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SUMMARY
목차
제1장 연구의 배경 및 과업 개요 23
1. 과업의 개요 23
(1) 과업명 23
(2) 과업 목적 및 배경 23
(3) 과업 수행기관 23
(4) 과업 기간 23
2. 세부 과업 내용 24
(1) 우리나라 연안 해수면 추세 산출을 위한 관측자료 분석 24
(2) 우리나라 해역 해수면 상승 원인 분석 24
(3) 기후시스템 변동에 의한 우리나라와 북서태평양의 중장기 해수면 및 해류 변화 관계 분석 24
(4) 우리나라 해역 고해상도 중장기 해수면 및 해류상세 예측 기반 마련 24
(5) 해수면 상승 관련 워크숍 개최와 학술대회 발표, 국제동향 조사보고 24
제2장 우리나라 연안 해수면 추세 산출을 위한 관측자료 분석 25
1. 우리나라 조위관측소 해수면 추세 분석 25
(1) 해수면 자료 수집 25
(2) 품질처리 34
(3) 추세분석 52
(4) 지역별 및 동일기간 해수면 변동 추세분석 67
(5) 기타분석 74
2. 우리나라 해역별 해수면 변동률 산정 및 시공간 분포분석 107
(1) 전차년도 자료 통합기법 한계점 분석 및 오차 최소화를 위한 결합기법 107
(2) 시공간적 해수면 변동률 차이 분석 및 과학적 원인 규명 방법 제시 113
3. 이상해면의 장기 변동성 및 통계분석 116
(1) 2016년 이상해면 자료 갱신 116
(2) 연간 최대해일고의 장기 변동성 분석 123
(3) 해일고 계산방법 비교검토 132
제3장 우리나라 해역의 해수면 상승 원인 분석 137
1. 동해 남부 해역의 해수면 상승의 과학적 원인 분석 137
2. 동해 남부 해역의 해수면 상승에 미치는 인위적 요인 분석 140
(1) 개요 140
(2) 분석 방법 141
(3) 주변 조위관측소와의 편차 비교 분석 141
(4) 조위관측소 기본수준점(TBM) 수준측량 비교 분석 144
(5) 조위관측소 GNSS 수직변위 분석 145
(6) 5AR 차분 간섭도를 통한 국지적 시설물 침하 분석 148
3. 원인 종합 규명 및 문제점 파악과 개선방안 제시 151
제4장 우리나라와 북서태평양의 중장기 해수면 및 해류 변화 관계 분석 155
1. 해수면 해류 자료를 수집하여 중장기 변동 특징 파악 및 상호 비교 155
2. 해류 변화가 해수면 변동에 미치는 영향 규명 158
제5장 우리나라 해역 고해상도 중장기 해수면 및 해류 상세 예측 기반 마련 165
1. 우리나라 중장기 해수면 및 해류 수치예측모델 개발 현황 및 기술력 파악 165
(1) 국내기관 수치모델 기술 개발 현황 파악 165
(2) 기후변화 시나리오 계획 수립 166
2. 우리나라 독자적 미래 해수면 및 해류 상세 예측을 위한 중장기 수치역학 예측 기반 마련 168
(1) 기후모델 상층 열용량 및 해수면 예측 성능 평가 168
(2) 최적의 개방경계 생성 170
3. 중장기 해수면 고해상도 지역 기후모델 선정 172
(1) 적합모델 선정 172
(2) 모델 계산 시간 비교 172
(3) ROMS를 이용한 우리나라 기후변화 관련 연구 결과 174
4. 중장기 해수면 고해상도 지역 기후모델 구축 175
(1) 열 팽창 효과 175
(2) 지역 기후모델 영역과 격자 구성 176
(3) 고해상도 지역 기후모델 결과 178
제6장 국내외 연구 정책 동향 조사 191
1. 국제 워크숍 개최 191
