12.4 Water Quality Monitoring 7조 이성진 탁동욱 김태호 양성태

Water Quality Monitoring 인구가 많은 도시와 공장지역에 인접한 연안에서는 수질오염이 문제시 이러한 수질감시(모니터링)에는 바다색을 지표로 한 remote sensing 기술이 응용 가능 바다색은 바다 속으로 입사한 태양빛이 물분자나 부유하고 있는 토사, 혹은 플랑크톤 등의 입자에 의해 어떤 선택흡수 혹은 산란을 받는 가에 의해 결정 부유물질량이 증가함에 따라 감쇠계수가 커지고, 가장 잘 투과하는 파장대도 0.50μm 부근에서 적색부로 이동 즉, 해수중의 부유물질이 적으면, 빛은 바다의 깊은 곳까지 투과하여 산란되어 되돌아오기 때문에 바다 색깔은 청색으로 됨 부유물질량이 증가함에 따라 입사광이 산란되는 수심이 얕아지며, 동시에 바다색은 청색으로부터 녹색, 심하면 황색으로 변하고 바다색은 부유물질에 의한 수중 산란뿐만 아니라, 식물플랑크톤의 영향도 받음

해양 기초 생물 생산량 파악 해양의 미생물이 태양광 에너지를 흡수하여 이산화탄소, 무기영양소와 물을 반응시켜 탄소 유기물 ->식물성 플랑크톤 해양의 일차생산량을 파악하는 것은 총 생물 자원량을 추정하는 것과 같다. 일차생산량의 측정은 무기탄소에서 유기화 된 탄소량을 측정하여야 하나 순수 광합성 작용에 의하여 생성된 탄소만을 구분하여 측정하기가 쉽지 않다. 살아있는 식물성 플랑크톤내에 있는 광합성 색소인 클로로필량 ->해수의 색깔이 녹색, 황색 등으로 변하는데 가장 큰 역할을 하는 물질

적조 예찰 대규모 발생 적조(수km의 폭과 길이)의 경우 현재의 해색 위성 공간 해상도(1km x 1km)로 확인이 가능하다 . 그림 1. 이 영상은 1978년 11월 미국의 ocean color sensor인 CZCS에 의하여 얻어진 south Florida해역의 짐노디움(Gymnodinium breve) 적조(영상의 붉은 색 부분)를 보여줌.

유류 유출사고의 감시 주로 SAR위성사용 SAR위성의 사용시 장단점 *장점: 구름이나 낮 밤의 영향을 받지 않는다 *단점: SAR는 active remote sensing으로 자연 상태에서 방사되는 마이크로wave파를 이용하지 않고 강력한 전자파를 쏘아올려 반사되어 돌아오는 파를 이용하여 한정된 전원으로 무한정에너지를 소모할수없기 때문에 24시간 관측이 불가능하다.

그림 2. 1996년 4월 6일(사고발생 3일 후, 거제 남부해역) 오성호의 좌초로 유출된 oil의 이동 경로가 검은 띠로 나타난다. Active 마이크로웨이브 영상(JERS-1)

그림 3. 동해남부 해역 울산-구룡포 근해에 발생한 저층 해수의 Up-welling 현상(푸른색, 1994년 8월에 발생) 그림 3. 동해남부 해역 울산-구룡포 근해에 발생한 저층 해수의 Up-welling 현상(푸른색, 1994년 8월에 발생). 주변해수와의 수온차이는 무려 10도 이상으로 어류양식에 큰 피해를 입혔다(NOAA-11 적외선에 의한 해수의 표면 수온 분포도)

그림 4. 중국대륙에서 발생한 황사의 동해에서 위성영상 자료 (1998년 4월 20일, NOAA-14의 가시광 영역에 의한 image)

그림 5. 시화호와 주변 해수의 미세 해양 환경(Landsat 자료, 1996)

연안 부유 입자의 이동과 확산 감시 및 미세 해양환경의 감시 탁수의 정보는 ocean color 위성인 SeaWiFS의 도움으로 지금까지 NOAA위성정보보다 정밀한 정량적인 알고리즘의 개발이 가능하게 되었다. 표층해수의 탁도 분포정보의 필요분야 해양원격탐사 기술개발 해양지질 및 공학 퇴적물의 이동경로 하구언에서plume의 진행방향 미세입자의 이동 경로에 의한 오염물의저층누적 토목공사로 발생한 부유입자의 이동에의한 수산피해 산정 수산업분야등에서 의 자료로 활용

그림 6.서해 연안의 부유물 분포도 (황색 부분이 탁한 해수를 의미함. SeaWiFS위성자료. (1997년 1월 31일))

그림 7. 양자강 홍수의 황해 유입(하구의 붉은 색은 탁수를 의미함, NOAA의 band-1 (가시광 영역)을 활용하여 분석한 영상)

해수산자원의 관리와 기후 및 해양 생태 변화 관측 LME(Large Marine Ecosystem), PICES/CCCC와 같은 국제 프로그램에서 해색 원격탐사를 해양생태계 감시의 주요 수단으로 채택하고 있으며 궁극적으로는 기초 생물자원과 수산자원의 변동을 예측 기후 및 해양 생태 변화 관측 엘리뇨현상등의 해수온도변화등을 위성으로 관측하여 지구 장기기후변동의 연구에 기여를 하고있다.

그림 8. 영광 원자력발전의 냉각수에 의한 근해의 열 오염 영상 (1997. 5. 14, NOAA위성)

감사합니다!