황동중국해에서 위성 관측자료와 라그랑지안 수치모델을 이용한 괭생이모자반의 이동 궤적 추적

Abstract

2017년 5월 천리안해양관측위성 (Geostationary Ocean Color Imager; GOCI)을 통해 황동중국해에 서 거대한 괭생이모자반 (Sargassum) 패치가 북동쪽으로 표류하는 것이 관측되었다. 이 거대한 괭생 이모자반 패치의 이동확산 궤적을 재현하기 위해 3차원 순환 모델 및 라그랑지안 입자 추적 모델을 수행하였다. 3차원 순환 모델은 Regional Ocean Modeling System (ROMS)를 이용하여 황동중국해 영역에 대하여 수평적으로 3 km의 격자 크기를 갖고, 수직적으로 41개 층으로 구축하였다. 또한 앙상 블 칼만필터 (Ensemble Kalman Filter)를 이용하여 수온, 염분, 해수면높이 자료를 동화하여 2017년 황동중국해 재분석장을 생산하였다. 라그랑지안 수치모델은 Lagrangian TRANSport model (LTRANS)를 이용하였으며 재분석 해류장을 이용하여 괭생이모자반 패치의 이동 궤적 추적 실험을 수행하였다. 거대한 괭생이모자반 패치의 이동은 표층 해류뿐만 아니라 바람의 영향을 받는다. 따라서 바람에 대한 민감도 실험을 수행하였으며 1%의 Windage (leeway) 계수가 정량적으로 위성 관측 자 료와 유사했다. 위성 관측 자료와 수치 모델 결과에는 각각 고유한 한계와 불확실성이 포함되어있지 만, 괭생이모자반 패치 궤적의 최적의 추정치를 찾기 위해 이 두 가지의 자료를 융합하여 활용할 수 있다. 황동중국해의 대기상태가 구름과 바다 안개로 인해 위성이 괭생이모자반의 패치를 관측할 수없 는 경우 라그랑지안 입자 추적 수치 모델을 통해 위성 이미지에서 누락된 패치를 역추적하고 복원할 수 있었다. 따라서 인공위성 관측자료와 해양 수치 모델링이 황동중국해에서 거대 괭생이모자반 패치 의 정확한 이동과 확산을 추적하기 위해 서로 보완될 수 있다고 제안하였다.