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ISSN : 1229-3431(Print)
ISSN : 2287-3341(Online)
Journal of the Korean Society of Marine Environment and Safety Vol.20 No.6 pp.601-608
DOI : https://doi.org/10.7837/kosomes.2014.20.6.601

Long-Term Variations of the Sea Surface Temperature in the East Coast of Korea

Sang-Woo Kim*, Jin-Wook Im**, Byung-Sun Yoon**, Hee-Dong Jeong**, Seong-Ho Jang***
*Fisheries Resources and Environment Division, East Sea Fisheries Research Institute, Gangwon-Do, 210-861, Korea
**Fisheries Resources and Environment Division, East Sea Fisheries Research Institute, Gangwon-Do, 210-861, Korea
***Department of Bioenvironmental Energy, Pusan National University, Miryang-si, Gyeongsangnam-Do, 1268-50, Korea
Corresponding Author : ksangw@korea.kr, 033-660-8535
November 5, 2014 November 28, 2014 December 26, 2014

Abstract

The purpose of this study was to explore the long-term variability of sea surface temperature (SST) and cluster analysis derived from in-situ data in the coastal oceanographic observation 8 stations (Sokcho, Jumunjin, Donghae, Jukbyeon, Pohang, Janggigab, Ulgi, Gampo) of the East Sea during 1971-2013. As a result of cluster analysis, SST variations in each area could be divided into two groups, which was a group A of Sokcho, Jumunjin, Donghae, and group B of Jukbyeon, Pohang, Janggigab, Ulgi, Gampo. The SST and SST anomalies at Sokcho, Jukbyeon, Pohang and Gampo during 1971-2013 showed the increase-trend with the variations of decadal-scale. Annual SST values also increased remarkably after 1988. The increases of SST for 43 years showed 2.26°C at Sokcho, 1.99°C at Jukbyeon, 1.11°C at Pohang and 0.89°C at Gampo. In particular, the SST variations of the northern areas were higher than those of southern areas. The seasonal SSTs increased the order of Sokcho-Jukbyeon-Pohang-Gampo in fall and winter and that of Jukbyeon-Sokcho-Pohang-Gampo in spring and summer.


동해 연안해역 표면수온의 장기 시계열변화

김 상우*, 임 진욱**, 윤 병선**, 정 희동**, 장 성호***
*국립수산과학원 동해수산연구소 자원환경과
**국립수산과학원 동해수산연구소 자원환경과
***부산대학교 바이오환경에너지학과

초록

본 연구에서는 동해 연안정지관측 8개 지점(감포, 울기, 장기갑, 포항, 죽변, 동해(묵호), 주문진, 속초)에서 43년(1971-2013)간 조사한 표층수온을 이용하여 지역별 수온의 유사도에 따른 군집분석과 수온의 장기 변화를 살펴보았다. 수온의 유사도에 의한 군집분석 결과, 본 연구지역은 크게 그룹 A(동해, 주문진, 속초)와 그룹 B(감포, 울기, 장기갑, 포항, 죽변)로 구분되었다. 여기서 A 그룹의 속초와 B 그룹의 죽변, 포항, 감포를 중심으로 한 수온과 수온편차의 장기 변화에서 수온은 10년 규모의 변동을 보였다. 각 지역별 수온은 43년 간 증가 경향을 보였고, 1988년을 기준으로 고수온기와 저수온기로 구분되었다. 각 지역에서 43년간 수온은 속초가 2.26°C, 죽변이 1.9 9°C, 포항이 1.11°C, 감포는 0.89°C 각각 증가하였고, 지역적으로는 동해 남부에서 북부로 갈수록 수온의 증가 속도가 크게 나타났다. 계 절별 수온의 증가는 추계와 동계의 경우 속초>죽변>포항>감포의 순이었고, 춘계와 하계는 죽변>속초>포항>감포의 순으로 나타났다.


