DOI QR코드

DOI QR Code

Movement of Cold Water Mass in the Northern East China Sea in Summer

하계 동중국해 북부 해역에서 저층 냉수괴의 거동

  • Jang, Sung-Tae (Climate Change & Coastal Disaster Research Department, Korea Ocean Research and Development Institute) ;
  • Lee, Jae-Hak (Climate Change & Coastal Disaster Research Department, Korea Ocean Research and Development Institute) ;
  • Kim, Cheol-Ho (Climate Change & Coastal Disaster Research Department, Korea Ocean Research and Development Institute) ;
  • Jang, Chan-Joo (Climate Change & Coastal Disaster Research Department, Korea Ocean Research and Development Institute) ;
  • Jang, Young-Suk (Climate Change & Coastal Disaster Research Department, Korea Ocean Research and Development Institute)
  • 장성태 (한국해양연구원 기후.연안재해연구부) ;
  • 이재학 (한국해양연구원 기후.연안재해연구부) ;
  • 김철호 (한국해양연구원 기후.연안재해연구부) ;
  • 장찬주 (한국해양연구원 기후.연안재해연구부) ;
  • 장영석 (한국해양연구원 기후.연안재해연구부)
  • Received : 2010.07.14
  • Accepted : 2011.02.07
  • Published : 2011.02.28

Abstract

The Yellow Sea Cold Water (YSCW) is formed by cold and dry wind in the previous winter, and is known to spread southward along the central trough of the Yellow Sea in summer. Water characteristics of the YSCW and its movement in the northern East China Sea (ECS) are investigated by analyzing CTD (conductivity-Temperature-Depth) data collected from summertime hydrographic surveys between 2003 and 2009. By water mass analysis, we newly define the North Western Cold Water (NWCW) as a cold water mass observed in the study area. It is characterized by temperature below $13.2^{\circ}C$, salinity of 32.6~33.7 psu, and density (${\sigma}_t$) of 24.7~25.5. The NWCW appears to flow southward at about a speed less than 2 cm/s according to the geostrophic calculation. The newly defined NWCW shows an interannual variation in the range of temperature and occupied area, which is in close relation with the sea surface temperature (SST) over the Yellow Sea and the East China Sea in the previous winter season. The winter SST is determined by winter air temperature, which shows a high correlation with the winter-mean Arctic Oscillation (AO) index. The negative winter-mean AO causes the low winter SST over the Yellow Sea and the East China Sea, resulting in the summertime expansion and lower temperature of the NWCW in the study area. This study shows a dynamic relation among the winter-mean AO index, SST, and NWCW, which helps to predict the movement of NWCW in the northern ECS in summer.

황해저층냉수는 지난 동계의 차고 건조한 바람에 의해 생성되어, 하계에 황해 중앙골을 따라 남하하는 것으로 알려져 있다. 동중국해 북부해역에서 황해저층냉수의 특성과 거동을 파악하기 위해 2003년부터 2009년까지 하계에 관측한 자료를 분석하였다. 수괴분석을 통해 본 연구해역에 영향을 미치는 황해저층냉수를 새롭게 정의하여 북서저층냉수라고 명명하였고, 수온 $13.2^{\circ}C$ 이하, 염분 32.6~33.7 psu와 밀도 $24.7{\sim}25.5\;{\sigma}_t$로 특성지었다. 지형류 계산에 의해 연구해역에서 북서저층냉수는 약 2 cm/s 이하의 속도로 남하하는 것으로 추정하였다. 정의한 북서저층냉수는 수온의 범위와 자지하고 있는 영역에서 연간 변동을 보이며, 이러한 변동은 이전 해 동계 황동중국해의 표층수온의 변화와 밀접한 관련이 있었고, 동계 표층수온의 변화는 동계 기온에 의한 영향이 지배적임을 확인하였다. 동계 동중국해 표층수온은 북극진동 지수와 높은 상관성을 보이며, 동계의 북극진동이 음일 때 동중국해 표층수온이 하강하였고, 이러한 영향으로 북서저층냉수 세력이 동중국해 북부 해역까지 저수온을 보이면서 확장하였다. 동 연구는 동계의 북극진동지수, 황동중국해 겨울철 표층수온, 동중국해 북부의 북서저층냉수가 역학적으로 관련이 있음을 보였고, 이를 바탕으로 하계 동중국해 북부해역에서 저층냉수의 거동을 유추할 수 있을 것으로 사료된다.

