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독도 해역 하위생태계 변동과 계절 전망

# 연직1차원 해양시스템 모형을 이용한 재현 및 예측 결과로서 실제와는 다르니 참고용으로만 사용하시기 바랍니다 #
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최근 변동과 전망 (2021. 1 ~ )

(3개월 전망은 준비중입니다)

하위 생태계

영양염

인산염, 질산염, 규산염 모두 상층(< 80m)에서는 평년에 비해 낮은 값을 보이고 저층에서는 높게 유지
암모니아 농도는 1월부터 10월까지 전반적으로 평년에 비해서 낮게 나타났으나, 3월과 4월에 전층 또는 표층에서 높음
수심(세로축, 단위 m)별 월평균(가로축) 인산염(Phosphate), 질산염(Nitrate), 암모니아(Ammonia), 규산염(Silicate)의 평년(2009~2018년) 평균 대비 편차 (붉은색/실선은 평년보다 높은 값을 푸른색/점선은 평년보다 낮은값을 나타낸다). 초록선은 월별 유광층(빛이 투과하는 깊이) 깊이이고, 보라선은 월별 혼합층 깊이로서 점선은 평년값을, 실선은 2021년 값을 나타낸다.

식물플랑크톤

규조류는 2020년과 비슷하게 평년에 비해 봄 번성이 억제되어 생체량이 낮았으며, 5월 이후 엽록소 최대층 부근에서만 평년에 비해서 높은 생체량을 보이며 10월 현재까지 유지되고 있다.
미소조류의 경우 1월부터 평년보다 번성했다가 4월 이후 평년보다 작은 값을 보였다.
초미세조류 역시 1월부터 번성이 시작되어 평년에 비해 높은 생체량을 4월까지 유지하였다가 이후 평년보다 낮은 생체량을 표층에서 6월까지 유지하고 이후 점차 평년보다 높은 생체량을 유지하고 있다.
소형조류의 경우 연초부터 10월까지 평년에 비해 매우 낮은 생체량을 보이고 있다.
수심(세로축, 단위 m)별 월평균(가로축) 규조류(Diatoms), 미소조류(Nano-phytoplanktons), 초미세조류(Pico-phytoplanktons), 소형조류(Micro-phytoplanktons)의 평년(2009~2018년) 평균 대비 편차 (붉은색/실선은 평년보다 높은 값을 푸른색/점선은 평년보다 낮은값을 나타낸다). 초록선은 월별 유광층(빛이 투과하는 깊이) 깊이이고, 보라선은 월별 혼합층 깊이로서 점선은 평년값을, 실선은 2021년 값을 나타낸다.

동물플랑크톤과 박테리아

중형동물플랑크톤 역시 평년에 비해서 낮은 생체량을 연중 유지하고 있으며 특히 여름철에 상대적으로 평년에 비해서 생체량이 매우 적었다.
소형동물플랑크톤은 5~6월에 평년보다 높았으며,
이종섭식자들은 1월 ∼ 4월에는 평년보다 높은 생체량을 유지하다가 이후 평년에 비해 생체량이 줄었다.
박테리아 생체량은 3월에 표층에서 평년보다 높았던 시기를 제외하곤 연중 내내 평년에 비해 낮은 값을 나타낸다.
수심(세로축, 단위 m)별 월평균(가로축) 중형동물플랑크톤(Meso-zooplanktons), 소형동물플랑크톤(Micro-zooplanktons), 미소동물플랑크톤(Nano-zooplanktons), 박테리아(Bacteria)의 평년(2009~2018년) 평균 대비 편차 (붉은색/실선은 평년보다 높은 값을 푸른색/점선은 평년보다 낮은값을 나타낸다). 초록선은 월별 유광층(빛이 투과하는 깊이) 깊이이고, 보라선은 월별 혼합층 깊이로서 점선은 평년값을, 실선은 2021년 값을 나타낸다.

수온, 엽록소a, 유기물

수온은 3월까지는 평년보다 낮았지만 4월 이후 평년에 비해 높은 수온을 전층에서 유지하다가 8~9월에 저층에 냉수 침입
엽록소 농도는 평년에 비해 현저하게 낮은 농도를 보인다.
용존유기물은 여름철 엽록소a 최대층에서 평년보다 높게 나타났고, 이는 규조류의 번성영향 때문인 것으로 판단된다.
수심(세로축, 단위 m)별 월평균(가로축) 수온(Temperature), 엽록소a(Chlorophyll-a), 용존유기탄소(Disolved Organic Carbon), 입자유기탄소(Particulate Organic Carbon)의 평년(2009~2018년) 평균 대비 편차 (붉은색/실선은 평년보다 높은 값을 푸른색/점선은 평년보다 낮은값을 나타낸다). 초록선은 월별 유광층(빛이 투과하는 깊이) 깊이이고, 보라선은 월별 혼합층 깊이로서 점선은 평년값을, 실선은 2021년 값을 나타낸다.