(1) Sea level changes: Past and Future 191
2. 국내외 전문 학술대회 참가 및 연구 성과 발표 193
3. 전문 학술대회 특별 세션 개최 194
(1) 한반도 주변 해수면 변화 관측과 예측 194
4. 해수면 변동관련 국내외 기술 동향 197
(1) 국내 197
(2) 국외 205
5. IPCC 보고서에 우리나라 해수면 관련 내용 수록을 위한 전략 마련 215
참고문헌 217
부록 219
판권기 273
[뒷표지] 274
〈표 2-1〉 조위관측소별 관측개시일 25
〈표 2-2〉 조위관측소별 이력조사 결과 28
〈표 2-3〉 조위관측소별 2016년 매시별 조위자료의 결측 및 보완 계수(결측률) 34
〈표 2-4〉 조위관측소별 조위자료의 결측 및 보완 현황(전체 관측기간) 37
〈표 2-5〉 포항조위관측소의 수준측량결과를 활용한 시설물 침하율 계산 43
〈표 2-6〉 해수면 추세분석에 이용한 조위관측소 자료 47
〈표 2-7〉 평균 계절주기 산출 예시(안흥 조위관측소) 57
〈표 2-8〉 평균 계절주기 산출 57
〈표 2-9〉 조위관측소별 평균해수면 변동률(전체기간) 68
〈표 2-10〉 동일기간의 해수면 변동률(1989 ~ 2016) 70
〈표 2-11〉 동일기간의 해수면 변동률(1993 ~ 2016) 75
〈표 2-12〉 최근 10년과 20년 결과 비교 80
〈표 2-13〉 지역별 월별 해수면 상승률 최댓값·최솟값 발생월 82
〈표 2-14〉 분석기간에 따른 월별 해수면 상승률(안흥) 83
〈표 2-15〉 해수면 추세분석 추가 후보지역 자료현황 101
〈표 2-16〉 인천 조위관측소 자료 현황 및 이력검토 결과 102
〈표 2-17〉 평택 조위관측소 자료 현황 및 이력검토 결과 103
〈표 2-18〉 보령 조위관측소 자료 현황 및 이력검토 결과 104
〈표 2-19〉 위도 조위관측소 자료 현황 및 이력검토 결과 105
〈표 2-20〉 연안 조위관측소(묵호, 포항)와 대양 조위관측소(울릉도)의 시계열 자료에 대해 인공위성 고도계... 108
〈표 2-21〉 2016년 최대 해일고 결과 117
〈표 2-22〉 연간 최대 해일고 변동성 결과 123
〈표 2-23〉 연 최대 해일고 통계 결과 129
〈표 2-24〉 해일고 계산방법 비교검토 개요 133
〈표 2-25〉 해일고 계산방법별 최대해일고 비교결과(부산 조위관측소, 2016년) 133
〈표 2-26〉 기존 해일과 계산방법과 개선 해일고 계산방법 비교결과(부산 조위관측소, 2016년) 134
〈표 3-1〉 포항조위관측소 이력집 142
〈표 3-2〉 포항 조위관측소 TBM No5 수준측량 이력 144
〈표 3-3〉 포항조위관측소 GNSS 관측환경 및 특이사항 145
〈표 3-4〉 GNSS 관측 장비 145
〈표 3-5〉 포항조위관측소 GNSS 자료의 수집률 146
〈표 3-6〉 포항조위관측소 GNSS와 동일기간의 수준측량 침하율 계산 147
〈표 3-7〉 엘니뇨/라니냐 조사 개요 151
〈표 5-1〉 최근 5년간 각 모델 별 기후 변화 연구에 활용된 논문 수 172
〈표 5-2〉 ROMS와 FVCOM의 장기 적분 계산 시간 173
〈표 3-3〉 북서태평양 영역에서 ROMS와 FVCOM의 계산 시간 비교(100년 적분) 173
〈표 5-4〉 1/20˚ 고해상도 북서태평양 기후모델 설정 요약 177
〈표 6-1〉 국내외 전문 학술대회 연구 성과 193
〈표 6-2〉 기후변화 적응대책의 효과 198
