해양위성자료와 해류모델의 융합을 통한 광역 해양오염물질 모니터링 시스템 개발 해류모형과 입자추적모형을 연계하여 해양오염물질 모니터링 시스템 구축을 위한 기초작업을 수행하였다. 해류모형과 입자탐지모형을 연계하여 해양오염물질감시시스템의 기본업무 수행
연구개발과제의 개요 (Project Abstract)
위성센터 현장관측단과 공동선박 현장조사 다) 초빙연구원의 역할 .. 가) 연구목적. 부유조류 이동모델 개발 및 예측정확도 검증 나) 연구계획. 다) 초빙 연구원의 역할 - 재분석된 데이터 활용.
연구수행내용 및 성과 (Project Performance and Outcome)
계절별 실험을 통해 오염물질 플럭스의 계절적 변화를 확인하였다. 결과: 운전자가 남극해에 있는 동안 약 20일 동안의 데이터를 사용하여 상대 분산 및 FSLE(Finite Size Lyapunov Exponent)를 계산했습니다. 염료 실험에 참여하여 실험을 마쳤습니다.
관찰: 형광염료의 이동 경로는 꼬임이 있는 얕은 프라이드와 유사하나, 북풍에 의해 지표면이 더 남쪽으로 이동하는 것으로 나타났다. Vessel sampling으로 얻은 데이터의 경우 Kriging을 이용하여 보간하였다. 여수 형광염료 실험 시 100여 마리의 종이 표류자를 서로 다른 깊이로 캐스팅하였고, 제주 북부해역과 통영해역에서 약 30여 개의 종이 표류자를 서로 다른 시간에 띄워 실험을 진행하였다.
즉, 표층에서 1~2m 깊이의 수직변위를 상대 표류자 사이의 이동거리를 이용하여 측정하였다. 고해상도 표면 속도 필드는 Ocean Satellite Center에서 제공하는 GOCI Chlorophyll-a 데이터와 PIV(Particle Image Velocimetry) 방법을 사용하여 계산되었습니다. 본 연구에서는 연속적인 시간에 따른 Chlorophyll-a 영상을 이용하여 속도장을 계산하였다.
PIV 방법은 PIV로 계산된 속도장과 모델 속도장 간의 상관계수를 계산하여 검증하였다. 스칼라 스펙트럼 및 PIV 속도 필드는 4월에 관찰된 엽록소-a 데이터를 사용하여 계산되었습니다. 계산된 PIV 속도장을 이용하여 속도구조함수와 운동에너지 스펙트럼을 계산하였다.
목표 달성도 및 관련 분야 기여도 (Achievement and Contribution)
연구소 내 오염물질 확산 방지 사업에 젊은 연구원들에게 참여 기회를 주어 예정보다 많은 양의 관측자료를 확보하였다. 따라서 3차년도에 계획된 SAR 자료에 대한 연구는 수행되지 않았다. 연구의 효율성을 위해 해류모델을 직접 구축하는 대신 해양순환기후센터에서 안정적으로 운영되고 있는 OPEM(해류모델)과 HYCOM모델을 그대로 사용하기로 결정하였다.
신진연구자들이 지난해까지 수집한 관측자료는 4년차와 5년차에 집중 분석해 해류 입자추적모형 고도화 연구에 활용할 예정이다. 연구개발 분야 협력 성과 1) 논문/논문의 성취 번호. 등록. 특허 부여). 3) 대표적인 연구개발 성과.
따라서 수백 km에 걸쳐 3~5km의 고해상도 속도장을 생성하고 분석하는 난류 연구는 제한적이었습니다. GOCI는 500m와 1시간의 시공간 해상도로 데이터를 생성하는 정지궤도위성으로 준중규모 현상을 이해하기 위한 여러 연구에서 사용된다. 연구 목표 및 연계.
본 연구의 궁극적인 목표는 모델과 위성을 이용하여 해양오염물질을 실시간으로 감시하고 추적하는 것이므로 해류모델이나 관측에서 도출된 속도장(Velocity Field)은 이 작업에 없어서는 안 될 데이터이다.
연구개발성과의 활용 계획 등 (Plan for Utilization of Research Outcome )
주관연구기관 지원 내용 (Supporting System of the Host Institution)
선박 이용, 장비 구입 및 이용, 출장 등이 파악되고 시행될 수 있도록 적극 지원하였습니다. KIOST 해양순환기후연구센터에서 운영하는 GOCI 산출물(예: 엽록소-a 및 오이스터 캡) 및 OPEM 모델 산출물을 제공하였다. 젊은 연구자들의 안정적인 정착을 위해 KIOST 내 전임 및 재임 중 전임교원으로의 전환을 적극 장려하고 지원하였다.
향후 계획 (Future Plans)
참고 문헌 (References)
기타 성과정보 (Extra Achievements)
부록 2 주관 연구기관(BP 및 KRF 모두)의 자체 평가 의견. 사업분류 국제연구인력교류 지원사업. 사업명 해외 우수 젊은 학자 초청 사업관리.
해양위성자료와 해류모델의 융합을 통한 해양오염물질 광역감시시스템 개발 연구기관 한국해양과학기술원 연구책임자 박영규, 최준명, 초빙연구원. 한국해양과학기술원 박영규 선임연구원.
신예 연구원은 북태평양에서 처음으로 아중간 규모의 난류를 관측할 수 있는 표면 표류자 실험을 수행했고, 국내에서 수행되지 않은 대규모 형광 염료 실험을 설계해 실험에 참여했다. 초보 연구원은 입자 추적 모델과 HYCOM 해류 모델 간의 연결 고리를 설정했으며, 조류, 바람, 난류와 같은 추가 해류를 이용한 입자 추적 모델을 수행하여 굴 모자 추적을 연구하고 있습니다. 젊은 연구원은 오염물질의 움직임 모델링에 필요한 해류 입자 추적 모델의 기본 설정을 완료하고, 한국해양과학기술원 내 프로젝트에 참여하여 50개의 표면 표류자와 형광 염료 방울을 계획하고 지시하는 실험을 수행했습니다. 실시한다.
또한 초보연구원은 HYCOM 해류모형과 입자추적모형을 이용하여 오염물질 검출 및 추적을 위한 결합시스템을 구축하고, 굴모종에 대한 추적실험을 수행하여 굴의 계절별 유입과정을 분석하였다. 이에 젊은 연구자들은 이후 해양위성센터에서 해양순환기후연구센터로 이동해 연구를 진행하고 있다. 따라서 HYCOM 및 OPEM 모델을 사용하여 신입 연구원은 철저한 모델 안정화 작업보다 과학 연구에 더 집중하도록 권장되었습니다.
