하계 연안 해저면 거칠기에 따른 수온 변화: 수치 실험

Abstract

최근 천수만 해역 및 국내 연안에서 하계에 고수온현상이 빈번하게 발생함에 따라 양식 및 어류 생태계의 피해가 심각하다. 연안에서 발생하는 고수온 현상의 특징이 뚜렷하게 나타나는 천수만 연안에 대해서 살펴보았다. 고수온현상의 시작과 진행 및 소멸에 대해 이해하고 피해를 최소화 하기 위해서는 정확한 수온을 모의 할 수 있는 예측모델이 필요하다. 이 연구는 해양순환 수치모델 실험을 이용하여 대조차 환경을 가진 연안과 내 만에서 바닥면 거칠기(roughness length)가 조류에 의한 혼합과 수온에 미치는 영향을 분석하였다. 바닥면 거칠기는 해저 퇴적물 구성에 따라 다르게 주어지는데, 본 연구는 자갈, 모래, 실트 그리고 점토 종류에 따른 바닥면 거칠기를 토대로 해양순환모델(ROMS)에 적용하여 실험하였다. 여름철 남풍계열 바람으로 인해 표층 해수는 천수만내로 유입되며 저층에서 유출되었다. 동일한 바람조건에서 바닥면 거칠기가 낮을 때(Zob=0.05mm)가 바닥면 거칠기가 높을 때(Zob=2.5mm) 보다 천수만으로 유입되는 해수가 많았다. 바람이 잔차류 순환에 영향을 주었지만 바람에 의한 잔차류 순환의 세기 변화는 상대적으로 작았다. 천수만은 하루에 두번 만조와 간조를 반복하는데, 바닥면 거칠기가 낮아질수록 조류의 세기가 강해지고 조류에 의한 수평, 수직 혼합이 강화됐다. 이때 외해와 천수만 내부 해수의 열 교환이 증가하여 천수만 내부 수온이 저온화 되었다. 천수만은 잔차류순환보다 조석혼합이 천수만 내부와 외부 사이의 열수송에 중요한 역할을 했다. 바닥면 거칠기가 이러한 열수송에 큰 영향을 미치므로 바닥면 거칠기와 조석혼합을 정확히 모의하는 것이 여름철 천수만 수온을 예측하는 데 중요한 역할을 한다.