〈표 6-3〉 PSMSL 조위관측소 205
〈표 6-4〉 NOAA 조위관측소 206
〈표 6-5〉 실무그룹별 보고서 추진 일정 214
[그림 2-1] 해수면 변동 분석 대상 조위관측소 위치 26
[그림 2-2] 해수면 변동 분석 대상 조위관측소 자료 현황 26
[그림 2-3] 해수면 자료 제공처 27
[그림 2-4] 조위관측소별 2016년 조위자료 결측 및 보완 현황 시계열 35
[그림 2-5] 해수면 추세 분석 자료품질 판단 절차 38
[그림 2-6] 목포 주변 조위관측소와의 편차비교 39
[그림 2-7] 목포 조위자료 품질처리 40
[그림 2-8] 포항과 그 주변 조위관측소와의 편차비교 및 연평균해면 42
[그림 2-9] 포항 조위관측소와 TBM 위치 43
[그림 2-10] 포항 조위관측소의 시설물 침하 경향 43
[그림 2-11] 포항 조위자료 품질처리 44
[그림 2-12] 안흥 조위관측소 해수면 시계열 46
[그림 2-13] 조위관측소별 연평균 해수면 48
[그림 2-14] 조위관측소별 연평균 해수면 52
[그림 2-15] 조위관측소별 월평균(검정 실선)과 5개월 평균(파랑 점선) 해수면 시계열 54
[그림 2-16] 조위관측소별 평균 계절주기 58
[그림 2-17] 조위관측소별 계절주기 제거 월평균해면 61
[그림 2-18] 조위관측소별 전체기간 해수면 변동 추세분석 결과 64
[그림 2-19] 우리나라 연안 해수면 변동률 분포도(전체기간) 68
[그림 2-20] 우리나라 연안 해수면 변동률 분포도(동일기간, 1989 ~ 2016) 71
[그림 2-21] 조위관측소별 동일기간 해수면 변동 추세분석 결과(1989 ~ 2016) 71
[그림 2-22] 우리나라 연안 해수면 변동률 분포도(동일기간, 1993 ~ 2016) 76
[그림 2-23] 조위관측소별 동일기간 해수면 변동 추세분석 결과(1993 ~ 2016) 76
[그림 2-24] 우리나라 연안 해수면 변동률 분포도(최근 10년, 2007 ~ 2016) 81
[그림 2-25] 우리나라 연안 해수면 변동률 분포도(최근 20년, 1997 ~ 2016) 81
[그림 2-26] 분석기간에 따른 월별 해수면 상승률 최댓값·최솟값 발생월(안흥) 83
[그림 2-27] 인천 조위관측소의 연평균해면 102
[그림 2-28] 평택 조위관측소의 연평균해면 103
[그림 2-29] 보령 조위관측소의 연평균해면 104
[그림 2-30] 위도 조위관측소의 연평균해면 105
[그림 2-31] 추가 분석 후보지의 연평균해면 비교 106
[그림 2-32] 한반도 주변 주요 조위관측소 위치와 인공위성 고도계(격자) 자료를 구성하기 위해 사용되는... 107
[그림 2-33] 계절변화를 제거한 후, 3개 조위관측소(좌: 묵호, 중: 포항, 우: 울릉도)의 해수면 시계열 자료와... 108
[그림 2-34] (a)목포, (b)부산, (c)포항 조위관측소의 해수면 시계열 자료(검정색)와 해당 조위 관측소 위치의... 109
[그림 2-35] (상) 3개 조위관측소(좌: 안흥, 중: 여수, 우: 속초) 해수면 시계열 자료와 격자화된 인공위성... 110
[그림 2-36] 열·염팽창에 의한 체적 고도의 장기 변동률 계산을 위해 사용한 국립수산과학원 정선 조사... 113
[그림 2-37] (좌) 열팽창효과에 의한 체적 고도의 지난 40년(1976 ~ 2015) 장기 변동률, (중) 염분수축효과에... 114
