수치실험을 통한 금오열도 해역의 해수유동 특성
Flow characteristics of Geumo Islands Sea area by numerical model experiment
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한국 남해 금호열도 주변의 해수순환 구조와 특성을파악하기 위해 조류현장조사와 3차원 수치진단모델 실험에 의한 유동예측을 실시하여 동해역의 해수교환과물질순환에 지배적인 조류와 잔차류 성분의 시·공간적구조를 명백히 하였다. 조석파는 창조시 개방해역인 남해도 남단~여수해만~ 돌산도 동쪽~금오도 동쪽~소리도 남단을 돌아 해역 폭이 좁고 긴 금오도 서쪽~개도~나로도 동쪽해역으로 진행한다. 낙조시는 그 반대이다. 조류는 금오도~소리도서쪽해역이 동쪽보다 왕복성이 더 크며, 유향은 창조시북서, 낙조시 남동 방향이다. 대조시 조류유속은 금오도동쪽 30~40 cm/s, 서쪽 40~50 cm/s, 금오도~소리도 협수로 90~100 cm/s, 소리도 남서 연안 70~80 cm/s로, 섬사이 협수로에서 유속이 매우 크다. 조류의 연직분포변화는 크지 않으나 연안지형에 따른 수평변화가 매우커, 수평와류로 인한 공간혼합과 지형효과에 의한 비대칭 조류혼합을 유발하여 유향·유속의 수렴과 분산을 일으킨다. 금오열도 최남단 소리도는 북서-남동으로 흐르는 강한 조류에 의해 소리도 남단 좌우에 시계-반시계방향, 소리도 북단 좌우에 반시계-시계방향의 와류가 형성된다. 이 와류는 흐름장 내 물체의 후방에서 생기는 지형성와류(후류와)로, 평균유속은 표층에서 10 cm/s 전후이다. 지형성와류는 순압성분 흐름의 수평난류와 해저마찰이 비선형효과를 유발해 만들어진 것이다. 밀도분포에 따른 경압류는 얕은 수심과 강한 조류로인한 수평난류 혼합이 활발해 하계의 연안역과 동계 전해역에서 5 cm/s 이하로 미약하다. 경압류 유속이 큰해역은 하계 수평, 연직방향 밀도경사가 큰 연안수와외양수의 경계인 금오도 남서~소리도, 소리도, 안도 주변이다. 하계와 동계의 탁월풍을 가정한 취송류는 5 cm/s 이하로, 동계에 유속이 크다. 하계 금오도 주변 표층의 취송류는 남동~북동, 동계는 남서방향 흐름이 탁월하나 중~저층은 표층과 반대방향이다. 해역 내 물질들의 수송과 이동에 관여하는 순수 잔차류(조석잔차류+ 밀도류+취송류) 성분에 있어, 하계는 수온·염분에 의한밀도류, 동계는 강한 해면냉각과 계절풍에 의한 취송류의 영향이 상대적으로 크다. 하계 조석잔차류와 밀도류방향이 일치하는 곳은 10 cm/s 전후, 동계 조석잔차류와취송류가 일치하는 곳은 5~7 cm/s 유속크기이다. 소리도 남단 서쪽과 동쪽에 형성되는 시계, 반 시계 방향지형성와류는 하계에는 현저하지 않고, 동계는 중~저층에서만 미약하게 존재한다. 향후, 소리도 주변 와류의시·공간적 구조 에 대한 보다 상세한 유동조사와 생성· 소멸과정에 대한 구체적 역학기구의 파악과 함께 모델경계영역에서의 Heat flux나 Freshwater flux를 적용한연구를 시행한다면 대상해역 주변에서 빈번하게 출현하는 하계 적조현상의 발생원인도 정량 파악할 수 있을것이다.
Abstract
Flow prediction was carried out through observational survey and three dimensional multi-layered numerical diagnostic model experiment to clarify the time and spatial structure of tidal current and residual flow dominant in the sea exchange and material circulation of the waters around Geumo Islands in the southern waters of Korea. The horizontal variation of tidal current is so large that it causes asymmetric tidal mixing due to horizontal eddies and the topographical effect creating convergence and dispersion of flow direction and velocity. Due to strong tidal currents flowing northwest-southeast, counterclockwise and clockwise eddies are formed on the left and right sides of the south of Sori Island. These topographical eddies are created by horizontal turbulence and bottom friction causing nonlinear effects. Baroclinic density flows are less than 5 cm/s at coastal area in summer and the entire sea area in winter. The wind driven currents assuming summer and winter seasonal winds are also less than 5 cm/s and the current flow rate is high in winter. Density current in summer and wind driven current in winter have a relatively greater effect on the net residual flows (tidal residual current + density current + density driven current) around Geumo Islands Sea area.
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