    National Fisheries Research and Development Institute
    RP-2014-ME-061

    1.서 론

    쓰시마난류는 대한해협/쓰시마해협을 통하여 동해에 유입 되어 대량의 열을 동해 내부에 수송하면서 쯔가루해협과 소 야해협을 통해 태평양과 오호츠크해로 유출한다. 이 쓰시마 난류의 일부는 일본열도를 따라서 북상하는 연안분지류이 고, 나머지는 한국의 동해 연안을 따라 북상하는 동한난류 로서 북위 38-41도 부근에서 동서로 분포하는 극전선(열전 선)을 형성하면서 동북방향으로 흐르고 있다. 한반도 연안은 대한해협/쓰시마해협을 통하여 유입된 동한난류는 한국 남 동부의 연안을 따라 북상하면서 고온고염의 해수를 북쪽으 로 이동시키고, 러시아 연안을 따라서 남하하는 리만한류가 북한 부근에서 북한한류로 되면서 저온저염의 해수를 남쪽 으로 이동시키면서 그 중간해역에서 두 해류가 만나면서 극 전선을 형성한다(Kim and Kim, 1983; Isoda et al., 1991). 동해 연안해역의 표층수온 변화는 수심이 얕기 때문에 수심이 깊 어서 열 저장 용량이 큰 외해역에 비하여 기상 변화에 따른 응답이 빠르다. 또, 동해의 경우는 이러한 원인 이외에 하계 에 동해에서 저장되는 열에너지의 절반 이상은 동한난류에 의한 열공급으로 거의 보충되고, 동계에는 거의 대부분이 해양에서 대기로 열공급이 된다(Kato and Asai, 1983; Hirose et al., 1996).

    본 연구에서는 동한난류가 북상하는 연안 해역을 따라 남북으로 위치하고 있는 연안정지관측 8개 지역에서 43년 (1971-2013)간 조사한 표층수온의 유사도로 군집 분석한 결 과에 기초하여 동해 연안 대표지역에서 장기적인 수온의 월 별 및 계절 변화를 파악하고자 하였다.

    2.자료 및 방법

    본 연구에서는 국립수산과학원에서 매일 10시에 연안정 지관측 8개소(울기, 감포, 장기갑, 포항, 죽변, 동해, 주문진, 속초)에서 43년간(1971-2013) 조사한 수온과 기온 자료를 이 용하였다(Fig. 1).

    동해 연안에 남에서 북으로 위치한 관측소의 연속적인 시 계열 자료는 관측 지역에 따라 50년 이상의 장기적인 자료 가 존재하였다. 그러나 각 연안관측 지점간의 자료의 연속 성 및 자료의 결측을 고려하여 파악한 결과, 40년 이상의 장 기적인 자료의 연속성이 있는 시기는 1971년부터 현재 시점 에 이르기까지 거의 존재하였다. 43년(1971-2013)간 연도별 매일 자료를 조사한 결과, 자료의 결측이 많이 나타난 시기 는 1993년 5월부터 1994년 4월까지 동해(묵호) 자료의 관측 에 따른 문제이며, 그 외 감포에서 1971년 9월, 장기갑과 죽 변에서 1999년 1월, 동해는 1973년 12월과 1979년 4월, 주문 진에서 1973년 2월에 각각 월별 자료를 생성할 수 없을 정도 로 자료의 결측이 나타난 것은 자료의 해석에서 제외시켜 선형 보간하였다.

    지역에 따른 연도별 월평균 수온의 유사도분석(Similarity analysis)을 위하여 각각의 지역에서 연도별 매일 측정한 수 온을 월별로 평균하여 유사도분석에 이용하였다. 먼저, 유사 도분석에는 Bray-Curtis 지수(Bray and Curtis, 1957)를 사용하 여 각 지역과 연도간의 수온 유사도를 나타내었고, 그 다음 이 유사도분석 결과를 바탕으로 한 군집분석은 PRIMER 6.0 프로그램을 사용하였다. 군집분석에서 그룹간 연결 방식에 는 Complete linkage를 사용하여 수지도(Dendrogram)를 작성하 였다. 군집분석 결과에서 분리된 각 지역들의 수온 차이에 대한 월별 수온의 기여는 SIMPER 분석을 수행하였다(Clarke and Warwick, 2001). 마지막으로 이들 군집에서 결속된 지역 에 대한 수온의 시계열 변화를 보기위하여 각 연도별 월별 평균 수온 자료에서 43년(1971-2013)간 월평균 수온을 뺀 수 온편차도를 작성하여 분석하였다.

