The ocean is linked to long-term climate variability, but there are very few methods to assess the short-term performance of forecast models. This study analyzes the short-term prediction performance regarding ocean temperature and salinity of the Global Seasonal prediction system version 5 (GloSea5). GloSea5 is a historical climate re-creation (2001-2010) performed on the 1st, 9th, 17th, and 25th of each month. It comprises three ensembles. High-resolution hindcasts from the three ensembles were compared with the Array for Real-Time Geostrophic Oceanography (ARGO) float data for the period 2001-2010. The horizontal position was preprocessed to match the ARGO float data and the vertical layer to the GloSea5 data. The root mean square error (RMSE), Brier Score (BS), and Brier Skill Score (BSS) were calculated for short-term forecast periods with a lead-time of 10 days. The results show that sea surface temperature (SST) has a large RMSE in the western boundary current region in Pacific and Atlantic Oceans and Antarctic Circumpolar Current region, and sea surface salinity (SSS) has significant errors in the tropics with high precipitation, with both variables having the largest errors in the Atlantic. SST and SSS had larger errors during the fall for the NINO3.4 region and during the summer for the East Sea. Computing the BS and BSS for ocean temperature and salinity in the NINO3.4 region revealed that forecast skill decreases with increasing lead-time for SST, but not for SSS. The preprocessing of GloSea5 forecasts to match the ARGO float data applied in this study, and the evaluation methods for forecast models using the BS and BSS, could be applied to evaluate other forecast models and/or variables.

해양재분석 자료는 관측 자료를 수치 모델에 동화함으로, 관측 자료의 시공간적인 제약을 극복하고 해양 변수 간 의 물리적 상호작용을 고려한 격자화된 고해상도 정보를 제공함으로써 해양순환 및 기후 연구에 광범위하게 사용되고 있다. 이 연구에서는 기존에 생산된 12년간(2011년부터 2 02 2년까지)의 북서태평양 지역해양 재분석 자료를 확장하여 30 년간(1993년부터 2 02 2년까지)의 1/24o 수평해상도를 갖는 장기 재분석 자료(K-ORA22E)를 생산하고, 이를 분석하여 한 반도 주변해역에서의 장기 해양기후변화를 진단하였다. K-ORA22E 데이터를 통해 한반도 주변 해역의 수온 상승 경향 을 분석한 결과, 쿠로시오 확장역에서 쿠로시오의 경로가 지난 30년 동안 1년에 약 6 km 씩 북상하였으며, 쿠로시오 경 로의 북쪽에서 수온 상승이 두드러졌다. 한반도 주변 해역 중에서는 동해에서 수온 상승이 가장 뚜렷했다. 특히, 동해에서는 표층보다는 중층에서 수온 상승이 두드러졌으며, 동한난류의 수온 상승률은 전 지구 평균보다 2 -3배 높았다. 황해저 층냉수가 출현하는 황해 중앙부에서는 장기적으로 수온이 상승하였으나, 한반도 서해안과 남해안에서는 수온이 오히려 감소하는 경향이 나타났다. 이러한 수온의 장기변화의 공간적인 차이는 쿠로시오 해류의 북상에 따른 열수송의 경로와 밀접한 관련이 있을 것으로 보인다. 이 연구에서 구축된 K -ORA2 2 E와 같은 고해상도 지역 해양 재분석 자료는 한반도 주변 해역의 장기 변동성을 이해하고 기후 변화의 영향을 분석하는 데 중요한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

