남해안 적조 발생 종들의 흡광 및 반사도 특성 연구

Abstract

1980년대 말부터 지속적으로 발생해 온 유해 적조로 인한 피해는 남해안뿐만 아니라 한반도 전 해역에 걸쳐 발생하고 있다. 이처럼 광범위하게 발생하는 적조를 효율적으로 탐지하고 시간공적인 변화 양상을 모니터링하기 위해서 원격탐사가 이용되고 있다. 보다 정확하게 적조를 탐지하기 위해서는 적조를 일으키는 원인 종들의 고유 흡광(aph)과 원격반사도(Rrs)특성에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 우리나라에서 주로 적조를 일으키는 종으로 알려진 4개 적조 종(Cochlodinium polykrikoides, Akashiwo sanguinea, Alexandrium tamarense, Scrippsiella trochoidea)을 대상으로 흡광 특성을 분석하고 이를 이용해 각 종들의 반사도 특성을 분석하였다. 첫째, 실험실에서 배양된 적조 발생 종들의 흡광 특성을 파악하기 위해서 filter technique 방법을 사용하여 Spectrophotometer로 각 종들의 흡광 계수(aph)와 엽록소 대비 흡광 계수(aph*)를 계산하였다. 그 결과 적조 종들의 흡광 스펙트럼은 유사한 주 흡광대와 보조 흡광대를 가지고 있지만 파장에 따른 흡광 곡선의 기울기 및 흡광 값은 확연한 차이를 보였다. 둘째, 다양한 해양환경 조건하에서 원격반사도의 특성을 파악하기 위해 실험으로 측정된 적조 발생 종의 흡광곡선과 광범위한 농도의 용존 유기물, 부유물질 자료(IOCCG 모델 자료)를 HydroLight 프로그램에 적용하여 원격반사도를 계산하였다. 2014년과 2015년 8월, 적조가 발생한 남해안에서 현장 관측 결과로 얻어진 반사도 자료는 적조가 있는 해역과 없는 해역을 명확하게 구분할 수 있었으며, 이 현장 관측 반사도는 HydroLight을 이용하여 계산 된 반사도 결과와 상당히 유사한 패턴을 보였다. 따라서 주요 보다 정확하게 적조를 탐지하기 위해서는 적조를 일으키는 원인 종들의 고유 흡광(aph)과 원격반사도(Rrs)특성에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 우리나라에서 주로 적조를 일으키는 종으로 알려진 4개 적조 종(Cochlodinium polykrikoides, Akashiwo sanguinea, Alexandrium tamarense, Scrippsiella trochoidea)을 대상으로 흡광 특성을 분석하고 이를 이용해 각 종들의 반사도 특성을 분석하였다. 첫째, 실험실에서 배양된 적조 발생 종들의 흡광 특성을 파악하기 위해서 filter technique 방법을 사용하여 Spectrophotometer로 각 종들의 흡광 계수(aph)와 엽록소 대비 흡광 계수(aph*)를 계산하였다. 그 결과 적조 종들의 흡광 스펙트럼은 유사한 주 흡광대와 보조 흡광대를 가지고 있지만 파장에 따른 흡광 곡선의 기울기 및 흡광 값은 확연한 차이를 보였다. 둘째, 다양한 해양환경 조건하에서 원격반사도의 특성을 파악하기 위해 실험으로 측정된 적조 발생 종의 흡광곡선과 광범위한 농도의 용존 유기물, 부유물질 자료(IOCCG 모델 자료)를 HydroLight 프로그램에 적용하여 원격반사도를 계산하였다. 2014년과 2015년 8월, 적조가 발생한 남해안에서 현장 관측 결과로 얻어진 반사도 자료는 적조가 있는 해역과 없는 해역을 명확하게 구분할 수 있었으며, 이 현장 관측 반사도는 HydroLight을 이용하여 계산 된 반사도 결과와 상당히 유사한 패턴을 보였다. 따라서 주요