1.서 론

동해 남부해역은 매년 5월 말부터 9월초까지 주변 해역보 다 5-10°C 정도 낮은 수온이 연안에서 표층에 띠 모양의 냉 수대가 발생과 소멸을 반복하면서 나타난다. 이러한 냉수대 는 지속적인 남풍계열의 바람, 지형적 특징 등에 의해 발생 하는 연안용승에 의해 발생된 것임이 잘 알려져 있다(Lee and Na, 1985; Lee et al., 1998; Kim et al., 2010). 연안용승은 일 반적으로 에크만수송으로 잘 설명된다. 북반구의 중위도 해 역에 위치한 동해는 남풍 계열의 3-4 m/s의 바람이 육지를 따라서 3-7일 지속하여 불 경우 에크만 수송(Ekman transport) 에 의해 육지에 근접한 해수는 바람 방향의 오른쪽 방향으 로 빠져나가고 이를 보충하기 위하여 그 아래의 찬물이 올 라오는 연안용승(coastal upwelling)이 발생된다(Seung, 1974; Lee, 1983; Kim et al., 2010). 반면에 북풍 계열의 바람이 육지 와 나란하게 불 경우는 연안용승과 반대로 에크만 수송에 의해 표층 해수가 연안 쪽으로 수렴하여 쌓인 해수가 그 아 래로 침강(downwelling)하는 현상이 일어난다. 특히, 여름철 의 경우 연안 용승은 표층 아래층에 있는 풍부한 영양염 등 이 표층으로 공급되어 기초 생산을 하는 생물들에게 이로운 영향을 주는 반면에 표층 해수의 침강은 거의 빈 영양 상태 의 해수를 표층 아래로 이동시키므로 생물의 생산력이 감소 되는 결과를 초래한다.

연안용승과 침강 현상은 태풍이 통과하는 이동 경로에 따 라서 육지에 접한 해수에서 및 외해에서 발생한다. 북반구 에서 태풍 반경의 오른쪽에 육지와 접한 해수는 남풍계열의 바람이 지배적이면 앞서 설명한 하계에 동해 남부해역에서 연안용승과 같은 현상이 나타난다. 반면에 태풍 반경의 왼 쪽에 위치한 육지에 인접한 해수는 침강이 발생할 것이다. 이러한 것은 실제 관측 자료를 이용하여 검증할 수 있다. 그 러나 태풍 통과 이전과 이후에 대한 자료는 위성관측 자료 로부터 얻을 수 있으나 태풍 통과 당시의 자료를 얻기에는 한계가 있다. 이러한 한계는 태풍 통과 전후의 자료로부터 추정하거나 수치모델을 이용하여 추정해 왔다(Sakaida et al., 1998; Kim et al., 2007; Hong, 2003). 현재까지 우리나라를 통 과하는 태풍과 수온에 대한 연구는 대부분이 특정 태풍에 국한되어 연구가 진행되었다.

한반도 주변 해역은 주로 6월부터 10월에 태풍에 의한 영 향권에 항상 접하고 있으며, 7-9월에 내습한 태풍 수는 전체 의 87 %를 차지한다. 태풍 통과에 따른 동해 연근해 수온의 변화는 Kim et al.(2007)과 Suh et al.(2002)이 연안정지관측과 위성영상을 이용하여 표층 수온의 변동을 분석하였다. 그들 은 태풍 통과 경로에 따른 표층과 그 아래층에 대한 논의는 일부 국한된 자료에 근거하여 논의했다. 태풍 통과 시의 동 해 전체 해역에 대한 수온 변동은 NOAA 위성과 같은 열적 외선 영상은 구름 등의 영향으로 해양의 상태를 분석하기 어렵다. 그러나 실시간 관측 부이는 비록 연안에 설치되어 있지만, 태풍이 통과하기 이전, 통과 시 및 통과 이후에 대 한 수온의 변동을 연속적으로 관측할 수 있는 장점이 있다. 태풍 통과에 따른 수온의 급격한 하강 현상은 태풍 통과 후 에도 수일간 유지되지만, 태풍 통과 당시의 수온 변동의 분 석은 Kim et al.(2007)이 태풍 NAVI에 대해 NGSST 위성 영상 과 부이 자료를 이용한 것을 제외하고 거의 없는 실정이다.

본 연구에서는 최근 7년(2009-2015)간 우리나라를 중심으 로 통과하였거나 그 주변에서 소멸한 태풍의 이동 경로에 따른 한반도 연근해 수온의 변동을 파악하고자 하였다. 먼 저 태풍 통과 전후에 대한 수온변동은 위성관측 수온 영상 과 바람 자료를 분석하였다. 그 다음, 태풍 통과 전후 및 통 과 당시의 수온 변동은 동해 연안에 설치된 실시간 관측 계 류부이 자료를 이용하였다.

2.자료 및 방법

본 연구에서는 태풍의 이동 경로에 따른 수온의 변화를 조사하기 위하여 최근 7년(2009-2015) 동안 7-10월에 우리나 라 주변에서 소멸되거나 통과한 16개 태풍 자료를 분석하였 다(Fig. 1과 Table 1). 여기서 주목한 것은 태풍 발생 일보다 우리나라를 통과하는 시기의 수온 변동에 초점을 두어 태풍 통과 전후의 수온은 국립수산과학원에서 매일 수신하고 있 는 NOAA 위성영상을 분석하였다. NOAA 위성과 같은 열적 외선 영상은 안개, 구름 등과 같은 영향이 해양의 수온 분석 에 오류 자료를 생산할 수 있는 단점이 있다. 이러한 오류 자료를 줄이기 위하여 구름이 있는 경우는 수온 영상 위에 구름을 중첩시켜 그 주변의 수온 분석에 대한 영향을 최소 화하였다. 태풍의 이동 경로는 기상청에서 제공하는 위경도 자료를 이용하여 위도 30-45도, 경도 121-142도 사이의 영역 에서 3시간 간격 이동 궤적을 표시하여 태풍이 우리나라 주 변에서 소멸하거나 통과하는 위치를 파악하였다(Fig. 1). 또 한, 태풍이 통과하기 전후의 공간적인 수온의 증감은 태풍 통과 이후의 수온 영상에서 태풍 통과 이전의 수온 영상과 의 수온 차이로 분석하였다. 여기서 태풍 통과 전후의 영상 은 거의 태풍이 우리나라 주변을 통과하는 날과 근접하면서 구름의 영향이 적은 영상을 선택하여 분석하였다.