Background: The biological information of fish, which include reproduction, is the prerequisite and the basis for the assessment of fisheries. Methods: The aim of this work was to know the reproductive biology with the first sexual maturity (TL50) and the spawning period for 58 mainly fish species in the waters around La Réunion Island (Western Indian Ocean). Twenty families belonging to the Actinopterygii were represented (acanthuridae, berycidae, bramidae, carangidae, cirrhitidae, gempylidae, holocentridae, kyphosidae, labridae, lethrinidae, lutjanidae, malacanthidae, monacanthidae, mullidae, polymixiidae, pomacentridae, scaridae, scorpaenidae, serranidae, sparidae; 56 species; n = 9,751) and two families belonging to the Elasmobranchii (squalidae, centrophoridae; 2 species; n = 781) were sampled. Between 2014 and 2022, 10,532 individuals were sampled covering the maximum months number to follow the reproduction periods of these species. Results: TL50 for the males and the females, respectively, ranged from 103.9 cm (Acanthurus triostegus ) to 1,119.3 cm (Thyrsitoides marleyi ) and from 111.7 cm (A. triostegus ) to 613.1 cm (Centrophorus moluccensis ). The reproduction period could be very different between the species from the very tight peak to a large peak covered all months. Conclusions: Most species breed between October and March but it was not the trend for all species around La Réunion Island.

해양은 인간이 발생시킨 대기 중 탄소를 흡수하고 탄소가 대기 중에 더욱 축적되는 것을 방지하는 등 국제 탄소 순환에서 중요 한 역할을 하고 있다. 그러나 유엔기후변화협약(UNFCCC) 당사국총회 및 주요 협상의제에서 해양 분야는 기후변화에 의한 희생자로 여겨 진 반면, 기후해결을 위한 해결책으로서는 크게 주목받지 못하였다. 최근 해양과 기후시스템이 서로 긴밀하게 연결되어 있고 해양은 기후 위기를 해결하기 위해 그 동안 다루지 않았던 수많은 기회를 제공할 수 있다는 인식이 제고되면서, 해양을 기반으로 한 기후 행동을 강화 하기 위한 논의를 시작하고 있다. UNFCCC는 2020년부터 해양과 기후변화 이슈를 통합하고 이를 강화하기 위한 논의의 장으로서 ‘해양대 화’를 개최하며, 해양기반기후행동을 강화하기 위한 방안과 도전과제 등을 논의·공유하고 있다. 이와 관련하여 본 연구는 해양기반기후행 동에 대한 국제적 논의 배경과 주요 내용을 살펴보고, 해양기반기후행동이 추구해야 하는 내용의 범위와 이를 달성하기 위한 방향에 대 한 견해를 제시해보았다. 그리고 해양기반기후행동을 강화하기 위한 방안으로서 통합적 접근과 상호혜택의 증진 등을 위한 과제를 제시 하고, 이를 기반으로 국내에서 해양기반기후행동을 강화하기 위한 과제를 제안하였다.

The demand for transportation is increasing due to the continuous generation of radioactive wastes. Especially, considering the geographical characteristics of Korea and the location characteristics of nuclear facilities, the demand for maritime transportation is expected to increase. If a sinking accident happens during maritime transportation, radioactive materials can be released into the ocean from radioactive waste transportation containers. Radioactive materials can spread through the ocean currents and have radiological effects on humans. The effect on humans is proportional to the concentration of radioactive materials in the ocean compartment. In order to calculate the concentration of radioactive materials that constantly flow along the ocean current, it is necessary to divide the wide ocean into appropriate compartments and express the transfer processes of radioactive materials between the compartments. Accordingly, this study analyzed various ocean transfer evaluation methodologies of overseas maritime transportation risk codes. MARINRAD, POSEIDON, and LAMER codes were selected to analyze the maritime transfer evaluation methodology. MARINRAD divided the ocean into two types of compartments that water and sediment compartments. And it was assumed that radionuclides are transfered from water to water or from water to sediment. Advection, diffusion, and sedimentation were established as transfer process for radionuclides between compartments. MARINRAD use transfer parameters to evaluate transer processes by advection, diffusion, and sedimentation. Transfer parameters were affected by flow rate, sedimentation rate, sediment porosity, and etc. POSEIDON also divided the ocean into two types that water and sediment compartment, each compartments was detaily divided into three vertical sub-compartment. Advection, diffusion, resuspension, sedimentation, and bioturbation were established as transport processes for radionuclides between compartments. POSEIDON also used transfer parameters for evaluating advection, diffusion, resuspension, sedimentation, and bioturbation. Transfer parameters were affected by suspended sediment rates, sedimentation rates, vertical diffusion coefficients, bioturbation factors, porosity, and etc. LAMER only considered the water compartment. It divided the water compartment into vertical detailed compartments. Diffusion, advection and sedimentation were established as the nuclide transfer processes between the compartments. To evaluated the transfer processes of nuclides for diffusion and advection, LAMER calculated the probability with generating random position vectors for radionuclides’ locations rather than deterministic methods such as MARINRAD’s transfer parameters or POSEIDON’s transfer rates to evaluate transfer processes. The results of this study can be used as a basis for developing radioactive materials’ ocean transfer evaluation model.

