본 연구에서는 SLSTR로부터 산출된 위성 해수면온도 자료를 수집하여, 한반도 연안 해역에서의 실측 자료와 의 일치점을 생산하여 정확도를 검증하고자 하였으며 정확도에 영향을 미치는 환경적 요인에 대해 분석하였다. 2021년 1월부터 2023년 12월까지 3개년의 자료를 수집하였고, 총 497개의 일치점을 생산하였다. SLSTR 위성 해수면온도는 부 이 관측 해수면온도와 비교하였을 때 0.42K의 평균 제곱근 오차와 0.24 K의 평균 편차를 보였으며, 이는 SLSTR 위 성 사전 발사 요구사항을 만족하는 수치였다. 주간에는 0.14 K, 야간에는 0.29 K의 평균 편차로 야간의 음의 편차가 더욱 크게 나타났으며, 겨울철에는 음의 편차가, 여름철에는 양의 편차가 나타나는 계절적 변동성을 보였다. 해역별로는 동해에 비해서 황해와 남해에서 평균 제곱근 오차의 범위가 넓게 나타났다. 이외에도 연안으로부터의 거리, 풍속, 해수 면온도의 공간구배와 같은 요인에 의해 변동하는 특성이 나타났다. 위성 해수면온도는 4 m s1의 낮은 풍속 범위에서 주 간에는 양의 편차가, 야간에는 음의 편차가 나타났으며 전반적으로 야간의 편차가 더욱 큰 것으로 나타났다. 연안으로 부터의 거리가 멀어질수록 위성 해수면온도의 오차는 감소하는 경향을 보였으며 해수면온도의 공간 구배가 커질수록 평균 제곱근 오차가 증가하였다. 본 연구 결과는 다양한 환경적 요인에 의한 영향을 많이 받는 국지적인 환경에서의 SLSTR 위성 해수면온도 활용 연구를 위한 선행 연구로 추후 위성 해수면온도의 오차 변동 특성에 대한 이해를 바탕으 로한 연구가 진행되어야 함을 강조하였다.

Western coastal area of Chungnam, including Cheonsu Bay and Garorim Bay, has suffered from hot and cold extremes. In this study, the extreme sea surface temperature on the western coast of Chungnam was analyzed using the quantile regression method, which extracts the linear regression values in all quantiles. The regional MOHID (MOdelo HIDrodinâmico) model, with a high resolution on a 1/60o grid, was constructed to reproduce the extreme sea surface temperature. For future prediction, the SSP5-8.5 scenario data of the CMIP6 model were used to simulate sea surface temperature variability. Results showed that the extreme sea surface temperature of Cheonsu Bay in August 2017 was successfully simulated, and this extreme sea surface temperature had a significant negative correlation with the Pacific decadal variability index. As a result of future climate prediction, it was found that an average of 2.9oC increased during the simulation period of 86 years in the Chungnam west coast and there was a seasonal difference (3.2oC in summer, 2.4oC in winter). These seasonal differences indicate an increase in the annual temperature range, suggesting that extreme events may occur more frequently in the future.

해상풍은 해양의 표층 해류 및 순환, 혼합층, 열속의 변화를 주도하며 해양-대기 상호작용을 이해할 수 있는 중요한 변수이다. 인공위성의 발달에 따라 산란계 관측 자료를 기반으로 산출한 해상풍은 여러 목적으로 광범위하게 사용 되어 왔다. 한반도 연안과 같은 복잡한 해양 환경에서 산란계 관측 해상풍은 해양 및 대기 현상 이해에 중요한 요소이다. 따라서 위성 해상풍의 정확도 검증 결과가 다양한 활용을 위하여 중요하게 활용될 수 있다. 본 연구에서는 대표적인 산란계인 MetOp-A/B (METeorological OPerational satellite-A/B)에 탑재된 ASCAT (Advanced SCATterometer) 해상풍 자료를 한반도 주변의 16개 지점에서 2020년 1월부터 12월까지 실측된 해양기상부이 해상풍 자료와 비교하여 해상풍의 정확도를 검증하였다. 해수면으로부터 4-5 m 고도에서 관측된 부이 바람은 LKB (Liu-Katsaros-Businger) 모델을 활용하여 10 m의 중립 바람으로 변환하였다. 일치점 생산 과정 결과 MetOp-A와 MetOp-B에 대하여 5,544개와 10,051 개의 일치점을 만들었다. 각 위성 해상풍 풍속의 평균제곱근오차는 1.36 m s−1와 1.28 m s−1, 편차는 0.44 m s−1와 0.65 m s−1로 나타났다. 산란계의 풍향은 MetOp-A와 MetOp-B에서 각각 –8.03 o와 –6.97 o의 음의 편차와 32.46 o와 36.06 o 의 평균제곱근오차를 보였다. 이러한 오차들은 해양-대기 경계층 내의 성층과 역학과 관련된 것으로 추정된다. 한반도 주변 해역에서 산란계 해상풍은 특히 풍속이 약한 구간에서 실측 풍속보다 과대추정되었다. 또한 연안으로부터의 거리가 가까워질수록 오차가 증폭되는 특성이 나타났다. 본 연구 결과는 산란계 해상풍 자료를 이용하는 해양-대기 상호작 용 및 태풍 연구와 같은 한반도 연안 해역의 예측 모델 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

