Water mass variability in the Pacific Arctic region during the summers of the 2010s: A model-observation comparison

Abstract

본 연구에서는 해양관측자료와 재분석자료의 비교를 통해 태평양북극해에서의 수괴의 시·공간적 변동 특성을 이해하고자 한다. 모델-관측 비교를 위해서 해양관측자료로는 2011년부터 2018년까지 북극해 하계 탐사로부터 얻은 전기전도도-수온-수심 (CTD) 자료와 여러 기관에서 수집한 서북극해 해양계류 관측자료를 사용하였고, 전지구 재분석자료로는 프랑스 Copernicus Marine Environment Monitoring Service (CMEMS, https://www.mercator-ocean.fr/)에서 제공되는 GLORYS12V1 자료를 사용하였다. CTD 및 GLORYS12V1의 수온과 염분은 heat content(HC)와 freshwater content(FWC)를 더 정확히 계산하기 위해 TEOS-10* 기반의 보존수온(conservative temperature, CT)와 절대염분(absolute salinity, AS)으로 변환되었다. GLORYS12V1의 CT와 AS의 정확도는 현장관측된 CT와 AS와의 평균 편향 오차(MBE)와 평균 제곱근 오차(RMSE)를 통해 평가되었다. 재분석 CT는 따뜻한 염분약층수, 즉 태평양여름수(PSW)와 대서양수(AW)에 대해서는 과소평가되는 경향을 보였다. 반면 차가운 염분약층수(태평양겨울수(PWW))에 대해서는 약간 과대평가되는 경향을 보였다. 재분석 AS는 표층혼합층을 제외한 대부분의 수층에서 관측 AS와의 오차가 매우 작게 나타났다. 재분석자료의 스킬 평가를 통해 GLORYS12V1의 시계열 자료가 서북극해에 분포하는 수괴의 변동성을 이해하는데 충분한 정확도를 가지고 있다고 판단되어 각 수괴에 대한 경년변동성을 파악하였다. 베링해와 인접한 척치해 대륙붕에서의 태평양기원 수괴의 수온 및 염분 경년변동성은 베링해협으로 들어오는 수괴의 변동성과 높은 상관성을 보였다. 하지만 더 고위도에 위치한 척치보더랜드 해역에서 존재하는 태평양기원 수괴의 경년변동성은 베링해협으로 유입되는 수괴의 변동성보다는 더 큰 규모의 순환, 즉 보퍼트 순환, 북극해 대기 순환에 영향을 많이 받는 것으로 파악되었다. 이는 서북극해에서의 태평양기원 수괴의 경년변동성이 공간적으로도 차이가 있음을 시사한다. 따라서 이러한 태평양기원 수괴의 시·공간적 변동을 지배하는 외력들이 무엇인가에 대해서도 논의하고자 한다.