태풍 통과 전후의 수온 분포는 NOAA 위성으로 분석할 수 있으나, 태풍 통과 이전부터 지속적으로 통과 이후까지 수 온의 변동을 연속적으로 알 수는 없다. 국립수산과학원에서 동해 연안에 설치하여 운영하고 있는 계류부이는 비록 연안 에 설치되어 있지만 태풍 통과 이전부터 이후까지 지속적으 로 수온의 변동을 수심별로 관측할 수 있는 장점이 있다. 수 심별 연속관측 수온 자료는 국립수산과학원에서 영덕, 삼척, 강릉 및 양양의 표층, 15 m, 25 m의 수심에서 30분 간격으로 조사하는 수온 자료이다. 본 연구에서는 1시간 간격으로 추 출하여 태풍 통과에 따른 수심별 수온의 변화를 분석하였 다. 여기서 수심별 수온 자료는 태풍의 위치가 이동 경로에 따라 태풍의 왼쪽과 오른쪽 혹은 가운데 놓일 수 있기 때문 에 태풍 통과 위치에 따른 수온의 변동을 파악하기에도 유 용하다. 그러나 이 자료는 태풍 통과에 따른 센서 등의 고장 과 오작동 문제로 모든 태풍에 대한 수온 자료를 지역별로 획득 할 수는 없었다(Table 2).

태풍 통과 전후에 동해 연안 수온 분포에 영향을 미치는 바 람의 영향은 기상청의 기상자료개방포털(http://data.kma.go.kr) 에서 제공하는 종관기상관측장비에서 관측된 동해의 바람 자료를 이용하였다. 바람 자료는 동해의 속초, 강릉, 울진, 영덕의 풍향과 풍속 자료를 이용하였다. 태풍 통과 전후의 풍향과 풍속 자료는 1일에 대하여 6시간 간격의 4개 자료로 벡터 그래프를 작성하였다.

본 연구에서는 태풍의 이동 경로에 따른 한반도 주변 해 역의 공간적인 수온 변동과 바람과의 관계를 분석하였다. 또한, 실시간 관측 계류부이 자료를 이용한 동해 연안의 수 심별 수온의 변동과 바람과의 관계로부터 연안용승과 침강 에 대한 현상을 밝히고자 하였다. 여기서 태풍이 한반도 주 변을 통과하는 경로에 따라서 서해상 통과 태풍, 동해상 통 과 태풍과 일본 동부의 태평양을 통과하는 태풍으로 나누어 이들 관계를 살펴보았다.

3.결 과

3.1.서해상 통과 태풍과 수온의 변동

3.1.1.위성관측 연근해 수온과 바람

태풍의 이동 경로에 따른 한반도 연근해 수온의 변화를 살펴보기 위하여 서해상을 통과한 태풍 전후의 수온 영상과 동해 연안의 바람 자료를 Figs. 2-3에 나타내었다. 서해상을 7년(2009-2015) 동안 통과한 Kompasu, Muifa, Bolaven, Nakri, Chanhom의 5개 태풍에 대한 NOAA 표면수온 영상을 Fig. 2에 나타내었다. 각 영상에서 가장 왼쪽은 태풍이 통과하기 이 전, 중간은 태풍 통과 이후, 그 오른쪽은 태풍 통과 이후에 서 이전의 수온 차이를 나타낸 것이다.

2010년 9월 1일 전후에 서해상을 통과한 태풍 Kompas의 경우, 동해 남부 외해역과 대한해협과 일본의 큐슈 해역은 태풍 통과 이후에 1-2°C 높은 수온을 보였다(Fig. 2(a)). 동해 연안 수온은 태풍 통과 이후에 1-4°C 낮았고, 외해역은 1-2°C 로 태풍 통과 이후에 대부분이 낮은 수온을 나타내었다. 서 해의 남부해역은 태풍 통과 이전보다 2-5°C 낮았고, 서해 남 서부해역의 중국 연안은 구름 등에 의한 오염된 자료로서 수온의 증감에 대한 자료의 신뢰성이 낮게 나타났다. 동해 의 연안에서 관측한 속초, 강릉, 삼척, 영덕에 대한 4개 지역 의 바람은 태풍 통과 이전부터 남풍계열의 바람이 지배적이 었지만, 태풍 통과 1일 후에 속초와 강릉은 북풍이 불다가 다시 남풍으로 바뀌었다(Fig. 3(a)). 여기서 자료는 제시하지 않았지만 서해의 인천, 서산, 군산과 목포의 바람 자료도 거 의 남풍 계열의 바람이 지배적이었다. 그러나 동해의 중부 이북해역과 서해의 수온이 태풍 이전보다 낮은 것은 태풍이 서해상을 통과할 때는 남풍 계열의 바람이 영향을 끼쳤고, 북한 영역을 지나서 동해를 통과할 때는 북풍의 영향으로 근해 수온의 차이가 나타났다. 또한, 태풍의 영향이 상대적 으로 적은 동해 남부해역과 일본 혼슈열도 사이에서 태풍 통과 이후의 수온이 높았다.