최근의 기후변화는 연안에서 더욱 가속화되고 있어 연안에서의 해양 환경변화 감시의 중요성이 커지고 있다. 클로로필-a 농도는 해양 환경 변화의 중요한 지표 중 하나로 수십년 동안 여러 해색 위성을 통해 전구 해양 표층의 클로 로필-a 농도가 산출되었으며 다양한 연구 분야에 활용되었다. 하지만 연안 해역의 탁한 해수는 외해의 맑은 해수와는 구별되는 구성 성분과 광학적 특성으로 인해 나타나는 심각한 오차 때문에 일반적으로 사용되는 전지구 대양을 위하여 만들어진 클로로필-a 농도 알고리즘은 연안 해역에 대입할 수 없다. 또한 연안 해역은 해역에 따라 성분과 특성이 크게 달라져 통일된 하나의 알고리즘을 제시하기 어렵다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 연안의 탁도가 높은 해역에서는 구성 성분과 광학적 변동 특성을 고려한 다양한 알고리즘들이 개발되어 사용되어 왔다. 클로로필-a 농도 산출 알고리즘은 크게 경험적 알고리즘, 반해석적 알고리즘, 기계학습을 활용한 알고리즘 등으로 나눌 수 있다. 해수의 반사 스펙트 럼에 기반한 청색-녹색 밴드 비율이 기본적인 형태로 주로 사용된다. 반면 탁한 해수를 위해 개발된 알고리즘은 연안 해역에 존재하는 용존 유기물과 부유물의 영향을 상쇄시키기 위한 방식으로 녹색-적색 밴드 비율, 적색-근적외 밴드 비 율, 고유한 광학적 특성 등을 사용한다. 탁한 해수에서의 신뢰성 있는 위성 클로로필-a 농도 산출은 미래의 연안 해역을 관리하고 연안 생태 변화를 감시하는데 필수적이다. 따라서 본 연구는 탁도가 높은 Case 2 해수에서 활용되어온 알고리즘들을 요약하고, 한반도 주변해역의 모니터링과 연구에 대한 문제점을 제시한다. 또한 다분광 및 초분광 센서의 개발로 더욱 정확하고 다양한 해색 환경을 이해할 수 있는 미래의 해색 위성에 대한 발전 전망도 제시한다.

본 연구는 서해에 위치한 영광 연안해역의 해양수질환경 및 해저퇴적물 환경을 파악하여 기초자료로 제공하고자 한다. 영광 안마도 인근 해역의 21개 정점을 선정하여 2020년 7월에 조사를 실시하였다. 표층해수는 고무 용질의 소형바스켓, 저층은 Van Dorn 채수기를 이용하여 채수하였고, 퇴적물은 Van Veen grab sampler로 채취하였다. 분석항목은 수온, 염분, DO, COD, 영양염류 등 13개의 항목이며, ‘해양환경공정시험기준(해양수산부, 2019)’에 준하여 분석을 실시하였다. 수온은 21.20 ~ 24.20℃, 염분은 31.35 ~ 32.53 psu, 수소이온농도 는 7.62 ~ 8.06, 투명도는 0.20 ~ 3.10 m, 부유물질 농도는 47.00 ~ 455.20 mg/L, COD의 경우에는 0.42 ~ 3.78 mg/L, Chl-a는 0.70 ~ 5.51 μg/L, 용존 무기질소는 0.28 ~ 4.17 uM, 인산은 0.24 ~ 1.14 uM, 규산 규소는 16.28 ~ 35.35 uM, 총 질소는 0.186 ~ 0.542 mg/L, 총 인의 경우 0.037 ~ 0.111 mg/L 의 범위를 나타내었다. 퇴적물 COD의 경우 일본수산용수기준치인 20 mg/g-dry(일본수산자원보호협회편, 2000)보다 낮은 값을 나타내었다. 또한 주성분 분석을 실시하여 해역의 특성을 파악하였다.

