해양-대기 접합대순환모형에서 두 가지 연직혼합방안의 상층수온 결과 비교

Abstract

이 연구에서는 접합대순환모형에 서로 다른 두 가지 연직혼합방안을 사용 하였을 때 어떠한 차이가 나며, 무엇이 더 관측에 가깝게 나오는지에 대하여 비교 분석하였다. 전통적으로 많이 쓰이던 방안은 KPP(K-Profile Parameterization)으로 기존의 PP(Pacanowski & Philander)를 개선하여 만들어진 것으로 boundary laeyr depth와 난류의 속도 규모에 따라 eddy viscosity와 diffusivity의 수직 분포를 결정한 것이 특징이다. 또한 Thermal energy와 Kinetic energy의 수직분포 모의가 향상되었다. 새롭게 개발된 방안은 NK(Noh & Kim)방안 이라고 불리며 2nd order turbulence closure model이 사용되었다. 표층 강제력과 성층에 대한 효과를 개선하였다. TKE(Turbulence Kinetic Energy) 경계 조건과 Length scale 또한 개선하였다. 일반적으로 대순환모형에서는 유속장이 범위가 커짐에 따라 수직적으로 균일해지는 경향이 있는데, 이를 보완하기 위해서 Eddy viscosity를 대류에 영향을 받지 않는 균일한 흐름으로 가정해 주었다. 실험에 이용한 접합 모형 중 해양모형은 기본적으로 GFDL(Geophysical Fluid Dynamics Laboratory)에서 제공하는 MOM4p1, 대기모형은 GFDL AM2.1이다. 분석에는 100년 적분 중 초기의 50년을 제외한 나머지 50년간의 자료를 사용하였다. 모형 결과를 관측과 비교하기 위해 해면수온자료는 HadISST(1957년부터 2006년까지)를, 수직분포 자료는 Levitus 월평균 기후자료를 사용하였다. 분석 지역은 태평양(135°E ~ 85°W, 60°S ~ 60°N)을 대상으로 하였다. 실험 결과 두 방안이 적용된 모형 모두 적도 태평양 부근(135°E ~ 85°W, 5°S ~ 5°N)에서 표층 수온이 관측에 비해