본 연구에서는 부산신항에서 스크러버를 장착한 선박이 세정수를 배출하였을 때 인근 해역에 미치는 영향을 검토하기 위해 확산예측을 수행하였다. 세정수에 포함된 용존무기탄소(DIC)의 농도를 통제한 채로 세정수의 pH 조건별로 해역에 미치는 영향을 대조기 와 소조기로 나누어 평가하였다. 선박 1대에서 24시간 동안 세정수를 배출할 때, pH가 최대 0.076, 0.083 감소하였다. DIC의 경우 0.561mg/L, 0.612mg/L 증가하였다. 부산신항에 수용가능한 선박수인 24대를 전부 가정하여 실험하였을 경우 pH는 0.200, 0.545 감소하였고, DIC는 1.464mg/L, 3.629mg/L 증가하였다. 일반적으로 스크러버가 세정수를 처리하였을 때 pH 6.1인 것을 감안하여 선박 1대에서 pH 6.1인 조건으 로 24시간 동안 세정수를 배출하는 경우 우리나라 연근해의 연간 pH 변화량보다 약 33.7배 더 큰 폭으로 감소하는 것으로 계산되었다. 선 박이 24대일 경우에는 하루이상 표층의 성층화를 유발하고 수심 4m까지 영향을 주는 것으로 예측되었다.

인공위성 관측 유의파고는 기후변화에 대한 해양의 반응을 이해하는데 널리 활용되므로 장기간의 지속적인 검 증이 필요하다. 본 연구에서는 1992년부터 2016년까지 25년 동안 북태평양과 북대서양에서 9종의 인공위성 고도계 관 측 유의파고의 정확도를 평가하고 오차 특성을 분석하였다. 위성 고도계와 부이 관측 유의파고 자료를 비교 분석하기 위하여 137,929개의 위성-실측 유의파고 일치점 자료를 생성하였다. 북태평양과 북대서양에서 위성 고도계 유의파고는 0.03 m의 편차와 0 . 27m의 평균제곱근오차를 보여 비교적 높은 정확도로 관측되고 있음을 확인하였다. 그러나 위성 고 도계 유의파고는 지역적인 해역 특성에 따라 오차의 공간 분포 특성이 상이하였다. 실측 유의파고에 따른 오차, 위도별 오차의 계절분포 및 연안으로부터 거리에 따른 오차를 분석하여 오차 요인을 파악하고자 하였다. 대부분의 위성에서 실측 유의파고가 낮을 때 과대추정되었으며 실측 유의파고가 높을 때 과소추정되는 경향이 나타났다. 고도계 유의파고의 오차는 겨울철에 증가되고 여름철에 감소되는 뚜렷한 계절변화를 보였으며 고위도로 갈수록 변동성이 증폭되었다. 연안 으로부터 거리에 따른 평균제곱근오차는 100 km 이상의 외해에서는 0 . 3m 이하로 높은 정확도를 보인 반면 15 km 이 내의 연안에서는 오차가 0 . 5m 이상으로 현저하게 증가하였다. 본 연구의 결과는 인공위성 고도계 자료를 활용하여 전 구 및 지역적인 해역에서 유의파고의 시공간 변동성 분석 시 각별한 주의가 필요함을 시사한다.

