2021년 양자강 저염수 확산 예측과 무인관측시스템을 활용한 검증 연구

Abstract

우리나라 제주 남부에서 발생하는 저염수 피해는 중국 양자강의 담수유입이 증가하는 7월, 8월에 주로 발생한다. 하지만 양자강 기원의 저염수의 세기와 범위는 해양기상과 해양환경에 따라 매번 달라진다. 가장 최근에 보고된 양자강 저염수 피해는 2016년에 발생하였고, 당시 서귀포시 소재의 어장에서는 소라 등이 집단 폐사하기도 하였다. 2020년에는 6월부터 양자강 유역에 연일 기록적 홍수 피해가 발생하여 양자강 하구를 통해 동중국해로 유입되는 담수 방류량도 급증하였고, 이어도 해양과학기지에서는 28 psu 이하의 염분이 20여일 동안 지속적으로 관측되었다. 하지만 다행히도 국내 어장에서의 이로 인한 피해는 보고되지 않았다. 올해(2021년)의 경우에는 양자강 하구의 관측정점인 다통(Datong)의 방류량을 참고하였을 때, 지난 10년간의 평균 정도의 방류량을 보였으나, 제주해역 저염수 피해가 발생한 2016년과 유사하게 4-5월에 방류량이 급증하여 국내 해역의 피해가 우려되기도 했다. MOHID 모델 기반의 Coastal KOOS (Korea Operational Oceanographic System)는 실시간 방류량을 입력 조건으로 하여 매일 3일 예측을 수행하고 있다. 하지만 일반적으로 양자강으로부터 유입된 담수가 우리해역에 영향을 미치기까지는 1개월 이상의 시간이 소요되므로 2020년부터는 우리나라 피해여부를 판단하기 위한 1개월 이상의 양자강 저염수 확산 예측을 수행하고 있다. 이때, 기상 조건은 NOAA의 GFS (Global Forecast System)와 CFS(Climate Forecast System)를 활용하고, 양자강 방류량은 실시간 다통(Datong) 유량 자료를 예측기간 동안 동일하게 입력한다. 예측된 자료는 매일 실시간으로 관측되는 이어도, 가거초 해양과학기지 등의 외해 모니터링 자료 및 연안 고정관측 정점의 관측 결과와의 비교를 통해 검증된다. 또한, Wave Glider를 이용하여 현장관측을 수행하였는데, 2021년에는 7월 29일부터 8월 15일까지 약 18일간 제주도 서쪽 연안을 집중적으로 관측하였다. Wave Glider의 관측 기간과 이동 경로는 장기 예측 모델을 기반으로 계획되었고, 관측 기간 동안 표층 염분은 불과 약 50 × 50 km 영역에서 27 psu에서 32 psu의 정도로 다양한 시공간적 변화를 보였다. 본 연구에서는 해양과학기지와 Wave Glider 관측자료를 활용하여 Coastal KOOS의 양자강 저염수 확산 예측 정확도를 검증하였다. 또한, Wave Glider와 같이 시간에 따라 위치도 변화하는 관측 자료(타겟 추격형)를 이용한 예측정확도 검증 방법에 대해 고찰해 보았다