태풍 Muifa가 서해상을 통과한 2011년 8월 7-8일 전후의 수온의 변동은 현재 제시된 태풍 통과 이후의 수온 영상의 자료에서 서해가 구름 등으로 인하여 수온의 공간 분포는 알 수 없으나, 동해의 경우 동해 연안을 제외한 남부해역은 1-5°C 낮았다(Fig. 2(b)). 동해의 연안과 중부 이북 연안 및 일 본의 노토반도 주변과 북해도 연안 해역 주변은 1-3°C 높은 수온을 보였다. 이때 동해의 연안에 부는 바람의 세기는 속 초와 동해는 1.8-7.3 m/s, 울진은 0.8-3.1 m/s, 영덕은 1.5-4.6 m/s 로서 전 지역에서 남풍계열의 바람이 지배적이었다(Fig. 3(b)). 동해 연안은 거의 태풍 통과 이전부터 지속적인 남풍 계열 의 바람에 의해 수온이 낮았으나, 동해 중부의 이북해역에 형성된 낮은 수온이 분포한 해역은 오히려 수온이 상승하였 다. 이것은 태풍의 영향을 적게 받은 동해 북부해역은 본 연 구에서 제시한 태풍 이후의 영상이 약 4일 지난 것과도 관 계가 있다. 8월은 해면 가열이 더해지는 시기이므로 태풍 통 과 이후에 가열된 표층의 수온 상승이 태풍 통과 이전의 낮 은 수온과의 차이 때문에 생긴 수온의 상승이다.

2012년 8월 27일 태풍 Bolaven이 통과한 일본 연안 일부와 북위 40도 이북에서 태풍 통과 이후가 이전보다 1°C 이상 고 온이었으나 그 외 대부분은 1-6°C 태풍 통과 이후가 수온이 낮았다(Fig. 2(c)). 특히 서해의 태안반도와 동해의 강릉 연안 부근에서 5°C 이상 수온이 낮았다. 동해 연안의 바람은 태풍 통과 이전에 속초와 강릉이 0.5-1.5 m/s로 약한 북풍이었고, 울진은 1.6-3.3 m/s, 영덕은 4.5-5.5 m/s로 상대적인 강한 북풍 이 불었다(Fig. 3(c)).

서해의 군산 외해역 부근에서 소멸한 태풍 Nakri의 경우 는 동해와 서해의 연안을 포함한 남부해역에서 태풍 통과 이후가 이전보다 1-3°C 수온이 낮았다(Fig. 2(d)). 태풍이 북상 하여 발달하지 못했기 때문에 태풍의 영향이 적은 동해 중 부 이북해역과 서해는 연안의 일부를 제외하고 태풍 통과 이후에도 여름철 해면 가열에 의한 수온의 상승으로 수온이 높았다. 동해 연안의 바람은 태풍 통과 이전에는 남풍계열 의 바람이 지배적이었다. 각 지역별 바람은 속초와 강릉이 0.8-3.4 m/s 세기로 남풍과 북풍이 섞여있고, 울진은 1.2-1.8 m/s 로 남풍, 영덕은 0.5-3.2 m/s로 북풍이 불었다(Fig. 3(d)).

태풍 Chanhom 통과에 따른 수온은 서해상에 있는 대부분 의 태풍이 통과한 이후에 1-2°C 낮았고, 동해는 북쪽 일부를 제외한 중부와 이북 해역이 태풍 통과 이후에 1-3°C 낮았다 (Fig. 2(e)). 한편, 동해 남부해역은 구름에 의한 영향으로 보다 정확한 수온의 차이는 알 수 없지만, 일부 해역이 1°C 이상으 로 태풍 통과 이후에 높았다. 동해 연안의 바람은 태풍 통과 이전부터 당시까지 남풍계열의 바람이 지배적이었고, 풍속 은 속초가 2.5-3.4 m/s, 강릉이 1.2-2.8 m/s, 울진이 1.2-4.1 m/s, 영덕이 0.6-1.2 m/s로 남풍이 지배적이었다(Fig. 3(e)). 이 태풍 통과 이후 4일 후에 동해상을 한 가운데로 통과하는 태풍 Nangka는 전 연안에서 북풍이 불었다(Fig. 3e). 여기서 풍속은 속초가 2-4.9 m/s, 강릉이 3.2-7.7 m/s, 울진이 2.1-4.7 m/s, 영덕이 1.5-4.2 m/s 이었다. 이 시기 이후의 위성 영상은 대부분이 구 름 등의 영향이 지속적으로 나타나 해상의 상태를 알 수 없 어서 자료는 제시하지 않았다.

3.1.2.동해 연안의 수온 변동

동해 연안의 양양, 강릉, 삼척, 영덕에 설치된 계류 부이에 서 관측한 실시간 수온 자료를 Fig. 4에 나타내었다. 2010년 9월의 태풍 Kompas와 2011년 8월의 태풍 Muifa는 동해 연안 수온 자료가 강릉을 제외한 다른 연안은 센서의 오작동으로 수온 자료가 없었다(Table 2).

태풍 Kompas의 경우는 태풍 통과 당시와 통과 전후에 대한 강릉 수온의 변동이 거의 없었고, 태풍 통과 1일 후에 15 m와 25 m의 수온이 상승하였다(Fig. 4(a)). 이 수온의 상승은 Fig. 3(a)에 나타낸 바와 같이 태풍 통과 1일 후에 북풍계열 바람 에 의한 영향을 받았기 때문이다.

Muifa가 서해상을 통과할 때인 2011년 8월 7일은 강릉 연 안의 표층과 15 m 및 25 m의 수온이 일시적으로 약 2-4°C 상 승하였으나, 8일부터 9일까지 표층에서 25 m 수심까지 수온 이 하강하였다(Fig. 4(b)). 이때의 바람은 동해 전 연안에서 바람의 세기에 대한 차이는 있지만(Fig. 3(b)), 태풍 통과 이 전부터 태풍 통과 때에 1.1-7.3 m/s의 남풍계열 바람에 의한 연안용승과 관계가 있다. 표층 수온의 하강은 24.3°C 에서 13.9°C 로서 약 9.8°C 이었다. 이 표층 수온은 10일 이후에 점 차적으로 상승하였고, 15 m와 25 m 수온의 변동은 서서히 변 동하였다.

