한국 남해의 해수순환: 2차원 순압모델

Abstract

개방경계에서의 조석 강제력과 해수의 유 ⋅ 출입에 의한 남해의 해수순환을 모의하기 위하여 수직적분된 2차원 Princeton Ocean Model을 적용하였다. 두 강제력을 동시에 고려하기 위하여 일차적으로 개방경계에서 조석을 부과하여 조류순환을 재현한 후 개방경계에서 모델이 계산한 평형상태의 조류와 관측된 해류를 동시에 고려하는 2단계 모델링기법을 채택하였다 조류의 영향이 제거된 순환모델 결과에 의하면 남해에서 정상상태의 해류분포는 강한 해류의 영향으로 조석 잔차류 분포와는 상당히 다른 양상을 보이고, 해역에 따라서는 조류만큼 강한 해류가 나타난다. 제주해협을 통해 유입된 제주해류는 해저지형의 영향으로 인해 국지적으로 연안역과 가까워지거나 멀어지면서 동향하며, 제주도 동쪽과 대마도 사이을 통하여 남해로 유입되는 대마난류는 제주도 동쪽에서 비교적 멀리 북쪽까지 북상 후 시계방향으로 회전하여 제주해류와 합쳐진다. 제주해류와 대마난류가 합쳐진 후 대한해협을 통해 동해로 유출될 때 대마도 서쪽의 수심이 깊은 골에서 해류의 강화가 일어나며, 이는 수층의 두께가 증가함으로서 생성되는 양의 상대와도를 없애주기 위한 마찰경계층이 형성되기 때문인 것으로 사료된다. 개방경계에서의 조석 강제력과 해수 유출입을 개별적으로 고려할 경우 연안역에서의 해수순환은 두 강제력을 모두 고려한 경우의 순환형태와 차이를 보이고 있어 이들 두 강제력이 동시에 고려되어야 함을 뚜렷이 보여준다.

A vertically-averaged, two-dimensional version of the Princeton Ocean Model has been applied to the South Sea to simulate the circulation driven by tides and inflows/outflows across open boundaries. To incorporate both forcing properly, a two-step modeling approach is adopted, in which the tidal circulation is first simulated by specifying the tides along the open boundaries, and then both the calculated tidal currents and the observed steady mean currents are prescribed across the open boundaries. Model results show that the steady, subtidal circulation of the South Sea is different from the residual circulation due to tidal rectification, and subtidal currents become locally as strong as tidal currents. The Cheju Current entering the model domain across the Cheju Strait flows eastward in general while shifting onshore or offshore areas following local isobaths. The Tsushima Current entering across the southern boundary reaches farther to the north in the eastern vicinity of Cheju-Do as compared to that entering across other parts of the southern boundary. The Tsushima Current turns to the east, merges with the Cheju Current, and both the Cheju and Tsushima Current exit to the East Sea through the western channel of the Korea Strait. An intensification of the outflow occurs over the deep trough adjacent to the Tsushima Island, which appears to be due to the formation of the frictional boundary layer in order to remove excess positive relative vorticity generated by an increase in the layer thickness. The circulation driven by both the tidal and inflows/outflows is different from that driven by each forcing separately in coastal areas, which implies that both forcings should be considered simultaneously in the simulation of more realistic coastal circulation.