Drake Passage에서의 남극순환류

Abstract

남극 해역은 적도 해역과 함께 해양-대기 시스템에서 에너지 수급의 핵심 해역으로 심해 열염분 순환의 시작 지점이다. 남아메리카 칠레의 남쪽 끝에서 남극 대륙 반도 사이 해역인 Drake Passage는 남극순환류(Antarctic Circumpolar Current)가 통과하는 해역 중 가장 폭이 좁은 곳으로, 수송량 변화를 가장 효율적으로 연구할 수 있는 해역이다. 이러한 해역의 특성 때문에 많은 선행 연구가 있었다. 1974년부터 1981년까지 계속된 ISOS(International Southern Ocean Study)를 통해 ACC의 기본적인 역학이 소개되었으며, Drake Passage를 통과하는 남극순환류의 수송량은 134±11.2 Sv로 알려졌다(Whitworth and Peterson, 1985). 1993년부터 2000년까지 수행된 WOCE(World Ocean Circulation Experiment)에 의한 134±11.2 Sv이 순수송량으로 인정되고 있다(Cunningham et al., 2003). 그러나 전 층의 유속관측에 의한 수송량의 직접적인 관측은 없고 해수 특성 자료로부터의 간접적인 계산 또는 부분적인 해류 자료에 근거하여 28 Sv에서 290 Sv까지 매우 다른 값들이 제시된 경우도 있다(Bryden and Pillsbury, 1977; Gent et al., 2001). 1996년부터 2001까지 XBT(expendable bathythermograph)를 이용한 Drake Passage의 관측에서 수온의 계절적 변동을 확인하였고(Sprintall, 2003), 그 범위는 상층 200m까지로 나타났다. 수치모델을 통한 유동의 재현과 수송량 계산은 FRAM (Fine Resolution Antarctic Model)을 이용하였고(Grose et al., 1995), 지형적인 영향에 의한 ACC가 북북동으로 향하는 흐름이 재현되었으며, 수송량은 186 Sv으로 50 Sv이 차이가 났다. 이러한 차이는 정압류(barotropic flow)에 의한 영향으로 나타났다. 수치모델과 아울러 인공위성 고도계 자료(TOPEX/POSEIDON)를 통한 표층 유속 산출을 위한 모니터링도 Drake Passage에서 테스트되었다(Woodworth, 1996). 한국해양연구원에서는 2001년부터 Drake Passage 통과 수송량 모니터링을 위한 관측을 수행하고 있고, 관측 자료를 이용하여 2001년부터 2004년까지 11-12월의 Drake Passage 통과 수송량을 계산하였다. 이를 기존 연구의 결과와 비교․분석하였다. 1998년부터 매년 King George Island와 Elephant Island 두 곳에서 관측한 유속 자료를 이용하여 수송량 계산의 정도를 높이고, 해류의 특성을 파악하고 있다.