Keywords

References

  1. 강인식, 1998. 엘니뇨와 한반도 기후변동의 관련성. 한국기상학회지, 34(3): 390-396.
  2. 김 구, 노홍길, 이상호, 1991. 하계 제주도 주변 해역의 수계 및 해수순환. 한국해양학회지, 26(3): 262-277.
  3. 김성수, 고우진, 조영조, 이필용, 전경암, 1998. 1996년 여름철 남해 표층수의 이상저염수 현상과 영양염류의 분포특성. 한국해양학회지(바다), 3(3): 165-169.
  4. 양성기, 조규대, 홍철훈, 1984. 1981년 하계 황해저층냉수의 이상 저수온현상. 한국해양학회지, 19(2): 125-132.
  5. 윤진희, 예상욱, 2009. 서로 다른 두 유형의 엘니뇨와 동아시아 인근 해역 표층 온도 상관성 연구. Ocean and Polar Research, 31(1): 51-61. https://doi.org/10.4217/OPR.2009.31.1.051
  6. 윤용훈, 박용향, 봉종헌, 1991. 황해저층냉수의 특성과 남하에 대한 재조명. 한국지구과학회지, 12(1): 25-37.
  7. 윤홍주, 변혜경, 2005. NOAA/AVHRR 자료를 이용한 한반도 주변해역의 해수면온도 및 수온전선의 시.공간 변화. 한국해양과학기술협의회 공동학술대회, 2028−2041.
  8. 임은순, 안중배, 2004. 한반도 겨울철 기온 변동과 대규모 순환지수와의 상관성 분석. 한국기상학회지, 40(4): 441-452.
  9. 조양기, 김 구, 1994. 여름철 남해 저온수의 특성과 기원. 한국해양학회지, 29(4): 414-421.
  10. 차은정, 전종갑, 정효상, 1999. 엘니뇨/라니냐 해의 우리 나라 기후 특성에 관한 연구. 한국기상학회지, 35(1): 98-117.
  11. 해양수산부, 2006. 산샤댐 건설로 인한 남해(동중국해)의 해양환경영향연구. 한국해양연구원 연구보고서, 547p.
  12. Beardsley, R.C., R. Limeburner, H. Yu and G.A. Cannon, 1985. Discharge of the Changjiang (Yangtze River) into the East China Sea. Cont. Shelf Res., 4: 57-76. https://doi.org/10.1016/0278-4343(85)90022-6
  13. Chen, C., R.C. Beardsley, R. Limeburner, H. Yu and K. Kim, 1994. Comparison of winter and summer hydrographic observation in the Yellow and East China Sea and adjacent Kuroshio during 1986. Cont. Shelf Res., 14: 909-929. https://doi.org/10.1016/0278-4343(94)90079-5
  14. Chu P., S.K. Wells, S.D. Daeger, C. Szczechowski and M. Carron, 1997. Temporal and spatial scales of the Yellow Sea thermal variability. J. Geo. Res., 102(C3): 5655-5667. https://doi.org/10.1029/96JC03428
  15. Gong, D.Y. S.W. Wang and J.H. Zhu, 2001. East Asian winter monsoon and Arctic Oscillation. Geophys. Res. Lett., 28(10): 2073-2076. https://doi.org/10.1029/2000GL012311
  16. Gong, D.Y. and C.H. Ho, 2002. The Siberian High and climate change over middle to high latitude Asia. Theor. Appl. Climatol., 72: 1-9.
  17. Gong, G.C., J. Chang, K.P. Chiang, T.M. Hsiung, C.C. Hung, S.W. Duan and L.A. Codispoti, 2006. Reduction of primary production and changing of nutrient ratio in the East China Sea: Effect of the Three Gorges Dam? Geophys. Res. Lett., 33: L07610, doi:10.1029 /2006GL025800. https://doi.org/10.1029/2006GL025800
  18. Guan, B.X., 1963. A preliminary study of the temperature variations and the characteristics of the circulation of the cold water mass of the Yellow Sea. Oceano. Limn. Sinica, 5: 255-284.
  19. Hur, H.B., G.A. Jacobs and W.J. Teague, 1999. Monthly variations of water masses in the Yellow and East China Seas, November 6, 1998. J. Oceangr., 55: 171-184.
  20. Isobe, A. and R.C. Beardsley, 2007. Atmosphere and marginal-sea interaction leading to an interannual variation in cold-air outbreak activity over the Japan Sea. J. Climate, 20: 5707-5714. https://doi.org/10.1175/2007JCLI1779.1
  21. Kug, J.S., F.F. Jin and S.I. An, 2009. Two types of El Nino Events: Cold Tongue El Nino and Warm Pool El Nino. J. Climate, 22: 1499-1515. https://doi.org/10.1175/2008JCLI2624.1