    수온에 영향을 미치는 기온을 분석하기 위하여 연안정지 관측소에서 제공한 수온과 같은 시기인 43년(1971-2013)간 매일 자료를 월별 평균하여 분석에 이용하였다.

    3.결과 및 고찰

    3.1.지역별 연평균 수온

    동해안 남부의 울기에서 중부의 속초에 이르는 8개소의 연안정지관측 43년간(1971-2013)에 대한 연평균 수온과 표준 편차를 보면(Fig. 2), 동해 남부에 위치한 울기와 동해 중부의 북쪽에 위치한 속초 사이의 수온 분포 범위는 16.1-13.6℃ 로 서 남에서 북으로 갈수록 수온이 감소하였다. 표준편차는 동해 남부해역 4곳(울기, 감포, 장기갑, 포항)에서 0.6-0.7이었 고, 죽변을 기점으로 한 중부해역에 위치한 3곳(동해, 주문 진, 속초)은 1.1-1.4로서 남부해역보다 크게 나타났다.

    3.2.지역별 수온의 유사도에 의한 군집분석

    동해 남부에서 중부의 연안에 위치한 8개소(감포, 울기, 장기갑, 포항, 죽변, 동해(묵호), 주문진, 속초)에 대한 연안정 지관측 43년(1971-2013)간 매일 관측한 수온을 각 연도별 월 별로 평균하여 지역별 수온의 유사도에 따른 군집분석을 수 행하였다. 군집분석으로 얻은 수지도는 본 연구해역에서 크 게 동해 중부해역인 그룹 A(동해, 주문진, 속초)와 남부해역 인 그룹 B(감포, 울기, 장기갑, 포항, 죽변)의 군집으로 대별 되었다(Fig. 3, Table 1).

    두 그룹으로 구분된 수온의 분포는 하계 7-8월을 제외한 전체 월에 대하여 수온이 낮은 그룹 A와 수온이 높은 그룹 B로 구분되었다(Table 1). 특히, 그룹 B는 하계 7-8월의 경우 에 동한난류의 직접적인 영향을 받는 지역임에도 불구하고 이 그룹의 북쪽에 위치한 그룹 A보다 오히려 낮은 수온의 특징을 나타내었다. 이것은 매년 하계에 울기와 감포 지역 에서 남풍계열의 바람과 동한난류의 이류현상 등(Lee, 1983; Lee and Na, 1985; Lee et al., 1998; Kim et al., 2010)에 의해 발 생하는 연안용승의 영향으로 육지에 근접한 표층해수는 Ekmans 수송으로 외해로 빠져나가고 그 아래 층의 찬 냉수 가 표층에 영향을 미쳐서 그룹 A보다 낮은 수온이 나타난 것으로 사료된다.