태풍 Bolaven은 2012년 8월 27-28일부터 서해상을 통과하 였다. 이 때 강릉은 표층에서 중층까지 거의 변동이 없었고, 25 m 수심에서 약간 수온이 상승하였다. 영덕은 표층에서 25 m 수심에 이르기 수온이 상승하였다. 특히 영덕의 수온은 표 층과 15 m 수심에서 2-2.5°C 상승하였지만, 25 m 수심의 수온 이 10.5°C 상승한 시기의 바람은 북풍계열이었다(Fig. 3(c)).

서해상 통과 태풍에 따른 동해 연안의 지역별 수온이 모 두 존재한 태풍 Nakri와 Chanhom에 대한 수심별 수온의 변화 를 Fig. 5에 나타내었다. 태풍 Nakri가 서해에 진입하여 군산 부근에서 소멸한 2014년 8월 2-3일 사이에 수온은 강릉을 제 외한 양양과 삼척이 3°C, 영덕이 5.7°C 표층 수온이 상승하 였다. 또한, 이 수온은 태풍이 소멸된 3일 이후에 4개 지역에 서 모두 표층 수온이 하강함에도 불구하고 삼척을 제외한 3 개 지역에서 15 m와 25 m 수온의 큰 변동은 없었다. 표층 수 온의 하강 정도는 양양-울진에서 6-6.5°C, 영덕이 8.9°C 감소 하였다. 이러한 수온의 하강은 동해 남부에 위치한 영덕에 서 북쪽에 있는 양양으로 갈수록 수온이 회복되는 일수 및 시간이 짧게 나타났다. 태풍 통과 때에는 바람의 세기는 약 했지만 양양과 강릉은 남풍과 북풍이 섞어져 있고, 울진은 남풍, 영덕은 북풍이 불었다. 태풍 통과 1일 후에 남풍이 전 지역에서 지배적이었고 이 때 수온의 하강이 나타났다.

태풍 Chanhom이 2015년 7월 12일 00시에 서해의 남부에 위치했을 때 동해 중부에 위치한 속초와 강릉의 수온은 태 풍 통과 때에 4-5°C 하강하였으나 10시경에 일시적으로 수온 이 4.5-5°C 상승하였다. 수온 상승이 발생한 10시 이후부터 14일에 최저 수온을 보였고, 15 m와 25 m의 수온은 큰 변동 이 나타나지 않았다. 삼척은 태풍 통과 전인 11일 15시부터 수온의 감소가 지속적으로 나타나 14일에 최저 수온(7.6°C) 을 보였고, 15 m와 25 m의 수온도 하강하였다. 한편, 동해 남 부에 위치한 영덕은 표층과 그 이하의 수심에서 태풍 통과 당시에는 거의 변화가 없었고, 거의 태풍 통과 1일 만에 수 온이 하강하여 2일 후인 14일에 최저 수온을 나타내었다. 태 풍 Chanhom 통과에 따른 동해 연안의 표층 수온의 급격한 하강에 따른 차이는 8-11°C 를 보였고, 이 시기에 Fig. 3(e)와 같은 남풍계열의 바람에 의한 연안용승으로 수온이 하강한 것을 알 수 있다. 태풍 통과 이후 다음 태풍 Nangka가 동해 상을 통과할 때까지 표층 수온과 함께 15 m와 25 m의 수온도 상승하였고, 수온의 연직 혼합은 거의 4일간 지속하였다. 태 풍 Chanhom과 달리 Nangka는 강한 북풍으로 고온의 외해수 가 연안 근처에서 침강하여 표층 수온뿐만 아니라 15 m와 25 m 수심의 수온이 동시에 상승하였다.

3.2.동해상 통과 태풍과 수온의 변동

3.2.1.위성관측 연근해 수온과 바람

7년(2009-2015) 동안 동해상을 통과한 6개 태풍인 Malou, Tembin, Sanba, Danas, Halola, Goni에 대한 태풍 전후의 수온 영상과 동해 연안의 바람 자료를 Figs. 6-7에 나타내었다. 태 풍 Malou가 동해상을 통과한 2010년 9월 6-7일 전후의 수온 의 변동은 현재 제시된 태풍 통과 이후의 영상에서 서해는 구름 등으로 인해 수온의 공간적인 차이는 알 수 없었다(Fig. 6(a)). 동해는 일본 혼슈열도의 북쪽에 위치한 서부해역 일부 가 태풍 통과 이후가 이전보다 수온이 1-2°C 높았고, 서해는 서해 남부와 제주도 서쪽해역에서 수온이 1-2°C 높았다. 그 외 대부분의 해역은 수온이 1-4°C 낮았고, 동해 남부 외해역 은 태풍 통과 이후에 2-4°C 낮았다. 동해 연안의 바람은 태 풍이 통과하기 이전에는 남풍이었다가 통과 때에 강한 북풍 으로 바뀌었다(Fig. 3(a)). 바람의 방향이 바뀐 것은 태풍 Malou 가 일본 노토반도 아래쪽에서 소멸하면서 나타났고, 풍속은 속초가 5.3-7.4 m/s, 강릉이 3.4-6.3 m/s, 울진이 4.8-10.3 m/s, 영덕 이 1.7-10.5 m/s 이었다.

태풍 Tembin은 2012년 8월 29-30일에 서해를 통과한 태풍 Bolaven이 통과한 2일 후에 동해상을 통과한 태풍이다. 수온 의 변동은 일본 혼슈열도의 중부 이북해역과 동해 북서부해 역 일부에서 태풍 통과 이후에 수온이 1-2°C 높았다(Fig. 6(b)). 그 외는 대부분의 해역에서 태풍 통과 이후가 이전보다 수 온이 낮았다. 특히, 태풍 통과 이후의 수온은 동해 중부 연 안과 제주도 주변 및 태안반도 연안에서 태풍 통과 이전보 다 3-6°C 낮았다. 동해 연안의 바람은 태풍 Bolaven이 통과할 때에 북풍이 전 지역에서 남풍으로 방향이 바뀌었다(Fig. 3(c)). 풍속은 속초와 강릉이 4.1-9.0 m/s, 울진은 1.6-3.3 m/s, 영 덕은 5.2-6.1 m/s로 나타났다. 이 시기는 2개의 태풍이 2일간 의 시간 간격으로 전혀 다른 바람 방향이 한반도 연근해의 수온 변동에 영향을 미쳤다.