  22. Lie, H.J., 1984. A note on water masses and general circulation in the Yellow Sea (Hwanghae). J. Oceanogr. Soc. Korea., 19(2): 187-194.
  23. Lie, H.J., C.H. Cho, J.H. Lee and S. Lee, 2003. Structure and eastward extension of the Changjiang River plume in the East China Sea. J. Geophys. Res., 108(C3): 3077, doi:10.1029/2001JC001194.
  24. McPhaden, M.J., Zebiak S.E. and Glantz M.H., 2006. ENSO as an Integrating Concept in Earth Science. Science, 314: 1740-1745. https://doi.org/10.1126/science.1132588
  25. Moon, J.H., Pang I.C. and Yoon J.H., 2009. Response of the Changjiang diluted water around Jeju Island to external forcings: A modeling study of 2002 and 2006. Cont. Shelf Res., 29: 1549-1564. https://doi.org/10.1016/j.csr.2009.04.007
  26. Nakao, T., 1977. Oceanic variability in relation to fisheries in the East China Sea and the Yellow Sea. J. Fac. Mar. Sci. Tech., 190-367.
  27. Park, Y.H., 1985. Some important summer oceanographic phenomena in the East China Sea. J. Oceanogr. Soc. Korea., 20(1): 12-21.
  28. Park, Y.H., 1986a. A simple theoretical model for the upwind flow in the Southern Yellow Sea. J. Oceanogr. Soc. Korea., 21(4): 203-210.
  29. Park, Y.H., 1986b. Water characteristics and movements of the Yellow Sew Warm Current in summer. Prog. Oceanog., 17: 243-254. https://doi.org/10.1016/0079-6611(86)90047-9
  30. Shen, H., C. Zhang, C. Xiao, and J. Zhu, 1998. Change of the discharge and sediment flux to estuary in Changjiang River. Health of the Yellow Sea edited by G. H. Hong, J. Zhang, and B. K. Park, 129-148.
  31. Stone, R., 2008. Three Gorges Dam: Into the Unknown. Science, 321: 628-632. https://doi.org/10.1126/science.321.5889.628
  32. Thompson, D.W. and Wallace J.M., 1998. The Arctic Oscillation signature in the wintertime geopotential height and temperature fields. Geophys. Res. Lett., 25(9): 1297-1300. https://doi.org/10.1029/98GL00950
  33. Uda, M., 1934. Hydrographical researches on the normal monthly conditions in the Japan Sea, the Yellow Sea and the Okhotsk Sea. J. Imp. Fish. Exp. Sta. 5: 191-236.
  34. Wu, J., J. Huang, X. Han, X. Xie and X. Gao, 2003. Three-Gorges Dam-Experiment in Habitat Fragmentation? Science, 300: 1239- 1240. https://doi.org/10.1126/science.1083312
  35. Wu, L., Q. Zhang and Z. Jiang, 2006. Three Gorges Dam affects regional precipitation. Geophys. Res. Lett., 33: L13806, doi:10.1029 /2006GL026780. https://doi.org/10.1029/2006GL026780
  36. Zhang, S.W., Q.Y. Wang, Y. Lu, H. Cui and Y.L. Yuan, 2008. Observation of the seasonal evolution of the Yellow Sea Cold Water Mass in 1996-1998. Cont. Shelf Res., 28: 442-457. https://doi.org/10.1016/j.csr.2007.10.002

Cited by

  1. Long-term Variation in Ocean Environmental Conditions of the Northern East China Sea vol.18, pp.3, 2015, https://doi.org/10.7846/JKOSMEE.2015.18.3.189
  2. 황해중앙부에서 저층트롤에 의해 어획된 하계의 어류 종조성 및 분포특성 (2008-2014) vol.49, pp.6, 2011, https://doi.org/10.5657/kfas.2016.0849