    각 그룹 A와 B에 대한 세부적인 개별 그룹을 보면, 그룹 A는 다시 그룹 A-1(속초)과 그룹 A-2(주문진, 동해)로 분리되 었으며, 두 그룹은 앞서 나타난 그룹 A와 B에서 구분된 것 과 유사하게 수온의 분포가 하계 6-8월을 제외한 전체 월에 대하여 수온이 낮은 그룹 A-1과 수온이 높은 그룹 A-2로 분 리되었다. 하계 6-8월 동안 그룹 A-1은 그룹 A-2에 비하여 0.1~0.3℃ 로 수온이 약간 높게 나타났다. 반면에 5월과 9월 은 각각 0.2℃ 와 0.3℃ , 10-4월 사이에는 0.7~2.0℃ 범위로 A-1이 A-2보다 수온이 낮게 나타났다. 여기서 A-1과 A-2의 수온 차가 적게 나타난 5월과 9월은 동해에서 해면가열과 함께 동한난류에 의한 열 수송으로 해양의 열저장이 이루어 지는 시기와 일치한다(Kato and Asai, 1983; Hirose et al., 1996). 반면에 A-1과 A-2의 수온 차가 큰 시기(10-4월)는 대기와 해 양간의 열 교환이 크게 나타나는 9월 하순부터 3월까지 추 계의 해면냉각에 의한 수온의 감소와 함께 동계의 시베리아 고기압에 의한 북서계절풍의 영향으로 열 공급의 대부분이 해양에서 대기로 전달된다(Kato and Asai, 1983). 이 시기에 위도별 남북으로 위치한 지역의 차이가 수온의 변동에 영향 을 미쳐서 두 그룹으로 분리되는데 기여한 것으로 생각된 다. 그룹 B는 그룹 B-1(장기갑, 포항)과 그룹 B-2(감포, 울기, 죽변)로 분리되었다. 위도별로 북쪽에 위치한 그룹 B-1은 그 남쪽에 위치한 그룹 B-2에 비해 10월-3월의 기간 동안에 0.7~2.7℃ 낮은 수온을 보였지만 4월-9월에는 0.2~2.2℃ 높은 수온을 나타냈다. 특히 그룹 B-2는 5-8월 사이에 그룹 B-1보 다1.1~2.2℃ 로 낮은 수온을 보였고, 두 그룹에서 최대 수온 의 차가 나타난 7월(2.2℃)은 B-2 그룹에서 특히 울기와 감포 의 하계 연안용승에 의한 표층 냉수가 출현하는 시기와 잘 일치하였다(Seung, 1974; Lee, 1983; Kim et al., 2010).

    3.3.지역별 연평균 수온과 수온편차의 시계열 변화

    수온의 유사도에 따른 군집분석에서 구분된 두 그룹에 대 한 수온의 변화를 파악하기 위하여 A 그룹에 속한 속초와 B 그룹은 죽변, 포항, 감포를 대표 지역으로 선택하여 4개 지 역에 대한 수온과 수온편차의 43년(1971-2013)간 시계열 변 화를 분석하였다. 동해 4개 지역에 대한 43년(1971-2013)간 연평균한 수온과 수온편차의 시계열 변화를 Fig. 4에 나타내 었다.

    Fig. 4의 왼쪽에 나타낸 연도별 평균 수온은 선형 1차 회 귀직선식으로 구한 기울기에서 4개 지역 모두 증가 경향을 보였다. 여기서 각 지역에 대한 회귀직선식을 보면, 속초는 y=0.0537x+12.457, 죽변은 y=0.0473x+14.178, 포항은 y=0.0264x +14.722, 감포는 y=0.0212x+15.612로 나타났다. 이 회귀직선 식에서 추산한 43년(1971-2013) 동안 수온의 증감은 속초가 2.26℃, 죽변은 1.99℃, 포항은 1.11℃, 감포는 0.89℃ 증가하였 으며, 지역적으로는 동해남부의 감포에서 동해중부의 속초 로 갈수록 수온의 증가가 크게 나타났다. 지역별로 일부 연 도에 따른 수온의 감소가 나타나지만 장기적인 변동은 전체 지역에서 증가하였고, 전체적으로 1987-1988 사이에 수온의 체제 변환이 나타나는 것을 알 수 있다. 특히 Fig. 4의 오른 쪽에 나타낸 수온편차와 3년 이동 평균한 값을 보면, 1987년 이전은 평년 수온보다 낮은 저수온기, 1988년 이후는 평년 수온보다 높은 고수온기로 크게 구분할 수가 있다. 먼저 저 수온기인 1988년 이전의 수온편차를 상세히 보면, 속초를 제 외한 3개 지역은 1981년에 평년보다 가장 낮은 수온편차를 나타내었다. 전체 지역에서 수온의 시계열 변화는 1980-1987 년 사이에 평년보다 수온편차가 낮게 나타나 이것이 1988년 이전의 수온 변화에 크게 영향을 미쳤다. 고수온기인 1988년 이후의 수온편차는 각 지역에 따라 연도별 차이는 있지만 1993-97년에 상대적으로 평년보다 저수온이 크게 나타났다. 또한 3년 이동 평균한 수온과 수온편차에 나타난 결과는 수 온의 증감이 10년 규모의 변동을 보였다.

