴적물의 대기중 노출과 풍화의 중요한 증거로 제시된다. 탄소동위원소 연대와 함께 이러한 여러 증거들을 고려할 때, Unit II의 상부 산화대층은 초기 현세까지 계속되는 저해수면 동안 대기중에 노출되어 풍화 및 산화작용으로 인하여 퇴적물의 특성이 변질되어 형성된 것으로 해석된다. 따라서 산화대층의 상부 경계면은 현세와 선현세(후기 플라이스토세) 퇴적층을 구분하는 부정합면으로 제시되며, 탄성파 자료에서 나타나는 강한 반사면(prominent near-surface reflector)과 잘 일치한다.

경기만 염습지의 식물상을 1999년 8월부터 2001년 10월까지 조사하였다. 본 조사는 경기만에 위치한 14개 내륙연안과 도서지역의 38개 지역에서 자연염습지, 사구, 폐염전 및 해안제방을 구분하여 수행되었다. 이 지역에서 조사된 염생식물은 17과 32속 46종이었는데, 이중 자연염습지에만 자라는 식물은 지채 (Triglochin mariti-mum L.), 천일사초 (Carex scabrifolia Steud.), 퉁퉁마디(Salicornia her

경기만 표층퇴적물 시료 96정점에 대하여 고분해능 X선 회절분석기와 Siroquant v3.0 프로그램을 이용하여 광물조성을 구하였다. 연구해역 표층퇴적물은 조암광물이 대부분을 차지하며(석영 63.8%, 사장석 12.9%, 알카리장석 11.7%, 백운모 4.3%, 각섬석 1.2%, 흑운모 0.5%), 점토광물(일라이트 2.4%, 녹니석 1.4%, 카올리나이트 0.4%) 및 소량의 탄산염광물(방해석 0.1%, 아라고나이트 0.3%)로 구성되어 있다. 조립질 퇴적물은 연구해역 북쪽, 남쪽과 중앙부에서 많이 분포하며, 세립질 퇴적물은 연구해역 중앙부 북쪽과 남쪽에 동서 방향으로 긴 형태의 분포를 보인다. 연구해역의 남쪽에는 석영의 함량이 상대적으로 높은 조립질 퇴적물이 퇴적되고, 연구해역 북쪽에서는 사장석, 백운모, 각섬석 등의 함량이 높은 조립질 퇴적물이 퇴적되는 것으로 나타난다. 연구해역 중앙부의 남쪽에는 일라이트의 함량이 상대적으로 높은 세립질 퇴적물이 퇴적되고, 연구해역 중앙부의 북쪽에서는 녹니석과 카올리나이트의 함량이 상대적으로 높은 세립질 퇴적물이 퇴적되는 것으로 나타난다.

기상자료가 부족하거나 결측 지역의 기준 증발산량 산정을 위하여 Penman-Monteith (PM) 공식을 이용한 Hargreaves 공식의 매개변수 추정을 수행할 필요가 있다. 본 연구에서는 경기만 유역에 위치한 강화, 인천, 수원, 서산, 천안의 1997년2004년 기상자료를 바탕으로 PM 공식을 이용하여 계산한 기준 증발산량(이하 ETo)을 이용하여 Hargreaves 공식의 매개변수를 추정하였으며, 추정된 매개변수를 이용하여 2005년2006년의