KIOST 연구선 상시관측자료의 공간 분포 특성 분석

Abstract

한국해양과학기술원(Korea Institute of Ocean Science & Technology; KIOST)은 우리나라 해 양연구 활동을 지원하기 위한 목적으로 해양연구선을 건조 운영 중이며, 2020년 현재 총 5척의 해 양연구선(이사부호, 온누리호, 이어도호, 장목1호, 장목2호)이 해양연구에 활용되고 있다. 각 연구선 은 연구선 규모와 운항 목적에 따라 다양한 관측 및 실험 장비를 장착하고 있으며, 연구선 규모는 이사부호 5,900톤, 온누리호 1,400톤, 이어도 350톤, 장목1호 40톤, 장목2호 35톤이다. 각 연구선 들은 목적에 따라 해양 물리, 화학, 생물, 지질 및 지구물리 등 다양한 분야의 관측 데이터 및 실 험분석 데이터를 수집하고 있으며, 기본적으로 운항 중 기상 정보(기온, 바람, 일사량 등) 및 해양 환경에 관한 기초 정보(표층 수온, 염분, 수심)를 경위도 위치정보(GPS)와 함께 1분 간격으로 기록 및 수집하고 있다. 이렇게 수집된 정보는 KIOST 원내 구축된 ‘연구선 상시관측자료 서비스 (KIOST Underway Meteorological & Oceanographic System; KUMOS)’로 (준)실시간으로 전송 되어 저장 관리 및 가시화 서비스가 이루어지고 있으며, 연구선 운항 항차가 종료된 이후에는 품질 관리(Quality Control; QC) 과정을 거쳐 운항결과보고서와 함께 데이터셋 형태로 제공되고 있다. 본 연구는 2018년 1월부터 2020년 6월까지의 기간 동안 KIOST 해양연구선에서 수집된 상시관 측자료 성과를 GIS기반 가시화 기법을 통해 표출함으로써 분포 특성 분석 및 고찰하는 것을 목표 로 하였다. 총 112개 연구 목적 운항 항차(이사부호 24개, 온누리호 41개, 이어도호 47개)의 1분 간격 위치 데이터를 CSV(comma-separated values) 파일 형식으로 수집 합성하였고, 이를 ArcGIS for Desktop 10.3.1을 이용하여 점형(point type) 및 선형(polyline type) 공간자료로 변환하였다. 공간 분포를 그리드(grid) 형식 통계분포지도로 표현하기 위해 격자망도를 제작하였고, 공간조인 (spatial join) 기능을 이용하여 중첩분석을 수행하였다. 이때 공간격자는 우리나라 EEZ 내 상시관 측자료 분포 특성이 확인 가능하도록 동경 122도부터 135도까지, 북위 30도부터 43도까지의 범위 를 30’ 간격으로 분할하여 생성하였다. 각 단위격자 별로 항적의 개수와 표층수온, 염분, 기온 등 해양환경 관측성과에 관한 지점의 개수를 계산하고 등급 구분도의 형태로 결과를 가시화하였다. 이사부호는 대부분 대양 조사에 이용되기 때문에 일본 키타큐슈 인근 해역을 지나 대양을 향하 는 항적을 가진 것으로 확인되었다. 따라서 영해 및 EEZ 내 운항 실적은 3척의 연구선 중 가장 적은 것으로 나타났으며, 우리나라 영해 및 EEZ 내에서의 운항 실적은 울릉도 및 독도 근방의 동 해 해역에 주로 존재하는 것으로 확인되었다. 한편, 온누리호와 이어도호는 연구선의 모항인 KIOST 남해연구소(거제시 장목면)를 중심으로 동북 방향과 남서 방향으로 각 20회 이상 비슷한 빈도로 출항이 이루어졌다. 이 중에서 온누리호는 다른 연구선보다 서해 해역을 대상으로 보다 많 은 운항 실적이 있는 것으로 확인되어 서해를 대상으로 한 상시 관측자료 성과를 활용코자 할 때 는 온누리호에서 생산한 관측자료를 활용해야 함이 확인되었다. 반면, 이어도호는 동해 해역 및 연 근해에 운항 실적 및 관측 성과가 집중된 것을 확인할 수 있었다. 2018년부터 2020년까지 이사부호, 온누리호, 이어도호의 상시관측자료를 전부 통합하고 기온, 표층수온, 염분의 세 가지 항목에 대해 각각 통계지도로 가시화한 결과, 영해부터 EEZ 경계 인근 까지 전 해역에 걸쳐 상시관측자료가 분포하는 것이 확인되었다. 다만, 서해 해역의 표층수온 관측 자료는 QC를 거치면서 관측장비의 오작동으로 인한 데이터 오기입이 확인되어 자료 제외의 경우 가 발생한 것이 확인되었다. 동해 및 남해 해역은 서해 해역에 비해 데이터 오류가 적고 상대적으 로 많은 관측 성과가 존재하는 것으로 확인되었다. KIOST 연구선을 이용한 관측 연구는 주로 울 릉도, 독도 인근의 동해 해역과 남해 연근 해역인 것으로 확인되었다. 반면, 태안반도, 새만금방조 제 등에 인접한 서해 해역은 연구선 활용이 상대적으로 적고, 따라서 상시관측 성과도 많지 않은 것으로 확인되었다. 본 연구의 분석 결과는 KIOST 해양연구선의 공동 활용 및 연구선 배치, 중장기 운영계획 수립 등에 활용이 가능하며, 또한 연구선 통항이 빈번한 해역에 대해서는 인근 항구 활용 계획 수립이나 정기 고정 정점 설치 계획 수립 등에도 활용이 가능할 것으로 판단된다. 또한, 해양 연구 목적으로 는 위성영상을 이용한 기상 및 SST 자료 생산 시 검‧보정에 활용하거나, 해양 환경의 시계열적 변 화 분석 및 검증 등에도 참조 활용이 가능할 것으로 기대된다.