    3.4.고수온기와 저수온기 월별 수온의 변화

    Fig. 4에 제시한 바와 같이 저수온기와 고수온기의 대표적 인 1981년과 2008년에 대한 동해 연안 4개 지역의 월 평균 수온을 Fig. 5에 나타내었다.

    저수온기와 고수온기의 수온 차는 지역에 따라 월별로 다 르게 나타나지만 1-6월 사이에 큰 차이를 보였고, 지역별로 는 속초에서 1-4월에 5.4-7.6℃, 죽변은 1-9월까지 4.0-7.6℃, 포 항은 2월을 제외하고 1-6월에 3.3-4.3℃, 감포는 4월을 제외하 고 3.4-5.0℃ 의 수온 차를 나타내었다. 속초는 동계(1-3월)에 큰 수온 차를 보인 반면에 죽변은 추계(10-12월)를 제외하고 전 월에 걸쳐서 4.0℃ 이상의 수온차를 보였다. 감포와 죽변 은 동계(1-3월)에서 춘계(4-6월) 그리고 9월에도 상대적으로 큰 수온 차이를 보였고, 속초와 죽변에 비하여 동계보다는 오히려 춘계(5-6월)에 큰 수온 차이를 나타내었다. 한편 죽변 은 동계(1-3월)에서 춘계(4-6월)에 걸쳐서 속초와 포항 이남 지역의 중간적인 특징의 수온 차이를 보였다. 본 연구에서 제시한 고수온기인 2008년과 저수온기인 1981년은 하나의 예로서 제시하여 비교한 것이지만, 전체적인 경향은 동해 남부보다 중부 이북에서 동계 수온의 급격한 증가가 고수온 기의 수온 증가에 크게 기여하고 있음을 나타내고 있다.

    3.5.지역별 수온과 수온편차의 시계열 변화

    속초, 죽변, 포항, 감포 지역에서 43년(1971-2013)간 연도별 (횡축), 월별(종축)에 대한 수온과 수온편차의 시계열 변화를 Fig. 6에 나타내었다.

    동해 연안의 대표적인 4개 지역에서 동계(1-3월)에서 춘계 (4-6월)에 걸쳐서 10℃ 수온을 기준으로 하여 살펴보았다(Fig. 6 a-b). 여기서 10℃ 를 기준으로 3-5월까지 수온의 증감을 살 펴보면, 속초는 3-5월까지 그 증감이 10년 주기의 변동을 보 였고, 속초보다 남쪽에 위치한 죽변의 수온 증감이 속초보 다 1-2개월 빠르게 나타났다. 춘계(4-6월) 수온의 증감을 파 악할 수 있는 15℃ 를 기준으로 한 수온의 변동도 10℃ 수온 의 변동과 유사한 패턴을 보였다. 상대적으로 수온이 높은 20℃ 이상의 수온 변동은 6월부터 시작되어 10월 달에 끝나 지만, 해면냉각의 가속이 남부보다 빠른 동해 중부의 북쪽 에 위치한 속초는 그 남부지역보다 1개월 빠른 9월 중순경 에 그 변동이 마치는 것을 알 수 있다.

