본 연구에서는 동해 연안정지관측 8개 지점(감포, 울기, 장기갑, 포항, 죽변, 동해(묵호), 주문진, 속초)에서 43년(1971-2013)간 조사한 표층수온을 이용하여 지역별 수온의 유사도에 따른 군집분석과 수온의 장기 변화를 살펴보았다. 수온의 유사도에 의한 군집분석 결과, 본 연구지역은 크게 그룹 A(동해, 주문진, 속초)와 그룹 B(감포, 울기, 장기갑, 포항, 죽변)로 구분되었다. 여기서 A 그룹의 속초와 B 그룹의 죽변, 포항, 감포를 중심으로 한 수온과 수온편차의 장기 변화에서 수온은 10년 규모의 변동을 보였다. 각 지역별 수온은 43년간 증가 경향을 보였고, 1988년을 기준으로 고수온기와 저수온기로 구분되었다. 각 지역에서 43년간 수온은 속초가 2.26℃, 죽변이 1.99℃, 포항이 1.11℃, 감포는 0.89℃ 각각 증가하였고, 지역적으로는 동해 남부에서 북부로 갈수록 수온의 증가 속도가 크게 나타났다. 계절별 수온의 증가는 추계와 동계의 경우 속초>죽변>포항>감포의 순이었고, 춘계와 하계는 죽변>속초>포항>감포의 순으로 나타났다.

본 연구는 단일 입력 전이함수모형(Single-input transfer function model)을 적용하여 여수연안 2010년의 월평균 표면수온의 예측을 시도하였다. 전이함수모형을 수립하기 위한 입력시계열과 출력시계열은 각각 여수지방의 10년(2000-2009년)간의 월평균 기온자료와 표면수온자료를 이용하였다. 전이함수모형을 수립하기 위하여 입·출력 시계열을 사전백색화하고, 입·출력 시계열간의 각 시차에 대한 교차상관함수를 결정하였다. 교차상관함수는 음의 모든 시차에서 유의한 값을 갖지 않아 기온과 표면수온사이는 일방적 인과관계를 보였다. 또한 교차상관함수의 시차 0과 1에서 유의한 값을 보였다. 이러한 교차상관함수의 특징에 따라 입·출력시계열간 전이함수의 시차와 분모 및 분자의 차수(b, r, s)는 (0, 1, 0)으로 식별되었다. 구축된 전이함수모형에 따르면 기온과 표면수온 사이의 시차는 존재하지 않았다. 여기서 현재의 표면수온은 1개월 전의 표면수온과 선형관계가 있음을 보였으며, 잡음모형은 ARIMA(1,0,1)(2,0,0)12로 식별되었다. 전이함수모형에 의한 월평균 표면수온의 예측치는 실측치에 비하여 전반적으로 0.3-1.3℃ 높은 경향을 보였으며, 6.4 %의 평균절대백분율 오차를 포함하였다. 이러한 결과는 8.3 %의 평균절대백분율오차를 보인 ARIMA 모형에 비하여 향상된 예측성능을 보이는 것이며, 표면 수온의 시계열적 예측을 시도할 경우, ARIMA 모형보다 전이함수모형의 적용을 통하여 그 예측성능의 개선 가능성을 기대할 수 있음을 시사하고 있다.

The trends of sea surface temperature (SST) variations derived from NOAA satellite data in the Northeast Asian Waters (NAW) were quantified using NOAA satellite data for 19 years (1990~2008). The annual mean SSTs were generally increased in the NAW. However, the SST was decreased in some areas of the East Sea in the NAW. The areas in the East Sea were coincided with the same places which SST was decreased in winter season. The annual amplitudes of SST were increased in the northern parts of the East China Sea, the Korean Straits and the southwestern parts of the East Sea. However, the annual amplitudes of SST were decreased in the other waters. The SST was increased in the southwestern parts of the Yellow Sea in winter but it was decreased in summer season for 19 years (1990~2008). The SST variations in the northwestern parts of the East Sea (NWES) in summer and winter seasons were increased at the same period of time for 19 years (1990~2008). The rates of SST rise in the NWES in winter were higher than those of summer season. Therefore, the annual amplitude in the NWES was decreased.

영일만 해역에서 표면수온의 주기적 변화와 표면수온과 기온의 관계에서 얻은 결과는 다음과 같다. 영일만 해역(포항과 장기갑)에서 1962년 1월부터 1981년 12월까지 평균표면 수온이 높은 달은 10월과 11월뿐이다. 영일만 해역의 표면수온 주기적 변화는 쓰시마난류의 변화와 밀접한 관계를 갖는 다고 사료된다. 영일만에 장기갑의 누년 평균표면수온은 15℃이고, 포항항에서는 14.6℃였다.

The relationship between air temperature and sea surface temperature are studied using the daily air temperature and sea surface temperature data for 25 years (1970∼1994) at 9 coastal stations in Korea. Seasonal variations of air temperature have larger amplitudes than those of sea surface temperature. The seasonal variations of air temperature leads those of sea surface temperature by 2 to 3 weeks. The anomalies of sea surface temperature and air temperature are positively correlated. The long term anomalies of sea surface temperature and air temperature with time scales more than 1 month are more highly correlated than those of short term, with time scales less than 1 month. Accumulated monthly anomalies of sea surface temperature and air temperature for 6 months showed higher correlation than the anomalies of each month. The magnitudes of sea surface temperature and air temperature anomalies are related with the duration of anomalies. Their magnitudes are large when the durations of anomalies are long.

The relationship between the distribution of sea surface temperature(SST) and dinoflagellate(Cochlodinium polykrikoides) bloom areas were studied. The SST data were derived from the infrared channels of AVHRR(Advanced Very High Resolution Radiometer) sensor on NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration) 12 and 14 satellites during 1995-1998. The initial water temperature at C. polykrikoides bloom was about 21℃ at the coastal areas of the South Sea and along the shore of the East Sea of Korea during the summer season of 1995. The northern limit of red tides was coincident with that of 21℃ isothermal line in the East Sea. The red tides that initially bloomed at the coast of Pohang on September 21, 1995 moved to the coast of Uljin on September 26, 1995. The skipped appearance of the red tides in the areas between Pohang and Uljin was due to the East Korean Warm Current, which was moving offshore from Pohang to approach to Uljin. The cold water which was formed by tidal front in the western coast of the South Sea and by upwelling water from deep layer in the southeastern coast of the Korean peninsula played a role in blocking the spreading of red tides during summer season in 1997 and 1998. In conclusion, the distribution of red tides appeared to be dependent on the initial water temperature at red tides bloom. The SST at the red tides varied from 21℃ to 25℃ ; 21℃, 23℃, 24℃ and 24-25℃ in 1995, 1996, 1997 and 1998, respectively.