Landsat TM/ETM+ 시계열 영상을 이용한 새만금 주변 해양환경 변화 연구

Abstract

새만금 방조제 건설로 인하여 연안선과 해저 지형이 변화되면 해황과 해수유동이 변하며, 이러한 물리환경의 변화는 다시 수질, 생태 및 퇴적환경의 변화를 수반하게 된다. 수십 미터 공간해상도를 갖는 육상관측 위성을 이용하여 새만금 방조제 공사 전부터 진행과정에 따른 해양환경의 변화를 모니터링 하는 것은 새만금 사업에 따른 해양환경 영향 범위를 시공간적으로 파악할 수 있으며, 변화를 예측하는데도 활용될 수 있다. 이 연구에서는 1985년부터 2004년 사이에 획득된 47개의 시계열 Landsat TM/ETM+ 자료를 이용하여 방조제 건설 전과 진행 중의 새만금 주변의 표층 온도를 분석하였다. 위성자료의 전처리 과정으로 47개 영상에 대하여 0.5 픽셀 이내의 오차로 지형보정을 실시하였다. Landsat의 열적외선 밴드에 대해 미국 NASA에서 제공한 공식을 적용하여 계산된 영상과 위도, 군산외항 그리고 장항 등의 검조소에서 9시경에 봉상온도계를 이용하여 실측된 온도와 비교해본 결과 대부분의 자료들은 1 °C 미만의 차이를 보였다. 새만금 주변의 표층 온도를 분석한 결과, 계절적 영향으로 동절기에는 연안에 비해 먼 바다의 온도가 높게 나타났으며 하절기에는 반대의 경향을 보였는데, 2002년의 경우에는 2-3월 사이에 온도 분포가 역전되는 현상이 나타났다. 새만금 공사 전후의 변화를 파악하기 위하여 계절적으로 비슷한 시기에 얻어진 1991년 2월 8일과 2002년 2월 14일 위성자료의 표층 온도를 비교한 결과, 전체적인 경향은 상당히 유사한 패턴을 보이며 약 2 °C에서 8 °C의 분포를 보였다. 그러나 새만금 방조제 주변 지역은 지역적으로 매우 큰 변화가 나타났다. 새만금 공사 전에는 연안 표층 수온의 분포가 동심원상으로 퍼져서 고르게 분포한 반면 방조제 건설이 많이 진척된 2002년 자료에서는 고군산 군도를 중심으로 남쪽과 북쪽의 온도가 현저한 차이를 보였다. 고군산 군도를 중심으로 북쪽 지역은 과거와 비교해서 비슷한 온도 분포를 보인 반면 남쪽 지역은 여름철에 북쪽에 비해 낮고 겨울철에는 높은 온도 분포를 보였다. 또한 1999년 5월과 2000년 5월 자료에서는 새만금의 북쪽과 남쪽에 해당하는 금강하구와 변산반도 부근에서는 비교적 높은 온도 분포를 보였으며, 고군산 군도를 중심으로 낮은 분포를 보였다. 새만금 간척 사업과 같은 연안에서의 대규모 공사로 인한 해수 환경 변화를 모니터링 하기 위해