서북극해 장기 클로로필 변동성 연구

Abstract

인공위성을 이용하여 남？북극의 해빙규모를 관측한 이래로 북극에서는 현재까지 해빙의 면적 및 두께 그리고 해빙기간이 지속적으로 감소하고 있다. 북극해의 해빙면적 감소의 원인으로 지구온난화에 의한 대기 기온 상승, 상대적으로 따뜻한 해수의 유입 등으로 보고되고 있으며, 이에 따른 북극해 알베도(albedo) 감소로 해빙을 투과하는 빛의 양이 증가하게 되어 겨울철 해빙이 형성되는 것을 저해시키며 봄, 여름철에 해빙농도의 감소를 증진시킨다. 이러한 북극의 환경요인 중 하나인 해빙면적의 감소는 해양생태계의 변화와 밀접한 관련이 있다. 특히, 북극해 식물플랑크톤의 일차생산은 지난 1998년부터 현재까지 대략 20% 증가했으며, 이는 해빙면적의 감소로 식물플랑크톤의 성장 가능한 시기가 늘어났기 때문이다(Arrigo and van Djiken, 2011). 그러나 북극해에서 지역적으로 해빙면적의 변동과 식물플랑크톤 생물량 또는 일차생산 변화가 어떤 관련이 있는지는 구체적으로 알려진 바는 없다. 본 연구에서는 우선적으로 해빙면적의 후퇴시기와 식물플랑크톤의 생물량과의 상관관계를 파악하고자 하였다. 이를 위해 다중 위성자료를 이용하여 Garver-Siegel-Maritorena (GSM) 모델로 합성된 장기 클로로필 자료 (1998년 ？ 2014년, 17년)를 사용하였으며(Maritorena and Sigel, 2005), 연구해역은 선행연구를 참고하여 지리적으로 대륙사면의 안과 밖을 기준으로 서북극해를 일곱 개 지역으로 나눠 분석하였다(Hill et al., 2013). 초기 연구수행 결과 해빙의 후퇴시기(해빙면적의 감소)에 따라 해당 연도 총 표층 클로로필 농도의 합은 지역적으로 다른 경향을 보였다. 보퍼트 해를 제외한 나머지 해역에서는 북극해빙이 이른 시기에 후퇴했을 때 당해 여름철 총 클로로필 농도의 합이 높게 나타났으며, 늦은 시기에 후퇴했을 때 총 클로로필 농도의 합은 낮게 나타났다. 흥미롭게도, 이와는 반대로 보퍼트 해에서는 해빙면적이 이른 시기에 후퇴했을 때 오히려 총 표층 클로로필 농도의 합이 낮게 나타났고, 늦은 시기에 해빙이 후퇴했을 때 총 클로로필 합은 높게 나타났다. 이는 해빙의 후퇴시기와 식물플랑크톤의 생물량과의 관계에 영향을 주는 어떠한 메커니즘이 있음을 나타내고 있다. 본 연구를 통해, 북극해빙의 후퇴시기와 총 클로로필 농도의 상관관계가 지역적으로 다른 경향을 나타내는 원인을 파악하고자 하였다.