The distributions of common minke whales observed in the East Sea in ten surveys in May of 2003, 2005, 2006, 2007, 2009, 2010, 2012, 2015, 2016 and 2020 were investigated using satellite sea surface temperature (SST) derived from the Moderate Resolution Imaging Spectrometer (MODIS). Most of the minke whales were observed in the waters off the Korean Peninsula at 36-38.5° N, which is expected as the highly productive coastal upwelling area. Yet, no minke whale was observed in 2006 when a relatively larger scale coastal upwelling occurred with SST at 11°C. In 2016 and 2020, the warm water higher than 17°C extended widely in the area, and the minke whales were observed in the offshore waters, deeper than 1,000 m. 87.5% of minke whales observed in May appeared in the SST from 13 to 16°C, and they seemed to avoid relatively high temperatures. This suggests that optimum habitat water temperature of minke whales in May is 13-16°C. The SST in the area had risen 1.67°C from 2003 to 2021, and it was remarkably higher than in other parts of the surrounding areas. The future temperature rising may change the route and timing of the migration of minke whales in the study area.

본 연구에서는 강한 한파가 발생했던 2018년과 온난 한파가 발생했던 2019년의 기온에 따른 수온의 반응 및 지연시간과 북풍계 열 바람 빈도와의 상관관계를 분석하였다. 사용된 시간 자료는 국립수산과학원에서 제공하는 7개 지점 해역별 수온자료와 수온관측소 인 근 7개 지점 AWS 기온자료를 이용하였다. 관측되지 못한 자료는 내삽법으로 근사값을 계산하였고, FIR Filter를 이용하여 자료의 주기성을 파악하였다. 그 결과, 강한 한파가 발생했던 2018년은 북풍계열 바람을 통해 차가운 공기가 남하하면서 기온을 하강시켜 전 해역에 저수온을 유발한 반면 온난 한파가 발생했던 2019년은 평년 수준의 기온으로 하강하였지만 수온은 크게 변화하지 않았다. 강한 한파가 발생했 던 2018년 기온 하강에 따른 수온의 지연시간은 평균 14시간으로 0.7 이상의 높은 상관성을 나타냈고 온난 한파가 발생했던 2019년은 평균 지연시간이 20시간으로 0.44-0.67 사이의 상관성을 보였다. 본 연구를 통해 해역별로 기온 하강에 따른 표층수온의 반응을 해석하였고 지연시간을 파악함으로써 양식생물의 피해를 최소화하고 한파 피해의 신속한 대응에 기여할 수 것으로 기대한다.

동해 명태 서식처 환경은 한랭기와 온난기를 교차하며 변동을 지속하고 있다. 특히 1980년대 후반 이후 수온은 급격히 상승하였으며, 2000년대 후반 이후 다시 하강하는 특성을 나타내었다. 반면, 명태 주요 산란장이 위치한 동한만과 어장 중심이 형성되는 동해 중부 연안의 수온은 서로 다른 변동 특성을 나타내었다. 동한만의 겨울철 수온은 1980년 후반 이후 급격히 상승하였으며, 2000년 후반 이후 다시 하강하는 특성을 나타내었으며, 이러한 장기 변동특성은 2월과 3월에 더욱 뚜렷하였다. 반면 어장의 중심이 형성되는 동해 중부 연안의 수온은 1990년대 중후반 이후 지속적으로 상승하였으며, 2000년 후반 이후 수온이 하강하는 특성은 뚜렷이 나타나지 않았다. 이러한 산란장과 어장의 수온변화는 명태 자원량과 변동 특성이 유사하였다. 특히 산란장의 수온 변화는 난과 자·치어를 포함한 초기 생활사 시기의 생존율에 영향을 미치는 주요 인자로 작용한다. 1980년대에는 명태의 산란에 적합한 환경이 조성되는 면적과 지속시간이 평년보다 증가하였으며, 반대로 동해에 서식하는 명태의 자원량이 급격히 감소한 1980년대 후반 이후에는 산란장 면적과 적합한 환경이 지속되는 시간이 급격히 감소하였다. 명태 자원량 변화는 서식처의 물리적 환경변화와 유의한 상관성을 가지며, 특히 산란장의 수온 상승에 따른 산란에 적합한 환경이 조성되는 면적과 지속시간의 감소 그리고 어장의 축소는 명태 자원량 변화에 영향을 미치는 주요 인자로 작용하였다.

