4.1. 정책적 배경
4.1.1. 국가 기후변화 종합계획
○ 정부는 2008년 「국가 기후변화 적응 종합계획」을 수립하고 <기후변화 위험 평가 체계를 구축>하는 한편, ①생태계, ②물관리, ③건강, ④재난, ⑤적응산업․
에너지, ⑥사회기반시설 등 <부문별 기후변화 적응 프로그램을 추진>하기로 하였다.
○ <기후변화 위험평가 체계 구축>의 일환으로 <기후변화로 인한 영향의 장기 모니터링>을 실시하며 본 연구와 관련해 세부적으로는 <해양생태계 변동 파악 및 지표종 모니터링>이 포함되어 있으며, 또한 <부문별 영향 및 취약성 평가>
에서는 <해양생태계 취약성 평가>라는 항목으로 기후변화와 해양생태계 영향 평가가 포함되어 있다.
4.1.2. 해양과학기술 로드맵
○ 2011년 국토해양부는 지식경제부, 기상청과 함께 「2020 해양과학기술(MT) 로드맵(‘12∼’20)」을 발표하였다. 로드맵에서는 <신해양 가치 창출로 선진일류 국가 실현>이라는 비전하에 ①해양산업 진흥, ②기후변화 및 연안재해 대응,
③해양경제영토 확보, ④국민 삶의 질 향상이라는 4대 이슈별 중점기술 달성
목표를 설정하였다([그림 1-4-1]).
○ 그 가운데 ④국민 삶의 질 향상 부문에서는 <청정한 바다 조성>, <건강한 연안 환경 조성>, <안전한 해양 이용>, <친수공간 및 해양문화 창조> 분야로 구분 하고 중점과제의 하나로 <장기 해양생태계 관리 기술>을 포함시켰다.
[그림 1-4-1] 해양과학기술 로드맵 4대 중점기술 달성목표
4.1.3. 해양환경 종합계획
○ 2011년 국토해양부는 환경부, 농림수산식품부, 해양경찰청과 함께 2011~2020에
수행할 ｢제4차 해양환경종합계획｣을 발표하였다.
○ 이 계획에서는 제3차 계획(2006~2010)을 평가하고 제4차 계획에서 추진할 주요
분야로 ①육상기인 오염원의 국가관리체계 확립, ②해양기인 오염에 대한 대응
능력을 확충, ③해양생태계의 건강성을 유지 보전하고, 해양환경 생태계에 대한 인식 증진, ④온실가스 저감, 기후변화 대응 기반과 역량 강화, ⑤해양환경 정책 인프라를 확충 등의 5대 분야를 선정하였다([그림 1-4-2]).
○ 그 가운데 본 사업과 밀접히 연관되는 <해양생태계 건강성 유지․보전>을 위한 정책으로는 ①해양생태계 조사 확대 및 정책 활용 강화, ②주요 해양생태계 보전 및 복원조치 강화, ③해양생태관광 활성화, ④해양환경․생태계 인식 증진 을 위한 교육․홍보 등이 포함되어 있다.
황해 생태환경에 대한 결합모델링 및 물리-생지화학 과정 기획연구
[그림 1-4-2] 제4차 해양환경종합계획 기본방향
4.2. 한국해양연구원 비전과 과제 특성
4.2.1. 연구원 비전 부합성
○ 한국해양연구원은 「해양과학기술의 글로벌 리더(SMART KORDI)」를 구현 한다는 비전하에 <해양과학기술의 수월성 유지>, <기초․원천기술 확보>,
<국가․사회적 현안문제 해결>, <부서간 학제적 융․복합 연구>라는 연구 목표를 설정하고 <해양환경보전 및 기후변화 예측 연구>, <해양에너지 및 자원이용 기술 개발>, <해양방위 및 해양재해 대응 연구>, <해양운송체 및 시스템 개발>
을 4대 중점 연구 분야로 하고 있다([그림 1-4-3]).