태풍 Sanba는 2012년 9월 17일에 우리나라 육지의 남부지 방을 통과하여 동해상을 통과한 태풍이다. 태풍 통과 전후 의 수온 변동은 동해 중부 연안과 제주도 주변 및 일본 서해 상에서 태풍 통과 이후의 수온이 1-2°C 높았다(Fig. 6(c)). 그 외에 태풍 통과 이후의 수온은 동해 근해에서 1-2°C 낮았고, 서해는 전 해역이 1-4°C 낮았다. 동해 연안의 바람은 북풍이 지배적이었고, 풍속은 속초가 7.9-9.6 m/s, 강릉이 4.6-8.6 m/s, 울진이 7.8-14.2 m/s, 영덕이 7.9-11 m/s 이었다(Fig. 7(a)).

태풍 Danas는 2013년 10월 8일에 대한해협을 소규모의 반 경으로 통과하여 동해 한가운데인 일본의 노토반도 외해역 에서 소멸한 태풍이다. 태풍 통과 전후의 수온 변동을 보면, 서해는 목포, 진도와 제주도를 연결하는 해역에서 태풍 통 과 이후에 1°C 상승하였고, 그 외의 해역은 1-2°C 하강하였 다(Fig. 6(d)). 한편, 동해 연안은 일부를 제외하고 동해 전 연 안에 걸쳐서 거의 1-2°C 상승하였다. 동해 가운데 일부 해역 에서 1°C 이하의 수온 상승이 있었지만, 전반적으로 태풍 통과 이후의 수온이 1°C 이하로 하강하였다. 동해 연안의 바람은 북풍계열이 지배적이었고, 풍속은 속초가 0.8-3.4 m/s, 강릉이 0.8-2.6 m/s, 울진이 1.8-8.2 m/s, 영덕이 1.2-12.7 m/s를 나타내었 다(Fig. 7(b)).

태풍 Halola는 2015년 7월 26일에 일본의 큐슈 북부해역에 서 소멸한 태풍이다. 태풍 통과 전후의 수온 변동은 동해 남 부해역 일부와 일본 연안을 따라서 태풍 통과 이후에 수온 이 1-3°C 하강하였다(Fig. 6(e)). 그 외에 동해 전체 해역은 수 온의 상승이 나타났고, 동해 중부에서 북부해역의 외해역은 태풍의 영향을 거의 받지 않고 해면 가열에 의한 수온의 계 속적인 상승으로 인하여 태풍 통과 이후에 수온이 2-3°C 상 승하였다. Fig. 3(e)에 나타낸 태풍 Halola 통과 때의 동해 연 안에서 관측한 바람을 보면, 속초는 남풍과 북풍이 섞여있 으나, 그 외의 지역은 바람의 세기는 약하지만 남풍이 지배 적이었다. 풍속은 속초가 0.8-2.7 m/s, 강릉이 1.3-3.2 m/s, 울진 이 1.1-2.4 m/s, 영덕이 1.5-3.1 m/s 이었다. 바람 방향은 남풍이 지만 태풍의 소멸이 우리나라 연안에서 벗어난 일본 혼슈열 도에서 소멸하여 태풍 통과 때 그 세기가 약하여 수온의 변 동에는 기여하지 못하였다.

태풍 Goni는 2015년 8월 24일에 일본의 큐슈 북부해역을 통과하여 25일 북위 약 39도의 동해 한가운데인 우리나라 의 동해 연안에 좀 더 근접하여 소멸되었다. 태풍 통과 이전 의 수온 영상은 계속적으로 구름 등의 영향이 나타나 8월 18일부터 23일까지 일주일 평균 영상을 이용하여 태풍 통 과 전후의 수온 변동을 분석하였다. 태풍이 동해 한가운데 를 종단하면서 통과한 이동 경로 주변 해역을 따라서 수온 이 2-3°C 하강하였다(Fig. 6(f)). 태풍의 영향권에서 벗어난 일 본 혼슈열도의 중부에서 북부 연안의 수온은 1-2°C 상승하 였다. 또한, 서해는 남부해역과 서해의 연안을 따라서 1-2°C 수온이 상승하였다. 태풍이 통과할 때의 동해 연안의 바람은 남풍과 북풍이 섞인 강릉을 제외하고 속초, 울진 및 영덕이 강한 북풍을 나타내었다(Fig. 7(c)). 풍속은 속초가 5.3-9.2 m/s, 강릉이 2.5-5.5 m/s, 울진이 3.4-10.5 m/s, 영덕이 6.5-13.5 m/s 이 었다.

3.2.2.동해 연안의 수온 변동

2010년 9월과 2012년 8월에 동해상을 통과한 태풍 Malou 의 강릉 연안과 Tembin의 강릉과 영덕의 연안 수온은 동일 한 연도에 발생한 태풍과 연계하여 Fig. 4에 제시하였다. 태 풍 Malou는 동해상을 7일에 통과하기 이전인 5일부터 수온 이 하강하기 시작하였다. 태풍 Malou가 대한해협을 통과하 는 시점부터 강릉의 수온은 표층뿐만 아니라 15 m와 25 m 수 심의 수온도 함께 상승하였다. 이것은 Fig. 3(a)에 제시된 바 와 같이 강릉뿐만 아니라 동해 연안이 북풍계열의 바람에 의해 외해쪽 고온의 해수가 연안으로 이동되어 연안에서 침 강함으로 인하여 15 m와 25 m 수심의 수온이 상승한 것으로 생각된다. 이 침강에 의한 수온의 상승은 2일 후에 바람 방 향의 변형으로 지속적으로 나타나지 않았다.

