여름철 양쯔강 담수의 이동모양과 이동경로에 대한 수치모델링

Abstract

본 연구에서는 ROMS 모델을 이용하여 황해의 해수순환과 연안 혼합 과정에 대한 3차원 수치실험을 수행하고, 특히 여룸철 양쯔강 담수의 이동경로와 이동모양에 대한 연구결과를 제시한다. 양쯔강 담수가 황해로 유입된 후 양쯔강 희석수 (CDW)의 저염분 해수 특성을 갖게 되며, CDW의 이동과 확산에 대한 최근 조사에서 패취와 렌즈 형태의 이동이 관측되었다 (Lie et al., 2003; Lee et al., 2004). 지금까지 기후학적 접근에 의한 CDW의 혀모양의 염분 확산 형태와는 차이가 있으며, 이를 일으키는 동력은 국지적 바람의 영향이 클 것으로 제안되었다. 하지만 지금까지의 연구에서는 기후학적 외력에 의한 수치실험이나 단편적 현장관측을 시행함으로써, CDW의 이동과정과 외력에 대한 반응, 그리고 이동모양 등에 대한 이해를 하기가 어려운 점이 있었다. 따라서 본 연구에서는 해양 표층 혼합층을 1m 이내로 분해하는 Terrain-following 수직 좌표계와 KPP 혼합 알고리즘 그리고 개방경계에서 중규모 모델의 결과를 Nudging 시키는 ROMS 모델을 사용하여, 정밀한 지역 표층외력과 조석을 동시에 적용한 수치실험을 수행하였다. 지역 표층외력은 MM5로 사후 예측한 자료에 NCEP 자료를 혼합하여 재구성한 자료를 사용하였으며, 이어도 기지의 바람자료와 비교 검증하였다. 모델은 2003년 전 기간 동안의 황해 순환과 해수 특성에 대한 정밀한 예측을 실시하였다. 특히 여름철 양쯔강 희석수의 이동경로와 이동형태에 대한 발달과정을 분석하였다. 2003년 여름철의 경우 예년(약 0.05N/m2)보다 훨씬 센 (약 0.5N/m2) 남서계열의 바람장 변화가 CDW 이동을 Meandering하게 하고, 이어서 Patch 또는 Lens 형태로 발달하게 함을 재현하였다. 기후학적 예측의 CDW 확산 범위는 약 150km x 150km 이고 깊이가 5m 정도이지만, 지역 외력을 사용하면 깊이가 약 10-20m로 깊어지면서 확산범위가 수 십 km 폭의 띠 또는 50-200km 지름의 Patch/Lens 형태를 지니면서 약 40cm/s 으로 남동 방향으로 10 - 20일간 이동함을 예측하였다. 이러한 CDW 이동 방향과 이동 형태는 초기에는 담수의 관성 이류과정이 지배적이며, 지역 바람의 영향으로 북동으로 이류한 후 Ekman 수송과정에 의해서 남동 방향으로 선회하는 이동경로를 예측하였다. 조석의 영향은 CDW 흐름 경계의 주변수와 혼합을 빠르게 하며, 조석이 없을 경우보다 Patch 주변의 &