물리-생태계 접합모델 개발 및 대한해협 정점에 대한 1차원 생태계 실험

Abstract

한반도 주변해역 생태계 연구를 위하여 물리-생태계 접합모델을 개발하였으며 이를 한국해양과학기술원의 대한해협 정점(M1) 관측 자료와 비교하였다. 물리모델의 경우, 수평면에서는 유한차분 격자(Arakawa C-grid)를 사용하며, 연직으로는 힌반도 주변해역과 같이 수심이 얕고 경사가 완만한 지형과 수심이 깊고 경사가 급격한 지형을 동시에 현실적으로 표현하기 위하여 σ-z 혼합격자를 사용한다. 생태계모델은 발트해(Baltic Sea) 및 북해(North Sea) 해양생태계 연구에 주로 사용되는 ERGOM 모델에 기반하여 개발되었으며, 9개의 기능군(functional group)으로 구성된다. 즉, 질산염(nitrate), 암모니아(ammonia), 인산염(phosphate) 등 3개의 영양염, 규조류(diatoms), 편모조류(flagellates), 남조류(blue-green algae) 등 3개 식물플랑크톤 그룹(phytoplankton group), 하나의 동물플랑크톤 그룹(a bulk zooplankton group), 그리고 쇄설물(detritus), 용존산소(dissolved oxygen) 등으로 구성되며, 여기에 해저면의 쇄설퇴적물(detrital sediment)도 2차원 변수로 포함된다. 식물플랑크톤에서 규조류는 크기가 크고 수온에 무관하게 영양염이 풍부한 환경에서 빠르게 성장하며 침강속도가 큰 특성을 반영한다. 편모조류는 크기가 작고 중성부력을 가지며, 영양염이 빈약한 환경에서 잘 자라는 특성을 반영한다. 남조류는 크기가 가장 작고 양성부력을 가져서 항상 수면에 머무르며, 질소고정 기능이 있어서 질소 공급원의 역할을 하는 조류를 대표한다. 편모조류와 남조류의 성장률은 수온의 함수이다.개발된 모델의 성능을 시험하기 위하여 한국해양과학기술원 대한해협 M1 정점(수심 100m)에 적용하였으며, 모델 결과를 관측된 과 같이 수심이 얕고 경사가 완만한 지형과 수심이 깊고 경사가 급격한 지형을 동시에 현실적으로 표현하기 위하여 σ-z 혼합격자를 사용한다. 생태계모델은 발트해(Baltic Sea) 및 북해(North Sea) 해양생태계 연구에 주로 사용되는 ERGOM 모델에 기반하여 개발되었으며, 9개의 기능군(functional group)으로 구성된다. 즉, 질산염(nitrate), 암모니아(ammonia), 인산염(phosphate) 등 3개의 영양염, 규조류(diatoms), 편모조류(flagellates), 남조류(blue-green algae) 등 3개 식물플랑크톤 그룹(phytoplankton group), 하나의 동물플랑크톤 그룹(a bulk zooplankton group), 그리고 쇄설물(detritus), 용존산소(dissolved oxygen) 등으로 구성되며, 여기에 해저면의 쇄설퇴적물(detrital sediment)도 2차원 변수로 포함된다. 식물플랑크톤에서 규조류는 크기가 크고 수온에 무관하게 영양염이 풍부한 환경에서 빠르게 성장하며 침강속도가 큰 특성을 반영한다. 편모조류는 크기가 작고 중성부력을 가지며, 영양염이 빈약한 환경에서 잘 자라는 특성을 반영한다. 남조류는 크기가 가장 작고 양성부력을 가져서 항상 수면에 머무르며, 질소고정 기능이 있어서 질소 공급원의 역할을 하는 조류를 대표한다. 편모조류와 남조류의 성장률은 수온의 함수이다.개발된 모델의 성능을 시험하기 위하여 한국해양과학기술원 대한해협 M1 정점(수심 100m)에 적용하였으며, 모델 결과를 관측된