국립수산과학원은 과거 해양관측자료 복원사업을 통해 1961년 이전의 정선해양관측 및 연안정지관측 자료를 복원하여 디지털화 하였다. 먼저 한국근해 해양관측(정선해양관측) 자료 중 과거부터 현재까지 정점이 일치하는 21개 정점에 대한 지난 80년-92년간 표층 수온의 연변동을 분석한 결과 다소 차이는 있으나 상승 경향을 나타내었으며, 서해와 남해는 기존 연구와 동일하게 연안역보다 근해역에 위치한 정점에서 수온상승 경향이 높게 나타났다. 그러나 동해는 기존 연구와 달리 연안역보다 근해역에 위치한 정점에서 낮은 수온상승 경향을 나타내었다. 다음으로 복원된 연안정지관측 자료 중 각 동·서·남해를 대표할 수 있는 3개 정점에 대한 지난 89년-98년간 표층수온의 연변동을 살펴보면 동해(주문진, 1.63℃), 남해(거문도, 1.16℃). 서해(부도, 0.79℃)로 동해의 상승경향이 가장 뚜렷하였으며, 뚜렷한 주기 성은 파악하기 어려우나 대체로 3~6년을 주기로 상승과 하강을 반복함을 알 수 있었다. 특히 1980년대 이후 대부분 정점에서 양의 편차를 나타내었다. 마지막으로 해양-대기 상호작용을 이해하기 위해 연안정지관측정점의 표층수온변화에 따른 기온의 상관성을 분석한 결과 상관계수 값이 남해(거문도)는 0.76, 서해(부도)는 0.34, 동해(주문진)는 0.32로 남해가 가장 높게 나타났다.

낙동강 하구에서 연속관측 자료를 바탕으로 담수의 방류와 수온 및 염분의 시간에 따른 반응을 조사하였다. 낙동강 하구 서쪽 해역에 계류형 센서를 설치하고 2017년 4월 1일부터 2018년 3월 31일까지 10분 간격으로 수온과 염분을 측정하였다. 담수의 방류량은 평상시에 200 m3 s-1 d-1 이하로 유지되었으나, 풍수기에는 500 ~ 1000 m3 s-1 d-1 이상의 많은 양의 담수가 빈번하게 방류되었다. 담수의 방류는 대조기에는 간조를 전후하여 발생하였고, 소조기 동안에는 계속적으로 일어났다. 평상시에 수온과 염분은 소조기 동안 큰 변동 없이 안정 되는 경향을 보이는 반면에, 대조기에는 방류주기에 따라 규칙적인 변동을 나타내었다. 연구기간 동안 염분은 평균 29이었으며, 평상시에 염분 농도는 평균 이상으로 유지되었고 일시적인 감소 이후에도 빠르게 회복되었다. 풍수기에는 약 3개월 동안 평균 이하의 저염환경이 지속되었다. 이러한 결과는 담수의 방류량뿐만 아니라 방류의 지속시간과 대량 방류의 빈도가 낙동강 하구의 표층 수온과 염분의 변동성에 영향을 미치는 중요한 요인이 된다는 것을 의미한다.

본 연구에서는 2016년 8월 해역(서해, 남해, 동해)별로 기온에 따른 수온의 반응 및 지연시간을 연구하였다. 사용된 1시간 간 격의 자료는 국립수산과학원에서 제공하는 8개 지점 해역별 수온자료와 수온관측소 인근 8개 지점 기상청 AWS 기온자료를 이용하였 다. 내삽법을 이용하여 관측되지 못한 자료값을 계산하였고, FIR Filter를 이용하여 조류 및 일변화 영향을 제거하여 자료의 주기성을 파 악하였다. 남해 2 지점은 기온과 수온이 유사한 주기성을 가졌으며, 0.8의 높은 상관계수와 약 50시간의 지연시간을 나타냈다. 서해 4 지점은 얕은 수심과 조석차로 인해 기온변화에 따른 수온의 지연시간이 약 12시간으로 반응시간이 다른 해역에 비해 빨랐다. 동해는 해안지형에 따른 환경적 요인과 깊은 수심으로 인해 기온과 수온의 상관성을 보이지 않았다. 본 연구를 통해 AT-SST 간의 지연시간을 파악함으로써 양식생물의 피해를 최소화 하는데 기여할 것이고, 수산업에서의 폭염 피해에 대한 신속한 대응 체계가 마련될 것이라 기 대한다.

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.