[그림 2-38] 위성고도계 자료 가용 기간(1993 ~ 2016) 우리나라 주변 해역의 해수면 고도 장기 변동률 115
[그림 2-39] 해일고의 정의 116
[그림 2-40] 관측소별 2016년 최대 해일고 결과와 기상자료의 시계열 118
[그림 2-41] 연 최대 해일고 변동성(속초, 묵호) 124
[그림 2-42] 최대 해일고 발생 월별 분포 130
[그림 2-43] 최대 해일고 발생 조시별 분포 131
[그림 2-44] 해일고 분석을 위한 관측조위 132
[그림 2-45] 해일고 계산방법 비교(부산 조위관측소, 2016년 10월 5일) 135
[그림 3-1] (좌) 동해 남부 해역 정선에서 지형류 유속성분의 시계열 변화 값과(실선) 그 선형 추세(점선). (우)... 137
[그림 3-2] 한국 동해 연안(NIFS 107 관측선)에서 1994 ~ 2011년 기간 동안 관측된 (a) 수온 (1℃ 간격의... 139
[그림 3-3] 포항조위관측소 원시 조위자료 140
[그림 3-4] 포항조위관측소 연평균해면 140
[그림 3-5] 포항조위관측소 연평균해면 141
[그림 3-6] 포항조위관측소 연평균해면 141
[그림 3-7] 포항 조위관측소 조위와 주변 조위관측소 자료의 편차비교 143
[그림 3-8] 수준측량에 따른 포항 조위관측소 침하율 144
[그림 3-9] 포항 조위관측소의 위치와 전경 145
[그림 3-10] GNSS 분석 흐름도 146
[그림 3-11] 포항조위관측소 GNSS 원시자료 147
[그림 3-12] 포항조위관측소 GNSS 분석 결과 147
[그림 3-13] 조위관측소의 시설물침하 현상과 위성 SAR 관측 방법 148
[그림 3-14] Dcscendlng 궤도(좌)와 Ascendlng 궤도(우)에서의 SAR 차분 간섭기법을 적용한 시야 (LOS;... 149
[그림 3-15] Ascending / Descending 궤도의 SAR geometry를 이용한 수직 변위 계산 방법 149
[그림 3-16] 시계열 SAR 차분간섭도를 이용한 포항 조위관측소의 시설물침하 분석 150
[그림 3-17] 시계열 기법의 긴밀도 및 LOS 방향의 지표 변위 표준 편차 150
[그림 3-18] 엘니뇨/라니냐 감시구역과 해수면 온도 시계열 151
[그림 3-19] PDO 시계열 및 평균해면 152
[그림 4-1] 월평균 대한해협(정기여객선: 좌상, HYCOM: 중상), 쓰가루해협(HYCOM: 우상), 및 쏘야해협... 155
[그림 4-2] 월평균 동해 평균 해수면, non-steric, 및 steric 부분(상, HYCOM, 1993 ~ 2012), 월평균... 157
[그림 4-3] 우리나라 주변 해류도 제작 및 개선 연구 159
[그림 4-4] 서울대학교 해양연구소의 동해 심층 계류선(EC1)의 위치와 수집된 유속 벡터의 장기 연속 시계열 161
[그림 4-5] 동해 중부 연안(수심: 130 m)에 위치한 서울대학교 해양연구소 동해 실시간 해양관측부이(ESROB)에서... 162
[그림 4-6] 동해 연안에 설치된 서울대학교 해양연구소의 고주파 해양레이더(HF Radar)를 이용하여 산출한... 162
[그림 4-7] 북서태평양 주요 12개 단면(좌) 및 인도-태평양 주요 4개 영역(우) 163
[그림 4-8] 북서태평양 주요 12개 단면의 13개월 이동 평균한 해수수송량 비교 163
[그림 4-9] 인도-태평양 주요 4개 영역의 13개월 이동 평균한 상층 해양 열용량 비교 164