Species composition and seasonal variations of fish in the Five West Sea Islands in Korea, were investigated by using otter trawls and bongo nets from 2014 to 2015. During the surveyed period using an otter trawl, a total of 53 species, 147,253 ind./km2 and 2,721,296 g/km2 of fish were collected by otter trawls. The individual dominant species were Chaeturichthys stigmatias (30.3%), Coilia nasus (18.2%), Engraulis japonicus (12.3%), and Setipinna tenuifilis (12.2%). Moreover, the biomass dominant species in biomass were Liparis tanakae (21.3%), Beringraja pulchra (18.5%), Engraulis japonicus (8.3%) and Okamejei kenojei (8.1%). Eggs by bongo nets included 1,748 ind./1,000 m3 of Engraulis japonicus and 64,691 ind./1,000 m3 of unidentified species. A total of 15 species and 2,015 ind./1,000 m3 of fish larvae were collected, and the dominant species were Johnius belengerii and Pholis fangi.

본 연구는 51년 장기(1967-2017년) 수온 관측자료와 ONI(Oceanic Niño Index)를 이용하여 El Niño와 La Niña가 한국 동해 연안용승 발생에 미치는 영향을 파악하였다. 수온의 시계열분석 결과 하계 연안용승 발생빈도가 동해남부(울기~감포) 연안에서 가장 높았다. 하계 ONI 가 2.5 이상 급감하는 연변동이 발생한 1987-1988년과 1997-1998년에 동해 전 연안역(부산~고성)의 수온이 4~7 ℃ 급상승하였다. ONI가 1.5 이상으로 El Niño가 강한 1987, 1997년과 ONI가 –0.8 이하로 La Niña가 강한 1988, 1998년 동해 연안역의 수온구조가 서로 다르게 나타 났다. El Niño가 강한 시기 연안해역의 이상 수온은 음의 값으로 비교적 차가운 냉수괴가 분포한다. 이는 수온 경계층경사(Baroclinic tilting) 가 강해 연안역의 수온 성층 형성 수심이 얕아지기 때문이다. La Niña가 강한 시기는 El Niño가 강한 시기와 반대로 이상 수온은 양의 값으 로 수온이 높게 나타났다. 또한 수온의 경계층경사가 El Niño가 강한 시기에 비해 약해 수온 성층이 El Niño가 강한 시기보다 깊은 곳에 형 성된다. El Niño가 강한 시기 얕은 수심에 수온성층이 형성되는 현상은 하계 남풍계열의 바람에 의한 연안용승이 발생할 확률을 높일 수 있다. 반대로 La Niña가 강한 시기에는 남풍계열의 바람이 지속적으로 불어도 연안용승이 발생할 확률이 작다. 왜냐하면, 수온성층이 El Niño가 강한 시기에 비해 깊은 수심에서 형성되기 때문이다.

The diet composition of Arctoscopus japonicus was studied using 448 specimens collected in the coastal waters of East Sea, Korea. The size of the specimens ranged from 6.2-25.3 cm in total length (TL). A. japonicus were fed mainly on amphipods that constituted 76.1% in IRI. Euphausiids were the second largest prey component. The diets also include small quantities of crabs, copepods, mysids, cephalopods, monogeneans, and fishes. A. japonicus showed ontogenetic changes in feeding habits. Smaller individuals (6-10 cm, TL) fed mainly on amphipods. The proportion of amphipods decreased as body size increased, whereas the consumption of euphausiids gradually increased (10-14 cm, TL). As the body size more increased, the proportion of amphipods increased whereas euphausiids decreased (14-26 cm, TL).