    본 연구 기간 중 개별 연도의 각 월에서 전체 기간인 43년 (1971-2013)간 각 월별 평균 값의 차이로 계산한 수온편차의 시계열 변화를 보면(Fig. 6 e-h), Fig. 4에서 제시한 바와 같이 전체적인 경향은 1988년 이후부터 평년보다 수온이 높은 것 을 알 수 있다. 먼저 대체적으로 평년보다 저수온을 보인 1988년 이전의 수온편차를 상세히 보면, 1972년은 속초를 포 함한 4개 지역 모두 1-2월에 평년보다 2℃ 이하의 고온을 보 였고, 죽변 이남지역은 1978-79년에 1-3월과 10-12월 사이에 1℃ 이하로 평년보다 고수온이었다. 속초는 1975-79년 동안 3-8월까지 평년보다 1-2℃ 고수온을 보였고, 1985년은 감포를 제외한 3개 지역에서 5-8월에 1℃ 이하의 고수온이 나타났 다. 평년보다 저수온이 강하게 나타난 시기를 보면, 1981-82 년은 1-3월에 평년보다 2-4℃ 저수온을 보였고, 특히 죽변과 속초는 1981년 2월에 최고 4℃ 까지 저수온이었다. 1983-1984 년은 속초와 죽변에서 3-7월에 2-3℃ 평년보다 저수온이었 고, 포항과 감포는 5-6월에 2 이하의 저수온이었다. 1981년 만큼 월별 수온이 평년보다 아주 낮은 1986-87년은 2-4월에 속초와 죽변에서 2-4℃, 7-8월에는 전 지역에서 2 이하로 평년보다 저수온이 나타났다. 특히, 저수온기의 대표적인 1981년의 저수온에 대하여 Hong et al.(1984)은 1981년 하계의 수온이 약 15년(1966-1981) 동안에 처음 있는 이상 저수온 현 상으로 이것은 쓰시마난류의 세력이 동해 연안에 영향을 미 치지 못하고 일본 연안쪽으로 북상한 것이라고 하였다.

    고수온기에 해당되는 1988년 이후는 일부 특정 연도를 제 외하고 대부분이 평년보다 높은 수온을 보였다. 각 지역에 따른 연도별 특징을 보면, 1988-1990년은 전체적인 수온편차 의 경향이 평년보다 고수온으로서 속초는 1-4월, 죽변을 포 함한 이남 지역은 7-8월에 각각 2℃ 이상의 고수온이었다. 1991년은 전체 지역에서 1-5월에 1℃ 이하의 저수온을 보였 다. 속초는 1992-95년 1-3월에 1-2℃ 고수온, 1993년은 3-10월, 1994년은 3-5월, 1996년은 1-8월까지 평년보다 저수온이었다. 속초는 2004년과 2007-09년에 1-3℃ 고수온을 보였고, 2006년 과 2010-11년은 1-7월에 1-2℃ 이하의 저수온을 보였으나 2012-13년은 12월을 제외한 전 월에 걸쳐서 고수온을 나타내 었다. 죽변은 1993-97년까지 거의 전월에 걸쳐서 저수온이었 고, 2003-04년 7-9월, 2005년 4-6월, 2010-11년은 1-5월까지 1-3℃ 저수온이었다. 특히 2007-08년은 1-7월, 2012-13년은 5-8 월에 다른 월에 비해 2-3℃ 고수온이었다. 포항의 경우, 1994-96년은 1995년 1-3월을 제외하고 거의 전원이 평년보다 저수온이었고, 1997-2004년까지 일부 월을 제외하고 1℃ 이 하의 고수온이었다. 2005년과 2009-1013년은 1-5월과 11-12월 에 평년보다 약간 저수온이었고, 그 외의 월은 2℃ 이하의 고수온이었다. 감포는 1993-96년에 하계 7-8월을 제외하고 거의 대부분의 월에서 저수온을 보였고, 1995년 7-8월은 1-3℃ 로 평년보다 강한 저수온을 나타내었다. 1998-2001년은 전체 월에서 고수온이었고, 2005-06년과 2010-11년은 각각 3-8월 및 1-9월까지 저수온을 보였다. 2012년은 5-8월에 1-2℃ 평년보다 고수온을 나타내었고, 2013년은 일부 월을 제외하 고 평년보다 약간 저수온을 보였다. 특히, 2011년 1-2월은 죽 변과 속초에서 2-3℃ 정도 평년보다 저수온을 보였다. 이시 기에 시베리아 고기압과 알류산 저기압이 발달한 위치와 기 압의 강도가 1월 거의 한달 동안 지속적으로 유지되어 한반 도에 이례적인 기온의 하강이 나타나 1-2월 연안 수온에 직 접적으로 영향을 주었기 때문이다(Choi et al., 2013).