○ 본 연구는 4대 중점 연구 분야 가운데 <해양환경보전 및 기후변화 예측 연구>
분야에 속하는 연구로서 ①해양생태계 반응 연구와 독자적인 수치모델 개발 을 통하여 기초․원천기술을 확보하여, ②해양과학기술의 수월성을 유지하고,
④물리, 화학, 생물, 지질 등 여러 분야와 기후․연안재해연구부, 해양생물자원
연구부, 해양환경․보전연구부, 국제협력센터 등 연구원의 여러 부서가 참여
하는 부서간 학제적 융․복합 연구 추진하여 ③연안 해역을 비롯한 황해 전체 해역에서의 중․장기적인 해양환경오염, 생태계변화를 진단, 예측하여 제시함 으로써 국가․사회적 현안문제 해결에 기여하는 방안 도출하고자 한다.
[그림 1-4-3] 한국해양연구원 비전 및 4대 중점연구분야
4.2.2. 과제의 창의성, 차별성 및 발전성
○ 우리 연구원 여러 부서의 참여와 국제적인 협력연구를 통해 해수순환모델, 생태계 모델을 접합하여 황해의 해양환경, 생태계를 진단, 예측하는 수치모델링 시스템 을 구축하고 물리환경과 생태계의 상호작용을 연구함을 목적으로 하기 때문에 과거의, 또는 현재 진행 중인 타 과제와는 충분히 차별성을 가지고 있다.
○ 수치모델링 분야, 부유생태계, 저서생태계, 퇴적물, 수질 등 다양한 연구 분야를 포함하기 때문에 기후․연안재해연구부, 해양생물자원연구부, 해양환경․보전 연구부, 해양위성센터, 국제협력센터 등 여러 부서가 연구에 참여하여야 하고 향후 연구진행 상황에 따라 남해분원, 동해분원도 참여할 수 있으며, 따라서 부서 및 부문 간 공동연구에 적절한 과제이다.
○ 해양생태계모델링 분야는 최근 선진외국에서는 관련 연구가 활발히 이루어지고 있으나 국내에서는 타 분야에 비해 아직은 연구초기 단계이며, 대상해역인 황해는 해양환경 변화에 의한 해양생태계 피해가 발생할 가능성이 높은 해역으로서 향후 이 분야에 대한 국내외의 관심이 고조됨에 따라 대형 융․복합 과제로 발전할 가능성이 높다.
황해 생태환경에 대한 결합모델링 및 물리-생지화학 과정 기획연구
4.3. 연구기획 필요성
4.3.1. 기술적 측면
○ 황해는 한반도와 중국 대륙으로 둘러싸인 만의 형태로 된 평균 수심 약 44의 천해로서 연안에 대규모 도시와 하천이 많고 다양한 개발 욕구로 인해 환경 및 생태계에 기후변화뿐만 아니라 인간 활동이 미치는 영향이 매우 큰 해역이다.
○ 따라서 황해 전체 생태계에 대한 물리, 화학, 생물, 지질 등 여러 분야의 관측, 수치모델 등 다양한 기술적 접근을 통한 현황 파악, 진단 및 예측을 병행하는 종합적인 연구가 필요하다.
○ 지금까지는 해양생태계 연구에서 물리환경과 생지화학환경이 각각 독립적으로 연구되어 왔으나, 물성, 순환, 수질, 생태, 저질 등 관련 요소들 간의 상호작용 및 영향에 관해서 해양환경이란 보다 큰 틀에서 이해될 수 있는 도구와 연구 사업이 필요하다.
○ 이러한 연구를 뒷받침 할 수 있도록 해수순환모델과 생태계모델을 접합하여 가동하는 모델 접합기술, 그리고 해양환경, 생태계를 실시간으로 예측, 진단하는 기술, 기후변화에 따른 장기적인 생태계 영향을 예측하는 기술 분야에 대한 연구가 절실하다.