2012년 8월 29일에 동해상을 통과한 태풍 Tembin은 2일전 에 지나간 태풍 Bolaven의 영향을 거의 받지 않은 강릉과 간 접적인 영향을 받은 영덕의 수온이 Tembin에 의한 남풍계열 바람의 영향으로 표층에서 저층(25 m)까지 급격하게 수온이 하강하였다(Fig. 3(c)). 태풍 Tembin의 영향으로 강릉은 표층에 서 16.5°C 수온이 하강하였고, 15 m와 25 m 수심은 약 12-13°C 수온이 하강하였다. 영덕은 강릉과 달리 표층에서 11.6°C 수 온이 하강하였고, 15 m와 25 m 수심은 약 16°C 수온이 하강 하였다. (Fig. 4(c)-(d)). 이와 같이 2일 간격으로 2개의 태풍이 서해와 동해를 통과하면서 전혀 다른 바람이 동해 연안의 수온 변동에 크게 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

2012년 9월 17일에 우리나라 남부의 육지를 지나 동해 북부로 통과한 태풍 Sanba 때 관측된 강릉과 삼척의 수온을 보면(Fig. 8(a)-(b)), 태풍 통과 전후에 표층과 15 m 수온은 거의 변동이 없었지만 25 m 수온은 그 상승 폭이 크게 나타 났다. 표층 수온은 거의 변화가 없고 저층 수온이 상승하는 것은 Fig. 7(a)과 같이 강릉과 삼척과 비슷한 위치에 있는 울 진의 바람이 4.6-14.2 m/s로 강한 북풍의 영향을 받았기 때문 이다.

2013년 10월 8일에 동해를 통과하여 동해 한가운데서 소 멸한 태풍 Danas 때 관측된 강릉과 삼척의 수온을 보면(Fig. 8(c)-(d)), 태풍 Sanba와 같이 북풍의 영향으로 표층 수온은 거 의 변화가 없었다(Fig. 7(b)). 태풍 통과 후 강릉은 표층과 25 m 의 수온의 변동이 없는데 15 m의 수온이 약 7°C 상승한 반면 에 삼척은 15 m의 수온은 거의 변화가 없고, 25 m 수온이 약 7°C 상승하여 거의 표층 수온에 도달하였다.

2015년 7-8월에 발생한 태풍 Halola와 Goni 때 동해 연안 수온은 4지역에서 모두 관측되었다(Fig. 9). 태풍 Halola 통과 때에 관측된 각 지역별 수온의 변동을 보면, 태풍이 일본의 큐슈지방 근처에서 소멸되었기 때문에 동해 연안의 남쪽에 위치한 영덕을 제외하고 표층에서 저층까지 수온의 변화가 거의 없었다(Fig. 9(a)-(d)). 바람은 우리나라 연안에서 벗어난 일본 혼슈 열도에서 태풍이 소멸했기 때문에 풍향은 남풍이 지만 그 세기가 약하였다(Fig. 3(e)).

2015년 8월 25일에 한반도를 통과하는 태풍 Goni는 그 1일 전부터 삼척은 표층, 15 m와 25 m 수온이 각각 18.1°C, 13.8°C, 11.7°C 의 수온이 상승하기 시작하여 태풍이 동해를 통과할 당시인 25일에 표층, 15 m와 25 m 수심의 수온이 모두 24.1°C 까지 상승하였다(Fig. 9(e)-(f)). 삼척보다 이남에 위치한 영덕 은 태풍 통과 직전과 통과 때에 수온의 변화가 없었다. 그러 나 15 m와 25 m 수온은 태풍 통과 이전에 각각 15.4°C 와 13°C 의 수온이 서서히 상승하여 태풍 통과 때인 25일에는 25.4°C 로 표층 수온(25.5°C)과 거의 유사하게 나타났다. 삼척과 영 덕의 수온은 하루 반 이후에 서서히 변동하면서 표층과 15 m 및 25 m 수심의 수온으로 각각 분리되기 시작하였다. Fig. 7(c)와 같이 태풍 Goni가 통과할 때의 삼척과 유사한 위치에 있는 울진과 영덕의 바람은 최고 풍속이 10.5-13.5 m/s로 강한 북풍이 불었다.

3.3.일본 동부해역 통과 태풍과 수온의 변동

3.3.1.위성관측 연근해 수온과 바람

7년(2009-2015) 동안 일본의 동부해역을 통과한 Melor, Neoguri, Halong, Vongfong에 대한 태풍 전후의 수온 영상과 동해의 바람 자료를 Figs. 10-11에 나타내었다.

태풍 Melor는 2009년 10월 7-8일에 일본 혼슈열도를 통과 하여 일본 동부해역으로 빠져나갔다. 태풍 통과 전후의 수 온 변동은 태풍의 영향이 거의 없는 서해뿐만 아니라 동해 의 외해쪽에 있는 일부 해역 및 동해 연안을 제외하고 동해 의 전 해역에서 수온이 하강하였다(Fig. 10(a)). 태풍 Melor가 8일 이후에 태평양쪽으로 완전히 빠져나간 2일 후인 10월 10일의 수온 영상은 일본의 동부해역을 제외하고 전체적으로 수온의 하강은 있지만 큰 변화는 보이지 않았다. 이 시기는 10 월이기 때문에 수온의 하강이 태풍의 간접적인 영향과 함께 해면냉각기에 접어드는 시기와 중첩되어 동해뿐만 아니라 서 해의 전 해역에서 수온의 하강이 나타난 것 같다. 이때 동해 연안의 바람은 북풍이 우세하였고, 풍속은 속초가 2.5-7.4 m/s, 강릉이 1.8-6.3 m/s, 울진이 3.6-10.3 m/s, 영덕이 1.7-10.5 m/s 이 었다(Fig. 11(a)).