    Fig. 6에 제시된 각 지역에 따른 연도별 월별 수온을 계절 별로 정리하면(Table 2), 전체 지역에서 수온 분포의 범위는 동계(1-3월)에 1.3-13.5℃, 춘계(4-6월)에 4.5-21.1℃, 하계(7-9월) 에 15.4-26.6℃, 추계(10-12월)에 5.1-21.9℃ 를 각각 나타내었다. 전체 지역에서 계절별 최저 수온은 하계를 제외하고 속초에 서 나타났고, 또한 속초에서 남쪽의 감포로 갈수록 계절별 수온의 차이가 작게 나타났다. 여기서 특이한 것은 하계 최 저 수온이 동해 연안의 북쪽에 위치한 속초보다는 남쪽인 감포에서 나타난 것은 이 지역에서 매년 하계에 발생하는 연안용승에 의한 냉수의 영향이 반영된 것을 알 수 있다 (Seung, 1974; Lee, 1983; Kim et al., 2010).

    앞서 기술한 4개 연안지역에 대한 43년(1971-2013)간 각 월의 수온 변동에 직접적으로 영향을 미치는 기온의 상관관 계를 분석하였다(Fig. 7). 4개 지역에 대한 수온과 기온에 대 한 상관관계는 속초, 죽변, 포항 및 감포에서 각각 90%, 83%, 92 % 및 83 %로 양의 상관을 나타내었다. 특히 수심이 얕은 연안은 열저장 용량이 적기 때문에 기온의 상승과 하강에 따른 대기의 변화에 표층 수온이 빠르게 응답하므로 두 요 소간의 상관관계가 높은 것으로 생각된다.

    3.6.지역에 따른 계절별 수온의 시계열 변화

    동해 연안 4개 지역에 대하여 연도에 따른 동계(1-3월, J-M), 춘계(4-6월, A-J), 하계(7-9월, J-A), 추계(10-12월, O-D)에 대한 1차 선형회귀직선식에 의한 43년(1971-2013)간 계절별 수온의 증감을 Fig. 8과 Table 3과 Table 4에 각각 나타내었다.

    속초, 죽변, 포항 및 감포 지역에서 연도에 따른 계절별 수 온은 전체 지역에서 연도에 따라 증가와 감소가 불규칙하게 나타나지만, 장기적인 관점에서 본 1차 선형회귀직선은 모든 지역에서 증가 경향을 보였다(Fig. 8). 각 지역에 대한 선형회 귀직선식(Table 3)의 기울기 값으로 추정한 43년(1971-20130)간 계절별 수온의 증가를 보면(Table 4), 추계와 동계 수온의 증 가는 속초>죽변>포항>감포의 순으로 남쪽보다 북쪽에서 크 게 나타났다. 춘계와 하계의 수온 증가는 죽변>속초>포항> 감포의 순으로 추계와 동계의 경우와 차이점은 동해 남부와 중부의 중간지역에 위치한 죽변에서 증가 경향이 크게 나타 났다. 이와 같은 계절별 수온의 증감은 해양생물의 변동에 도 직접적인 영향을 주고 있다. 동해 연안지역의 조간대에 서 계절별로 조사한 결과를 토대로 해조상의 특징을 분석한 것에 의하면, 강원도 이북의 고성은 한대성(Kim et al., 2012), 삼척 주변 해역은 한대 및 온대성(Shon et al., 2007; Kim et al., 2012; Kim et al., 2014), 그리고 동해 남부의 감포 및 기장 군의 일광에서는 온대 및 아열대(Kang et al., 2008; Kim et al., 2012)로 지역적인 특징이 두드러지게 나타난다. 이러한 해조 상의 지역적인 분포 특징은 수온과 같은 해양환경 변화와 직접적인 관계를 가지고 있으며, 예를 들어 동해 남부해역 은 과거에는 온대해역이었던 것이 현재는 온대와 아열대가 공존하는 특징을 가지고 있는 것으로 추정할 수 있다. 기후 변화에 따른 수온의 변화는 지리적으로 북쪽에 위치한 동해 중부 이북해역과 같이 동계 수온이 계속 증가하게 되면 결 국에는 춘계 수온과 공존하게 되어 해조상도 한대성에서 온 대성으로 바뀔 수 있을 것이다.