4.3.2. 경제, 산업적 측면
○ 기후변화, 연안개발사업 증가, 경제발전에 따른 오염물질 유입의 증가로 인한 황해의 해양환경 변화가 우리나라 연안, 중국 연안을 비롯한 황해 전체 생태계에 미치는 영향이 증대되고(예: 중국 발해만의 원유 유출에 따른 해양오염, 황해 중부해역의 녹조 발생) 이에 따라 장차 우리나라 연안 환경, 어업에도 경제․
산업적 영향을 미칠 우려가 커짐에 따라 이에 대한 국가․사회적인 대처가 필요 하다([그림 1-4-4] 참조).
[그림 1-4-4] 위성사진으로 확인한 황해 중부해역 녹조
○ 황해 해양환경, 생태계 변화에 따른 경제적, 산업적 피해를 최소화하기 위해서는 해양생태계를 진단, 재현, 예측하여 이를 바탕으로 황해 해양생태계를 보전하기 위한 대책을 수립하여야 하며, 이를 뒷받침하기 위해 개별 생태계모델과 해수 순환모델을 접합하여 운용하는 수치모델링 시스템을 개발, 구축할 필요가 있다 ([그림 1-4-5]).
[그림 1-4-5] 황해 생태계모델 연구 필요성
황해 생태환경에 대한 결합모델링 및 물리-생지화학 과정 기획연구
4.3.3. 사회, 문화적 측면
○ 황해의 해양환경, 생태계 변화 문제는 향후 우리나라 및 주변국의 사회적인 관심사로 대두될 가능성이 있으며 사전에 이 문제에 대한 자료 수집, 진단, 예측, 대책을 포함하는 전반적인 연구가 필요하다.
○ 생활수준의 향상으로 국민 개개인의 삶의 질, 즉 쾌적한 환경, 안전한 먹거리, 여유로운 여가활동에 관한 관심이 커지면서 이와 관련되는 우리나라 주변해역 의 해양환경과 생태계의 건강성에 대한 국민적 관심이 날로 증가하고 있으며, 이러한 국민적 관심에 부응하기 위해서는 신뢰성 있는 해양환경, 생태계 예측 정보를 국민 및 정책입안, 결정자에게 제공할 수 있는 통합모델링 시스템 구축 에 대한 연구가 필요하다.
○ 국내에서도 생태계모델을 이용하여 연안해역의 환경오염 문제에 접근하거나 환경, 생태계 인자에 대한 정량적 관측과 인자들 간의 상호관계를 규명하려는 등 생태계모델 분야의 발전이 점진적으로 이루어져 왔으나 아직은 선진국에 비해 미흡한 단계로써 우리나라 연안에 적합한 독자적인 생태계모델을 개발 하고 연구 커뮤니티를 활성화하는 등 생태계모델 분야의 발전을 위한 연구개발 노력이 필요하다.
4.4. 연구기획 목적
○ 황해 해양생태계에 대해 기후, 환경 변화에 따른 생태계의 주요 변동을 파악하고 물리-생지화학 과정을 연구하기 위한 체계적인 조사, 연구 계획을 수립한다.
○ 기후변화 영향, 환경영향을 진단, 예측할 수 있는 해양생태계 모델링 시스템을 구축하여 해양생태계 변화를 중․장기적으로 예측할 수 있는, 황해 해양생태계 모델링 연구 계획을 수립한다.
○ 해수순환, 생태계 모델을 접합하는 해양물리-생태계 접합모델 개발을 위한 체계 적인 연구로드맵을 작성한다.
4.5. 세부과제 구분
○ 물리-생지화학 과정 연구, 중장기 생태계변화 예측, 수치모델 원천기술 개발이 라는 기획연구 목적을 달성하기 위하여 [그림 1-4-6]과 같이 세 개의 세부과제 를 구성하기로 하였다.