본 연구의 목적은 공학설계 기반 오션 클린업 수업이 STEAM 태도와 창의공학적 문제해결성향에 미치는 영향 을 알아보는 것이다. 또한 이 과정에서 학생들이 공학설계 기반 수업에서 접하는 흥미로운 점을 파악하고자 하였다. 본 연구에서는 공학설계를 전공한 교수 1명과 석사 이상의 공학설계 전문가 5명이 함께 공학설계를 기반으로 한 6차시의 과학수업을 개발하여 검토하였다. 수업의 주제는 실제 오션 클린업 프로젝트에서 구현된 방법을 기반으로 해양 오염을 줄이기 위한 과학 및 공학적 해결과정의 설계 및 구현으로 선정되었다. 공학설계 과정은 NGSS(2013)에서 제시한 공학 설계 모형을 활용하였으며, 최적화 과정을 통해 재설계를 경험할 수 있도록 구성하였다. 효과를 검증하기 위해 Park et al.(2019)이 개발한 STEAM 태도 설문지 및 Kang and Nam(2016)이 개발한 창의공학적 문제해결성향 검사 도구를 사 용하였다. 효과성 검정을 위한 통계분석을 위해 사전 및 사후 t-검정을 사용하였다. 또한, 학습자가 경험한 흥미로운 점 의 내용은 기술적인 응답을 받아 전사하고, 중심도 분석을 통해 분석 및 시각화하였다. 결과는 과학 수업에서 공학설계 기반 오션 클린업 수업이 STEAM 태도와 창의공학적 문제해결성향 모두에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 확인하였다 (p< .05). 또한, 비정형 데이터 분석 결과, 학습자가 학습에 관심을 갖는 요인으로 이공계 지식, 공학적 경험, 협동과 협 업이 나타나 공학적 경험이 중심 요인임을 확인하였다.

지구의 기후 변화를 유도하고 제어하는 가장 중요한 역할을 하는 것은 해양의 해류이다. 황해는 수심이 동해 에 비해 매우 얕고, 다양한 바람과 조류, 강물의 유입, 동중국해에서의 해수 유입 등 외력의 영향으로 해수의 순환과 해류가 상당히 복잡하다. 황해난류는 겨울철 황해의 대표적인 해류로서 겨울철 황해와 동중국해 바람 변동성과 밀접한 관련이 있으며, 황해의 수온과 염분 분포에 큰 영향을 주어서 중등학교 교과서에서 중요하게 다루어질 필요성이 있다. 2015 개정 교육과정 기반 중등학교 과학 및 지구과학 교과서의 황해난류와 관련된 내용을 분석하였다. 또한 해류의 시 간 변동성에 대한 교사들의 인식을 조사하기 위해 중등학교 과학 교사들을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 대부분의 교사들은 황해난류가 우리나라 서해안으로 연중 북상하고 있으며 일반적인 난류와 같이 여름철에 강하다는 잘못된 지 식을 가지고 있는 것으로 나타났다. 황해난류는 해류의 세기가 강한 계절변동성을 가지는 북한한류와 달리 해류 자체가 연중 항시 존재하지 않으며 겨울철에만 발생하는 해류이다. 이러한 교사들의 교과내용 지식에 대한 오류는 북한한류가 겨울철에 강하다는 오개념을 가지게 된 연유와 유사한 배경을 가지고 있었다. 따라서 본 연구에서는 황해난류에 대한 교과서 내용의 오류를 분석하여 제시하였다. 또한 학생들과 교사들의 데이터 리터러시 함양을 위하여 탐구활동에서 활 용할 수 있는 황해난류에 대한 수업 자료를 개발하였다. 황해 해수면 온도를 가시화할 수 있는 GUI 프로그램을 소개하 였고, WOA (World Ocean Atlas) 2018 해양 실측 수온 및 염분자료와 국립해양조사원에서 생성한 해양 수치모델 재분 석자료를 활용하여 수온과 염분의 공간 분포를 도시하는 자료를 개발하여 제시하였다. 이러한 해양 자료를 활용한 데이 터 시각화과정은 교사들의 오개념을 개선하고, 나아가 학생들과 교사들의 해양 리터러시뿐만 아니라 데이터 리터러시도 제고하는 계기가 될 것으로 기대된다.