    4.결 론

    본 연구에서는 동해 연안정지관측 8개 지점에서 43년 (1971-2013)간 조사한 표층수온을 이용하여 지역별 수온의 유사도에 따른 군집분석과 수온의 시계열 변화를 살펴보았 다. 지역별 수온의 유사도에 의한 군집분석 결과, 본 연구해 역은 크게 동해 중부해역인 그룹 A(동해, 죽변, 속초)와 남부 해역인 그룹 B(감포, 울기, 죽변, 장기갑, 포항)로 구분되었 다. 여기서 A 그룹에 속한 속초와 B 그룹은 죽변, 포항, 감포 를 대표 지역으로 선택하여 수온과 수온편차의 43년(1971 -2013)간 시계열 변화를 분석한 결과, 수온의 증감이 10년 규 모의 변동을 보였다. 각 지역별 수온은 43년(1971-2013)간 증 가 경향을 보였고, 1988년을 기준으로 고수온기와 한냉기로 구분되었다. 각 지역에서 43년간 수온은 속초가 2.26℃, 죽변 이 1.99℃, 포항이 1.11℃, 감포는 0.89℃ 각각 증가하였고, 지 역적으로는 동해 남부에서 북부로 갈수록 수온의 증가 속도 가 크게 나타났다. 계절별 수온의 증가는 추계와 동계의 경 우 속초>죽변>포항>감포의 순이었고, 춘계와 하계는 죽변> 속초>포항>감포의 순으로 나타났다.

    수심이 얕아서 열저장 용량이 적은 연안 수온은 근해에 비해 대기의 영향에 직접적으로 영향을 받기 쉽지만, 장기 적인 관점에서 보면 이러한 수온의 증감이 해양생물의 변동 에도 직접적인 영향을 줄 것으로 생각된다. 본 연구에서는 동해 연안에 남북으로 위치한 연안정지관측를 이용한 수온 의 시계열 변화에 대한 기초적인 연구결과를 제시하였지만 현재 연구결과를 바탕으로 앞으로 연안의 조간대 및 연안에 서식하거나 회유하는 어류 등에 대한 연구와 접목하면 흥미 로운 결과가 도출될 것으로 기대한다. 또한, 본 연구 결과와 함께 근해에 대한 추가적인 연구를 바탕으로 장기적인 관점 에서 기후변화와 관련된 주요 인자와 동해 해양환경과의 상 호관계 구명은 기후변화에 따른 동해의 이해와 연근해 취약 성 평가를 위한 기초 자료를 제시할 것으로 생각된다.

    Figure

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    Locations of sea surface temperature observation along the coast of the East Sea.

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    Annual mean SST (sea surface temperature) variations at each area along the coast of the East Sea.

    KOSOMES-20-601_F3.gif

    Dendrogram showing the results of cluster analysis grouping the sampling stations (A-1, A-2, B-1 and B-2) for SST in the coastal oceanographic observation stations of the East Sea during 1971-2013.

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    Yearly mean changes of SST and SST anomalies at Sokcho, Jukbyeon, Pohang, and Gampo. Line plots indicate 3-year moving average.

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    Monthly SST changes in cold year (1981) and warm year (2008) at Sokcho, Jukbyeon, Pohang, and Gampo.

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    Monthly means of SST (a, b, c, d) and SST anomalies (e, f, g, h) at Sokcho, Jukbyeon, Pohang, and Gampo during 1971-2013.

    KOSOMES-20-601_F7.gif

    Relationship between monthly mean of SST and that of air temperature at Sokcho, Jukbyeon, Pohang, and Gampo during 1971-2013.

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    Seasonal mean SST at Sokcho, Jukbyeon, Pohang, and Gampo during 1971-2013.

    Table

    Monthly mean SST of group A and group B by cluster analysis in the coastal areas of the East Sea (unit:°C)

    Ranges of seasonal SST at Sockcho (SC), Jukbyeon (JB), Pohang (PH), Gampo (GP) (unit:°C)

    Seasonal linear regression equations at Sokcho, Jukbyeon, Pohang, and Gampo

    The increase of seasonal mean SST at Sockcho (SC), Jukbyeon (JB), Pohang (PH), Gampo (GP) during 1971-2013

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