태풍 Neoguri는 2014년 7월 10일에 일본 동부쪽 연안을 따 라 통과하면서 11일에 소멸된 태풍이다. 태풍 통과 전후의 수온 변동은 서해와 동해의 일부 해역을 제외하고 수온이 1-5°C 상승하였다(Fig. 10(b)). 특히 우리나라 동해의 연안과 남부해역에서 수온이 2-5°C 상승하였다. 태풍이 소멸된 7월 11일의 위성 관측 수온은 태풍이 일본의 동부 연안을 따라 통과하면서 북풍계열의 바람에 의한 영향과 함께 여름철 해 면가열에 의해 상승된 수온에 의해 표층 수온이 상승한 것 으로 생각된다. 동해 연안의 바람은 속초가 북풍에서 남풍 (0.3-4 m/s), 강릉은 남풍(0.7-3.1 m/s), 울진은 0.7-6.1 m/s로 남풍 -북풍-남풍이 섞여있고, 영덕은 남풍-북풍(0.3-6.6 m/s)의 바람 이 작용하였다(Fig. 11(b)).

태풍 Halong은 2014년 8월 9-10일에 일본 남부해역의 육 지를 지나서 일본의 서부 연안에 근접하면서 동해안을 통 과한 태풍이다. 태풍 통과 전후의 수온 변동을 보면, 태풍의 영향이 거의 없는 서해는 거의 수온이 상승하였으나 동해 는 남부해역을 제외하고 수온이 하강하였다. 이 시기의 바 람은 북풍이 강하였고, 풍속은 속초가 1.5-6.8 m/s, 강릉이 0.4-3.9 m/s, 울진이 2.8-5.1 m/s, 영덕이 3.8-8.3 m/s 이었다(Fig. 3(d)).

2014년 10월 13일에 일본 동부해역을 통과한 태풍 Vongfong 은 태풍 Melor와 비슷하게 일본 혼슈열도의 육지를 통과하 면서 태평양으로 빠져나갔다. 태풍 통과 전후의 수온 변동 은 태풍의 영향이 거의 없는 서해와 동해의 외해쪽에 있는 일부 해역을 제외하고 동해의 전 해역에서 수온이 하강하 였다. 태풍 Melor가 8일 이후에 태평양쪽으로 완전히 빠져 나간 1일 후인 10월 14일의 수온은 서해뿐만 아니라 동해 전 해역에서 수온이 하강하였다. 이 시기도 10월로서 수온 의 하강은 동해의 경우 태풍의 간접적인 영향이 있지만 태 풍의 영향이 거의 없는 서해는 해면냉각기에 접어드는 시 기와 중첩하여 한반도 주변 해역의 수온이 하강한 것 같다. 그러나 동해 연안의 수온 상승은 동해난류의 연안쪽 접안 과 함께 동해 연안의 바람이 강릉 이외의 지역에서 북풍계 열의 바람이 지배적이었기 때문이다(Fig. 11(c)). 이때 풍속은 속초가 1.5-9.5 m/s, 강릉이 0.7-4.4 m/s, 울진이 3.6-10.2 m/s, 영덕이 2.6-12.5 m/s 이었다.

3.3.2.동해 연안의 수온 변동

2009년 10월과 2014년 7월에 태풍 Melor와 Neoguri가 일본 동부해역을 통과할 때 관측된 연안 수온을 Fig. 12에 나타내 었다. 태풍 Melor가 통과할 때에 강릉과 삼척 연안 수온은 모두 태풍 통과 1일 전부터 저층(25 m) 수온이 변동하기 시 작하여 태풍 통과 당시에 25 m 수심의 수온이 약 4.7°C 상승 하여 표층 수온과 거의 유사하게 되었다(Fig. 12(a)-(b)). 그 다 음 표층과 15 m와 25 m 수심의 수온은 약간의 차이는 나지만 거의 동일한 수온이 수일간 지속되었다. 동해 연안의 바람 은 강릉과 울진의 최고 풍속이 6.3-10.3 m/s로서 북풍이 우세 하였다(Fig. 11(a)). 태풍 통과에 따른 북풍계열의 강한 바람 에 의해 표층의 수온(24.24°C)은 변동이 없으나 25 m 수심의 수온(24.18°C)이 상승하여 표층 수온과 거의 유사하게 나타 났다. 이들 수온은 약 4일 후에 각 층별 간의 수온이 서서히 나타나기 시작하였다.

태풍 Melor 보다 동해 연안에서 멀리 벗어난 여름철 태풍 Neoguri의 경우를 보면, 동해 중부 연안의 양양과 강릉은 태 풍 통과 전후에 수온이 하강하였으나, 그 이후 수온의 상승 과 하강을 반복한 후 점차로 해면가열로 인한 표층 수온이 상승하였다. 그러나 표층 수온과는 달리 15 m와 25 m 수온은 영덕을 제외하고 거의 변동이 없었다.

4.토의 및 결론

본 연구에서는 태풍의 이동 경로에 따른 한반도 주변 해 역의 공간적인 수온 변동과 바람과의 관계를 분석하였다. 또한, 실시간 관측 계류부이 자료를 이용한 동해 연안의 수 심별 수온의 변동과 바람과의 관계도 살펴보았다.

태풍 통과에 따른 수온의 공간적인 분포는 NOAA 수온영 상에서 7년(2009-2015) 동안 관측한 서해, 동해 및 일본 동부 해역을 통과한 16개 태풍에서 잘 알 수 있었다. 태풍 통과 전후의 근해 수온의 차이는 태풍의 이동 경로에 따른 바람 의 방향뿐만 아니라 해면 가열과 해면 상승의 시기와도 관 계가 깊었다. 여름철에 태풍이 통과하는 이동 경로의 주변 해역에서 수온이 하강한 것은 해면 가열에 의해 형성된 상 부층 성층이 태풍에 의한 심한 교란으로 파괴됨과 동시에 그 아래층의 냉수에 의한 영향이 나타났기 때문이다(Sakaida et al., 1998). 특히, Fig. 10과 같이 한반도 연근해의 표층수온 변동은 일본 동부해역을 통과하는 태풍의 간접적인 영향과 함께 해면 가열과 해면 냉각이 발생하는 시기와 중첩이 되 어 나타났다. 이때 태풍의 간접적인 영향을 받은 동해 연안 의 수온은 북풍에 의해 영향을 많이 받았지만, 약한 북풍 혹 은 남풍이 섞여져 있었다. 따라서 동해 연안의 수온은 태풍 통과에 따른 바람의 영향과 함께 수온의 상승과 하강하는 시기뿐만 아니라 동한난류의 접안과 이안 등이 복합적으로 영향을 받았다.