일차생산 변동

식물플랑크톤 총 생체량의 계절변동성을 평년과 비교하면 일차생산 최댓값은 평년보다 높았으며 시기도 1개월 정도 빠른 3월 하순에 나타나며 1개월 정도 일찍 종료되는 특징을 보였다. 크기가 큰 식물플랑크톤인 규조류와 소형조류의 봄 번성이 평년에 비해 많이 저하되었으며, 미소조류와 초미세조류의 3~4월 번성이 두드러졌고, 미소조류의 양이 더 많았다는 것이 큰 특징이다.
2021년 수층내 식물플랑크톤 총 생체량의 평년 최댓값(100) 대비 월별 변동(하늘색: 전체 식물플랑크톤 생체량, 검정색: 규조류(Diatoms), 파란색: 소형조류(Micro-PP), 미소조류(Nano-PP), 초미세조류(Pico-PP)) 점선은 평년(2009~2018) 월 평균값이고 실선은 2021년 일평균값이다.

식물플랑크톤 기능군별 구성비율 변동

2021년 1월에서 10월까지의 평균 구성비율은 규조류 29.4%(27.3%), 미소조류 32.8%(29.1%), 초미세조류 26.3%(19.9%), 소형조류 11.5%(23..7%) 이다. (괄호안은 평년(2009~2018) 연평균 구성비율)
2021년 1~3월은 평년에 비해서 규조류와 소형조류가 차지하는 비율이 각각 10% 정도 또는 그 이상 감소했으며, 미소조류와 초미세조류가 차지하는 비율이 각각 10% 이상 증가했다.
한편 4월~8월에 걸쳐 규조류는 평년보다 많이 번성해 구성비율이 10% 이상 증가한 특징이 있다.
7월부터는 초미세조류의 구성비율이 평년보다 약 10% 가량 많아지기 시작했다.
소형조류는 연중 평균보다 10% 정도 낮은 구성비를 유지한 것이 특징이다.
2021년 식물플랑크톤 기능군별(규조류[Diatoms], 미소조류[Nano-PP], 초미세조류[Pico-PP], 소형조류[Micro-PP]) 월별 구성비율 변동(실선)과 평년(2009~2018) 평균 월별 구성비율(점선) 비교

해면고도 (2021.01.01 ~ 2021.10.31)

2021년 준실시간 위성 도출 해면고도 절댓값 (NRT-ADT)의 일변화(검은선)와 평년(2009~2018) 재분석 월평균 해면고도 (DT-ADT) 절댓값(붉은선)
2021년 준실시간 월평균 위성 도출 해면고도 절댓값 (NRT-ADT)

해면수온

대기 강제력

기온, 기압, 풍속, 풍향, 상대습도, 운량
기계학습 모형
(평년 30년평균, 과거 유사 패턴, 미래cfs, KESM)

해양 구조

수온
염분
난수 소용돌이

경년변동 (2006~)

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독도 주변 대륙붕 해역
일차생산 변동 편차
난수소용돌이 지수 변동 (2006.01.01 ~ 2022.02.28)
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개요

최종목표
모형을 이용한 독도해역 해양생태계 과거 변동성 재현 및 관련 역학 규명
기후(환경)변화 시나리오에 따른 해양생태계 미래 변화 전망
필요성
물리-생지화학 결합 생태계 모형 개발: 축적된 자료의 간극을 채우고 생태계 변동성과 요소인자들의 상호작용을 파악할 수 있는 유용한 도구.
모형을 이용한 과거 변동성 재현과 해양생태계 변동역학 규명 : 독도 생태계의 계절 및 경년 변동성 이해
기후변화와 같은 장기변화 시나리오에 따른 독도 해양생태계 변화 전망을 통해 정책입안자, 어민 및 일반 국민들이 활용할 수 있는 과학적 근거자료 생산 및 제공 필요.
주요 연구 내용
해양생태계  계절 변동성 재현 및 평가, 관련 역학 규명
기후/환경 변화 시나리오에 따른 독도 해양생태계 미래 변화 전망
2022년 연구 내용
독도 주변해역 하위생태계 변동성 재현 및 1~3개월 변화 전망

재현 및 예측 시스템

GOTM-ERSEM

Generalized Ocean Turbulence Model - European Regional Seas Ecosystem Model
모형 수립: 독도 모니터링 부이 해역, 동도 동방 3.2km, 수심 140m
재현 시스템
예측 시스템
평가 시스템

재현성 평가

Target Diagram

지난 해 돌아보기

2021

2020

요약
일차생산 특성
2020년 해면고도 월평균장

2019

2018

2017

2016

최근 10년(2009~2018) 월평균장

요약
영양염(인산염, 질산염, 암모니아, 규산염)의 10년(2009~2018) 평균 분포(가로축: 월, 세로축: 수심(m)); (붉은선: 혼합층 깊이, 검은선: 유광층 깊이)
식물플랑크톤(규조류(Diatoms), 미소(Nano-), 초미세(Pico-), 소형(Micro-))의 10년(2009~2018) 평균 분포(가로축: 월, 세로축: 수심(m)); (붉은선: 혼합층 깊이, 검은선: 유광층 깊이)
동물플랑크톤(중형(Meso-), 소형(Micro-), 미소(Nano-), 박테리아)의 10년(2009~2018) 평균 분포(가로축: 월, 세로축: 수심(m)); (붉은선: 혼합층 깊이, 검은선: 유광층 깊이)
수온, 엽록소(Chl-a), 용존유기물(DOC), 고형유기물(POC)의 10년(2009~2018) 평균 분포(가로축: 월, 세로축: 수심(m)); (붉은선: 혼합층 깊이, 검은선: 유광층 깊이)
독도모니터링부이
현장관측

위성 해수면고도 평균장 및 표준편차

사람들

강현우
구본화
소재귀
서옥희

 문의 및 제언

update @3/16/2022