한국해 물리-생물 접합모형 구축: 시범 전망

Abstract

최근 기후변화의 영향으로 한국해 어획량이 지속적으로 감소함에 따라 어업 자원의 합리적인 관리와 복구를 위한 해양환경과 하위생태계 진단과 전망의 중요성이 대두되고 있다. 이러한해양환경과 하위생태계는 관측자료가 제한적이기 때문에 수치모형을 활용할 필요가 있다. 하지만 생태계모형 연구는 전지구모형에 국한되어 있어 한국해와 같이 복잡한 지역해에서는 적합 하지 않다. 본 연구에서는 물리(Regional Ocean Modeling System; ROMS)-생물(Fennel) 접합모형을 이용해 한국해를 포함한 북서태평양 해역에 하위생태계 모형을 구축하고, 이를 활용하여 한반도 주변해에 대해 미래 시범전망을 하였다. 구축한 모형은 수평해상도 10 km, 연직 격자 41개층으로 구성되어 있으며, 해양모형의 초기와 경계자료는 HYCOM과 ERA5 자료를 내삽하여 과거를 재현하였고, 미래전망은 CMIP6 모형 중 한국해 모사성능이 우수한 모형을 사용하였다. 생태모형의 과거재영양염의 초기와 경계 자료는 World Ocean Atlas (WOA) 2018, 엽록소 농도는 Ocean Colour-CCI (OCCCI) version 5를 사용하였으며, 식물플랑크톤 0.08 mmoleN/m3, 동물플랑크톤 0.06 mmoleN/m 3 의 농도로 초기와 경계 자료에 입력하였다. 미래전망의 초기와 경계조건은 CMIP6 모형의 불확실성을 줄이기 위해서 편차 기법(delta method)을 이용해 생성하였다. 한국해 물리-생물 접합모형은 해면수온과 해류의 지역규모 현상과 시계열변화를 관측과 유사하게 모의한다. 한국해 물리-생물 접합모형은 한국해에서 낮은 값 오호츠크해에서 높은 값을 나타내는 영양염 분포를 유사하게 모사하였다. 반면, 엽록소 농도는 한반도 연안에서 과소모사하고 다른 해역에선 과대모사하지만 계절변화를 잘 재현하였다. 한국해 해면 수온은 시간이 지날수록 큰 폭으로 상승할 것으로 전망되었으며, 엽록소 농도는 대부분의 해역 에서 감소할 것으로 전망되었으나, 서해에서는 증가할 것으로 전망되어 지역적인 차이가 나타났다.