태풍이 서해, 동해, 일본 동부해역을 통과함으로서 동해 연안에 미치는 바람의 방향이 연안의 수심별 수온을 변동시 켰다. 태풍이 동해상 및 일본 동부해역을 통과할 때 동해 연 안은 북풍계열의 바람이 지배적이었다. 이와 관련된 10개 태 풍은 Melor, Malou, Bolaven, Sanba, Danas, Neoguri, Nangka, Goni, Halong, Vongfong이 있다. 동해상 및 일본의 동부해역을 통과한 태풍의 경우는 동해 연안이 태풍의 왼쪽에 위치하였 기 때문에 북풍계열의 바람에 의해 표층의 수온은 거의 큰 변화가 없는 반면에 중 · 저층 수심의 수온 변동이 발생하였 다. 또한, 서해의 육지와 근접해서 통과한 태풍 Bolaven에 의 해 동해 연안은 북풍의 영향을 받아서 중 · 저층 수심의 수 온이 상승하였다. 반면에 서해상을 통과한 태풍 중에서 태 풍 Muifa, Changhom, Nakri와 같이 육지에서 떨어져 통과하거 나 소멸한 경우는 동해 연안의 수온이 남풍계열의 바람에 의해 표층뿐만 아니라 중 · 저층 수심의 수온이 연안용승에 의해 하강하였다. 태풍이 서해를 통과할 때는 육지에 근접 했는지 멀어져 있는지에 따라서 동해 연안의 바람도 변했 다. 그리고 우리나라 남부지방의 육지를 통과하여 강릉 외 해역에서 소멸한 Tembin도 태풍이 통과할 때에 남풍계열의 바람이 지배적이었고, 동해 연안의 표층, 15 m, 25 m 수심의 수온이 하강하였다.

연안용승과 침강은 국지적인 바람과 해류 순환의 상호협 력에 의한 해양의 반응으로 나타난다. 북반구에서 반시계방 향으로 회전하는 태풍이 육지와 나란하게 남풍계열의 바람 이 불면 연안용승이 발생지만 그 반대는 침강이 발생한다. Jing et al.(2009)은 남중국해 북부 대륙붕 해역에서 수치모델 모의와 위성관측 바람 자료로 연안용승이 발생하기 위해서 는 지속적인 연안을 따른 남풍계열의 바람이 중요하다는 것 을 제시하였다. 또한, 이 해역에 있는 Guangdong 연안용승은 표층의 수심이 얕기 때문에 보다 강한 냉각이 발생했다(Sun et al., 2015). 동해 연안의 계류부이가 설치된 수심은 최대 35m 이내로서 외해역보다 수심이 얕기 때문에 태풍에 의한 남풍계열의 바람은 동해 연안에 용승을 일으키고 보다 찬 저층수가 표층수와도 쉽게 혼합될 것이다.

태풍 통과 이후에는 관성 진동에 의해 수온의 혼합이 지 속적으로 발생할 수 있다(Hong, 2003; Hong and Sohn, 2004; Kim et al., 2007). Pan et al.(2012)은 2006년 여름철 남중국해의 Guangdong 연안 용승을 조사한 결과, 이 용승은 태풍 통과 후 1-2일 이내에 회복된다고 하였다. Kim et al.(2007)은 2005 년 태풍 Nabi 통과에 따른 수온 하강이 3일간 지속된다고 하 였다. 본 연구에서는 태풍 통과 이후에 동해 연안에서 남풍 (북풍)계열의 바람에 의한 하강(상승)된 수온의 혼합은 1-2일 및 4일간 지속되었다. 이러한 태풍에 의한 수온 하강과 상승 은 바람에 의한 용승과 침강 현상과 함께 상하층 간의 심한 교란이나 해양표면을 통한 열교환의 영향과 관계있다(Senjyu and Watanabe, 1999; Su et al., 2001; Kim et al., 2007).

동해 연안의 용승과 침강 현상을 동시에 잘 볼 수 있었던 태풍이 2012년과 2015년에 발생하였다. 2012년에 발생한 태 풍 Bolaven과 Tembin은 각각 서해와 동해를 통과하는 태풍으 로 동해 연안에 북풍과 남풍의 서로 다른 바람 방향의 영향 으로 침강과 용승이 일어났다. 또한, 2015년에 발생한 태풍 Chanhom과 Nangka에 의한 동해 연안의 수온도 각각 서해와 동해를 통과하면서 서로 상반되는 바람인 남풍과 북풍이 불 었다. 이와 같이 동해 연안의 수온은 남풍계열의 바람에 의 한 연안용승으로 찬 저층수가 상승하여 수온이 하강하였다. 그리고 북풍계열의 바람은 해표면 가열에 의해 수온이 상승 된 외해쪽 고온의 해수를 연안으로 이동하여 표층 해수를 그 아래층으로 침강시킴으로써 중 · 저층의 수온이 상승하였다.

본 연구에서는 태풍의 이동 경로에 따른 태풍 통과 전후 의 한반도 주변 해역의 공간적인 수온 변동과 동해 연안에 미치는 바람 방향에 의해 수온이 하강하고 상승한 것은 연 안용승과 침강에 의한 것임을 밝혔다. 이 연구 결과는 냉수 등에 의한 어류의 폐사 등을 규명하는데 중요한 기초로 활 용할 수 있다. 또한, 어업인들에게 적절한 사전 대응 정보를 주어 피해를 최소화할 수 있다. 향후 본 연구 결과를 바탕으 로 태풍 이동 경로에 따른 외해쪽 수온의 변동에 대한 기작 에 대한 것을 정밀하게 조사하고자 한다.