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.

본 연구에서는 대마난류(Tsushima Warm Current, TWC)의 유동 변화에 영향을 주는 요소를 파악하기 위하여 TWC의 수송량과 태 평양 순년진동(Pacific Decadal Oscillation, PDO) 및 엘니뇨 남방진동(El Niño - Southern Oscillation, ENSO)의 상호 관계 분석을 실시하였다. 25 년(1993~2018년) 동안의 TWC의 월별 수송량을 계산해보면 하계에 가장 크고 동계에 가장 작게 나타나는 계절변동 주기가 뚜렷하다. TWC 수송량과 PDO 및 ENSO의 한 척도인 Oceanic Niño Index(ONI) 각각의 주기성 파악을 위한 power spectrum 분석결과, TWC 수송량은 1년 주기 에서 peak를 보이지만 PDO 및 ONI는 뚜렷한 주기가 나타나지 않았다. 또한, TWC 수송량과 PDO 및 ONI의 상호 관계 파악을 위해 coherence 추정 방법을 이용하여 분석하였다. PDO 및 ONI의 coherence는 3년 이상의 장주기 변동에서 상호 기여도가 높으나 1년 이내의 단주기 변동 에서는 상호 기여도가 낮다. 그러나 TWC 수송량과 PDO 두 요소 간 0.8~1.2년 주기에서 coherence 값은 0.7로 상호 기여도가 높다. 한편 서수 도를 통과하는 TWC 수송량과 PDO는 Ⅰ기간(1993~2002년)과 Ⅲ기간(2010~2018년)에 역상관 관계성을 가진다. TWC 최대 수송량 (2.2 Sv 이 상)이 높게 나타나는 시기에 PDO 지수가 –1.0 이하의 음의 값, 2.2 Sv 이하로 작은 시기에 PDO 지수가 양의 값을 나타낸다. 따라서 장기적 인 PDO 지수 자료를 이용하면 TWC 수송량 변동 및 동해 연안역의 수온변화를 예측 또한 가능할 것으로 판단된다.

1996년 6월에 실시된 CREAMS 항해 관측 자료를 이용하여 동해 남부 해역의 해황을 분석하였다. 1996년은 1990년∼1999년 사이의 다른 해에 비해 동해 남부 해역에 저수온 현상이 나타났으며, 이러한 현상은 일본 연안을 따라 이동하는 쓰시마난류의 지류가 더욱더 연안에 근접하여 이동하는 것과 관련이 있다. 쓰시마난류의 분포는 수심 200m 이천의 대륙붕 위에 존재하는 core 형태의 고염분수 분포와 지형류의 분포로부터 확인된다. 해수의 안정도 계산결과로부터 고온 고염분수인 쓰시마 난류의 유입은 연안역의 연직 밀도 구조에 영향을 주게 되며, 이로 인하여 수주의 불안정한 상태를 초래하는 요인 중 한가지로 작용하는 것으로 나타난다.

하계 대한해협 서수도에는 연직적으로 특성이 서로 다른 세 개의 수괴가 존재한다. 그 중 표층수에 대하여 인접 해역의 해수 특성과 상호 비교함으로써 그 기원과 유로를 추정하였다. 그 결과, 표층수는 동지나해의 대륙붕 상에서 형성된 Kuroshio수와 중국대륙연안수의 혼합수로써, 중국대륙연안수의 영향을 더 많이 받는 것으로 나타났다. 대부분의 표층수는 Kyushu Island의 서쪽 해역, 경도 126˚E와 127˚E 사이 해역과 제주도 동쪽 해역을 거쳐 유입되고, 한국 연안 부근에 있는 일부 표층수는 제주도 서쪽해협을 거쳐 유입된 것으로 나타났다.

Interannual and decadal scale changes in body size of Pacific saury, catch and catch per unit effort were examined to investigate the environmental effects on the stock structure and abundance in the Tsushima Warm Current region. Interannual changes in thermal conditions are responsible for the different occurrence (catch) rates of sized group of the fish. Changes in body size due to environmental variables lead the stock to be homogeneous during the period of high abundance, while one of the reminder cohorts supports the stock during the period of low level of abundance. Migration circuits of two cohorts of saury stock are hypothesized on the basis of short life span and spatio-temporal changes of the stock structure in normal environmental conditions. Changes in upper ocean structure and production cycles by the decadal scale climate changes lead changes in stock structure and recruitment, resulting in the fluctuation of saury abundance. Hypothesized mechanism of the effects of climate changes on stock structure and abundance is illustrated on the basis of changes in thermal regime and production cycle.

To provide evidence that the changes in oceanic environmental conditions are useful indices for predicting stock structure and distribution of the Pacific saury (Cololabis saira), the body length compositions and catch per unit fishing effort were examined in relation to the sea surface temperature(SST) anomalies in the Tsushima Warm Current(TWC) region. The size of the fish became larger(smaller) than the average in the same size category during the season of higher SST(lower SST) as opposed to the normal SST. The year-to-year changes in body size caused by the changes in the environmental conditions led the stock to be homogeneous during the period of high stock level from the late 1950s to early 1970s and in the 1990s. The changes in body size manifested by higher(lower) occurrence rates of larger (smaller) sized groups in relation to temperature anomalies suggest that the changes in the environmental conditions affect the distribution and the structure of the stock in the TWC region. Therefore, if the SST anomaly derived from satellite data is large enough in the early spring months(Mar. or Apr.), it is possible to predict whether or not sea temperature will be favorable for large sized groups of saury at normal or slightly earlier time of commencement of the fishery in spring(Apr.～June).

Variation of the polar front in the East Sea is studied using temperature and dissolved oxygen data obtained from Japan Meteorological Agency from 1972 to 1999. Variation of the polar front in the East Sea has a close relation to the variation of the Tsushima Warm Current (TWC). When the TWC spreads widely in the East Sea, polar front moves northward. The spatial variation of the polar front is greater in the southwestern area of the East Sea and the northern area of Tsugaru Strait where the variation of the TWC's distribution area is greater than those in others of the East Sea. Hence, in the southeastern area of the East Sea, that is, between near Noto peninsula and Tsugaru Strait, the spatial variation of the polar front is not so wide as in the southwestern area because the flow of TWC is stable.