In the shallow coastal area, located off the northwestern Taean Peninsula of the eastern Yellow Sea, geoacoustic models with two layers were reconstructed for underwater acoustic experimentation and modeling. The Yellow Sea experienced glacio-eustasy sea-level fluctuations during Quaternary period. Coastal sedimentation in the Yellow Sea was characterized by alternating terrestrial and shallow marine deposits that reflected the fluctuating sea levels. The coastal geoacoustic models were based on data from piston, grab cores and the high-resolution 3.5 kHz, chirp seismic profiles (about 70 line-kilometers, respectively). Geoacoustic data of the cores were extrapolated down to 3 m in depth for geoacoustic models. The geoacoustic property of seafloor sediments is considered a key parameter for modeling underwater acoustic environments. For simulating actual underwater environments, the P-wave speed of the models was adjusted to in-situ depth below the sea floor using the Hamilton method. The proposed geoacoustic models could be used for submarine acoustic inversion and modeling in shallow-water environments of the study area.

동해 연안의 영양염의 장기간 변동 특성을 파악하기 위하여 2013년부터 2017년까지 5년간 격월별로 속초, 죽변, 감포 연안의 3개 정점에서 수온, 염분, 용존산소, 영양염을 조사하였다. 5년 동안 동해연안에서 수온은 1.2∼28.8 ℃, 염분은 30.63∼34.79, 용존산소는 3.53∼7.64 mL/L의 범위였으며 수온의 연직분포 변동에 따라 환경요인들의 분포와 변동이 결정되고 있었고, 북한한류수의 남하 유입에 의해 2015년과 2016년에 속초연안에서 용존산소가 높게 나타났다. 용존무기질소(DIN, NH4-N+NO2-N+NO3-N)의 농도는 0.11∼24.19 μM, 인산 인의 농도는 0.01∼1.75 μM, 규산 규소의 농도는 0.17∼32.80 μM의 범위 내에서 변동하였다. 동해연안의 N:P 비는 0.7∼54.3(평균 15.2), N:P 기울기는 해역별로 11.67∼13.75의 범위로, Redfield 비(16)보다 낮아, 동해연안에서는 대체로 질산 질소가 식물플랑크톤의 성장을 제한하는 영양염인 것으로 나타났다. 전체 N:P 기울기의 상관관계(R2)는 0.95로 높아 주변 육상 또는 비점오염원의 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 결론적으로 동해 연안에서 영양염의 시·공간적 변동은 수온의 성층구조 변동에 따른 저층 영양염의 혼합에 따라 결정되었으며, 외부 수괴 유입과 연안 용승 등의 물리적 요인에 의해 주로 영향을 받고, 육상으로부터 유입에 의한 영향은 적은 것으로 나타났다.

동해 연안지역의 고해상도 파랑예측을 위하여 통계적 규모축소화 방안을 적용하여 고해상도 동해 연안 파랑예측시스템을 구축하였다. 예측시스템을 구축하기 위하여 기상청 현업에서 예측된 동해 및 남해 연안파랑예측모델과 전구 파랑예측모델의 예측결과를 이용하였다. 3일까지는 연안파랑예측모델들의 결과를 그대로 활용하였고 3일 이후 7일까지는 전구파랑예측모델의 예측결과를 통계적 규모축소화 방안(역거리 가중 내삽방법과 조건부합성방법)을 적용하여 예측하였다. 예측된 고해상도 연안예측시스템을 이용하여 예측된 파고의 2차원 공간분포는 연안예측모델의 초기장(분석장)과 자기상관관계를 이용하여 검증하였고 부이 등 해양관측소 자료를 이용하여 파고 및 풍속 예측을 검증되었다. 수치모델의 예측성능과 유사하게 초기시간에는 예측성능이 높게 나타났으나 시간이 지남에 따라 예측성능이 점진적으로 감소되었다. 전체 기간의 파고 예측결과를 파고 관측자료를 이용하여 검증하였을 때 역거리 가중 내삽과 조건부합성방법 적용에 따른 상관계수와 평균 제곱근 오차는 0.46과 0.34 m에서 0.6과 0.28 m로 개선되었다.