해수 속의 용존 유기·무기물과 플랑크톤 등의 상호 작용은 해수의 색과 광학적 특성을 결정한다. 동중국해에 위치한 이어도 해양과학기지(I-ORS) 주변의 해역은 서쪽으로 양자강 저염수, 남쪽으로 대마 난류에 영향을 받아 한반도 주변의 해수 순환과 광특성 변동 연구에 적합하다. 본 연구에서는 MODIS/Aqua로 관측한 위성 원격 반사도와 NOMAD 실측 원격 반사도를 이용하여 2016년 1월부터 2020년 12월까지 I-ORS 주변의 해수의 원격반사도를 스펙트 럼 특성에 따라 23가지의 유형으로 분류하였으며, 이어도 해양 과학기지 주변 해역(d ≤ 10 km)의 위성 일치점 자료 59,532개를 이용하여 연구 해역 수형의 계절 변동 특성을 제시하였다. 각 관측 지점에서의 원격 반사도 스펙트럼은 분 광 각도법을 이용하여 기준 스펙트럼과의 유사도를 비교함으로써 가장 근접한 기준 수형으로 분류 하였으며 분광 유사 도가 10o 이내일 때만 유의미하다고 판단하였다. 연구 기간내 I-ORS 주변 해역에서는 상대적으로 맑은 해역에서 잘 나 타나는 수형이 50% 이상으로 가장 빈번하게 관측되었다. 계절별 수형의 도수분포에서 여름과 겨울의 분포 양상이 다르 게 나타났고, 특히 여름에는 맑은 해수에서 주로 나타나는 7 이하의 수형이 주로 출현한 반면에 겨울에는 전체 4% 미 만으로 존재하였다. I-ORS 주변을 비롯한 동중국해의 수형의 공간 분포 특성을 고려할 때 I-ORS는 해수 수형의 전이 대에 위치한 것으로 판단된다. 본 연구는 한반도 연안에서의 수형 변동을 분석함으로써 해수의 광학 특성 이해을 이해 하고 인공위성 해색 변수의 정확도 향상을 위한 토대 마련에 기여할 것으로 기대된다.

The introduction of autonomous underwater gliders (AUGs) specifically addresses the reduction of operational costs that were previously prohibited with conventional autonomous underwater vehicles (AUVs) using a "scaling-down" design philosophy by utilizing the characteristics of autonomous drifters to far extend operation duration and coverage. Long-duration, wide-area missions raise the cost and complexity of in-water testing for novel approaches to autonomous mission planning. As a result, a simulator that supports the rapid design, development, and testing of autonomy solutions across a wide range using software-in-the-loop simulation at faster-than-real-time speeds becomes critical. This paper describes a faster-than-real-time AUG simulator that can support high-resolution bathymetry for a wide variety of ocean environments, including ocean currents, various sensors, and vehicle dynamics. On top of the de facto standard ROS-Gazebo framework and open-sourced underwater vehicle simulation packages, features specific to AUGs for ocean mapping are developed. For vehicle dynamics, the next-generation hybrid autonomous underwater gliders (Hybrid-AUGs) operate with both the buoyancy engine and the thrusters to improve navigation for bathymetry mappings, e.g., line trajectory, are is implemented since because it can also describe conventional AUGs without the thrusters. The simulation results are validated with experiments while operating at 120 times faster than the real-time.