[그림 5-1] 각 기관별 모델 현황 165
[그림 5-2] 기후변화 시나리오의 지역 기후변화 모델에 적용할 모식도 167
[그림 5-3] 북서태평양 개방경계 지역을 대상으로 한 변수별 CMIP5 모델성능평가 결과 168
[그림 5-4] 북서태평양 지역(상) 및 전지구(하)의 모델성능지수 기반 CMIP5 모델성능평가 결과 169
[그림 5-5] 북서태평양 지역의 앙상블 모델 개수에 따른 모델성능지수 기반 모델성능평가 결과 170
[그림 5-6] 북서태평양 지역의 미래(RCP4.5) 앙상블 모델 중장기 기후 변화 성분 추출 결과... 171
[그림 5-7] 북서태평양 지역의 미래(RCP4.5) 앙상블 모델 중장기 기후 변화 성분 추출 결과... 171
[그림 5-8] 장기 적분 계산에 사용된 ROMS와 FVCOM의 모델 영역 173
[그림 5-9] FVCOM과 ROM의 CPU수에 따른 계산 시간 173
[그림 5-10] ROMS를 이용한 우리나라 주요 해양 현상 관련 연구 결과 174
[그림 5-11] Boussinesq 모델(우)과 non-Boussinesq 모델(좌)의 해수면 모의 175
[그림 5-12] Boussinesq 모델(a)과 non-Boussinesq 모델(b)의 해수면 모의와 두 모델 간 해수며 차이(c) 175
[그림 5-13] 북서태평양 지역의 수심도와 모델 내 대한해협에서의 격자 구성 176
[그림 5-14] Yang et al(2014)가 제시한 정선관측자료에서의 8월 황해 저층냉수 기후값(a)와 1992년... 178
[그림 5-15] (a) 황해 저층냉수의 남방한계와 2월의 표층수온, (b) 저층냉수와 2월 표층수온간의 상관관계 179
[그림 5-16] Yang et al(2014)가 제시한 정선관측자료에서의 8월 황해 저층냉수 기후값(a)와 2012년... 179
[그림 5-17] 북서태평양 해류 모식도 180
[그림 5-18] HYCOM 2012년 자료로 만든 개방경계를 사용했을 시의 표층해류 181
[그림 5-19] HYCOM 2012년 자료로 만든 개방경계를 사용했을 시의 표층해류 182
[그림 5-20] HYCOM 2001년 자료로 만든 개방경계를 사용했을 시의 표층해류 183
[그림 5-21] 2월의 표층 수온 184
[그림 5-22] 4월의 표층 수온 185
[그림 5-23] 8월의 표층 수온 186
[그림 5-24] 10월의 표층 수온 187
[그림 5-25] 모델에서의 표층 염분 188
[그림 5-26] 해수 수송량 관측치의 기후값(Fukudome et al. 2010)과 모델에서의 수송량(상), 모델 내 동해... 189
[그림 6-1] 기후변화 적응대책 효과 198
[그림 6-2] 해수면 변동 분석 정점 200
[그림 6-3] 제3차 지속가능발전 기본계획 202
[그림 6-4] PSMSL 조위관측소 205
[그림 6-5] NOAA 조위관측소 206
[그림 6-6] NOAA와 KHOA 편차(계절주기 제거 월평균해면) 207
[그림 6-7] 해수면 상승에 따른 도시 환경변화 예측(CanVis 활용) 210
[그림 6-8] IPCC 5차 보고서 내용 212
[그림 6-9] 온실가스 측정방법 - 대표농도경로 213
[그림 6-10] IPCC 조직 구조 및 운영체계 216
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