남해 연안해역에서 이른 여름 식물플랑크톤 군집의 분포특성을 파악하기 위해 2018년 6월말에서 7월 중순까지 11개 해역을 대상으로 실시하였다. 결과 출현한 식물플랑크톤 출현 종은 56속 105종으로 규조류가 52.4%, 와편모조류가 40.0%, 기타 편모조류가 7.6%였다. 현존량은 표층에서 5.5~593.2 cells mL-1로 변화하여, 출현종과 현존량 모두 동부해역에서 높고, 서부 해역에서 낮은 특정을 나타내었다. 식물플랑크톤 군집은 남해 금포, 여수 오천동 및 고흥 외나로도 해역을 제외하면 규조류에 지배되는 특성을 보였으며, 우점종은 여수 오천동과 완도 충도를 제외하면 중심규조 Skeletonema costatum-like species (ls)에 의해 우점되었다. 그러나 오천동 해역은 유독와편모조류 Gymnodinium catenatum에 의해 극우점되었고, 남해 금포 및 외나로도 해역은 와편모조류 Tripos fusus에 의해 12% 이상의 우점율을 나타내었다. 이른 여름 남해 연안해역의 식물플랑크톤 군집의 공간분포는 강수량 등 영양염류 공급에 크게 지배되고 있는 것으로 판단할 수 있었다.

본 연구에서는 서해 연안에서의 실측-위성 해수면온도 차이를 규명하고 그 특성을 분석하기 위해 GCOM-W1/ AMSR2 마이크로파 해수면온도 자료와 서해 연안에 위치한 덕적도, 칠발도, 외연도 해양기상 부이의 실측 수온 자료를 활용하여 2012년 7월부터 2017년 12월까지 총 6,457개의 일치점 자료를 생산하였다. 5년 이상의 덕적도, 칠발도, 외연도 해양 부이 수온 자료와 AMSR2 해수면온도를 비교하여 정확도를 제시하였다. 마이크로파 위성 해수면온도와 현장 관측 부이 해수면온도 간의 차이는 풍속과 수온 등 환경 요인에 대한 의존성을 가지는 것으로 나타났다. 낮시간 풍속이 약할 때 (<6 ms−1 ) AMSR2 해수면온도는 실측 해수면온도보다 높게 산출되며, 밤시간에 대해서는 풍속이 커질수록 양의 편차가 증가함을 밝혔다. 또한 AMSR2 해수면온도와 실측 해양부이 수온 간의 차이가 증가하는 경향은 낮은 온도에서 마이크로파 센서의 민감도의 저하와 육지에 의한 자료오염과 관련이 있는 것으로 나타났다. 실측-위성 해수면온도 차이를 월별로 도시해본 결과, 마이크로파 위성 해수면온도의 편차는 강한 바람이 부는 겨울철에 가장 커진다고 알려져 있던 기존의 경향성과는 달리 덕적도, 칠발도 부이에서는 여름철 가장 큰 해수면온도 편차값이 나타났다. 이러한 차이는 부이의 위치에 따른 조석 혼합의 공간적 차등에 기인한 것으로 사료된다. 본 연구는 인공위성 합성장에 기여도가 높은 마이크로파 위성 해수면온도를 사용할 때 한반도 서해안에서 발생할 수 있는 문제점과 제한점을 제시하였다.

Maturity and spawning of the pointhead flounder, Hippoglossoides pinetorum were investigated on the basis of samples collected in the coastal waters off Gangwon-do, East Sea from January 2012 to December 2013. The average total length of H. pinetorum was 25.0 cm and 21.9 cm for females and males, respectively. The spawning period was from May to July according to monthly changes gonadosomatic index (GSI) and maturity stages. The spawning period in Gangwon-do was delayed relatively to that in Gyeongbuk-do. The mature egg diameter ranged between 300-700 ㎛. The relationship between TL and fecundity (F) was F = 63.574 TL - 1471.3 (R2=0.7603), that is, the larger total length, the more fecundity H. pinetorum had. We estimated that the TLs at 50% group maturity were 25.6 cm for females and 19.9 cm for males. The spawning ecology by sea area should be considered efficient resource management for H. pinetorum. Furthermore, it is necessary to study more on the relationships among growth, maturity and water temperature variations in the East Sea.