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석 옹
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1 한국해양환경. 에너지학회지 J. Korean Soc. Mar. Environ. Energy Vol. 19, No. 3, , August ISSN (Print) / ISSN X(Online) Original Article 군집분석을이용한통영 거제연안역의수온 염분계절변동특성 김병국 1, 이창래 2 이문옥 1 김종규 1 1 전남대학교해양기술학부 2 국립공원관리공단국립공원연구원해양연구센터 Seasonal Characteristics of Temperature and Salinity Variations Around the Tongyeong and Geoje Coastal Waters by a Cluster Analysis Byeong Kuk Kim 1,, Chang Rae Lee 2, Moon Ock Lee 1 and Jong Kyu Kim 1 1 Faculty of Marine Technology, Chonnam National University, Yeosu 59626, Korea 2 Marine Research Center, National Park Research Institute, Korea National Park Service, Yeosu 59769, Korea 요 약 통영 거제연안역에서의해양생태계관측결과를군집분석하여이해역에서의계절에따른수온 염분분포특징을파악하고자하였다. 춘계, 추계및동계에는연안역이외해역에비해수온이 1~2 o C 정도높았으며, 특히 2014년동계의저층은표층과는달리남-북방향으로등수온선을형성하였다. 염분또한 2013년동계에는저층에서남-북방향의등염분선을형성하였다. 따라서, 표 저층의등수온및등염분선의방향이서로달라, 수괴의이동패턴도서로다르다는사실을확인하였다. 반면하계표 저층에는수온이약 10 o C, 염분은외해 2psu, 거제연안 10 psu 이상인성층이형성되었다. 군집분석결과, 이해역의수괴는크게세개의군집으로나눌수있었으나, 해수의유입등에의해복잡한군집을이루는경우도있었다. 이러한군집분석결과는군집의형태가남-북방향으로형성되는시기를제외하고는비교적적합한것임을회귀분석을통해확인하였다. Abstract This study was carried out to understand the characteristic distributions of water temperature and salinity in accordance with seasons atound the Tongyeong and Geoje, based on a cluster analysis. Water temperatures in coastal areas were 1-2 o C higher than those in open seas when in the spring, autumn and winter. In particular, a southnorthward isothermal line was established at the bottom layer in the winter of 2014, unlikely to the surface layer. In addition, a south-northward isohaline was also established at the bottom layer in the winter of Therefore, we recognized that a moving pattern of water masses has also a difference since forming directions of those lines were not equivalent with each other between the surface and bottom layers. In contrast, stratification appeared in the summer with a roughly difference of water temperature of 10 o C and a salinity of 2-10 psu between the layers. A cluster analysis indicated that the southeastern coastal waters have three distinct water masses, even though some complicated situations exist due to the seawater inflow from the outside. However, the result of a cluster analysis turned out quite reasonable because the result of a regression analysis proved that it is appropriate, just except for the timing of a south-northward front formation. Keywords: Southeastern coastal waters( 남해동부해역 ), Marine environments( 해양환경 ), Cluster analysis( 군집분석 ), Regression analysis( 회귀분석 ) 1. 서론 해양국립공원이산재해있는한국남해는다양한어업활동과해양레저활동이활발한해역으로서, 보전과개발이서로조화를이루 Corresponding author: kuk0721@nate.com 면서적절한유지관리가필요한해역이다. 그러나해마다증가하는적조발생과수온상승등해양환경이변화하고있어그결과에따라, 먹거리와여가생활도변화가있을것으로판단된다. 연구해역과인접한남해동부해역은남해연안수, 동해저층냉수, 대마난류수등기원이서로다른해수가존재하고있으며, 계절에따라수괴변동이큰특징을가진다. 그중대마난류수기원의고온고염의 173

174 김병국 이창래 이문옥 김종규 해수가남해동부해역을거쳐서동해로공급되며, 한반도주변해역해황에큰영향을주는요인이라는사실이 Lee and Kim[1998], Pang et al.[2001], Isobe[2008] 등에의해밝혀졌다. 한편해양의물리적환경은모든해양생물들의서식환경을이루는기본적인요소로서, 해양생태계변화에직접적으로영향을미칠수있다.

2 174 김병국 이창래 이문옥 김종규 해수가남해동부해역을거쳐서동해로공급되며, 한반도주변해역해황에큰영향을주는요인이라는사실이 Lee and Kim[1998], Pang et al.[2001], Isobe[2008] 등에의해밝혀졌다. 한편해양의물리적환경은모든해양생물들의서식환경을이루는기본적인요소로서, 해양생태계변화에직접적으로영향을미칠수있다. 한예로서, Chen and Folt[2002] 은전지구적인기후변화로인해해양물리환경변화가예상된다고보고하였다. 또한, Seong et al.[2010] 에 의한한국연근해수온의장기변동특성연구에서는지난 41년간 (1968~2008) 남해연안표층수온의상승률은 o C/year로, 과거에비해수온이 1.27 o C 상승하였고, 계절별수온상승률은하계 o C/year, 동계 o C/year로, 하계의상승률이동계에비해더높았다. 특히, 그들은이러한하계에있어서의수온상승원인을 1980년대후반부터강화되고있는대마난류수에양쯔강유출수가더해져서나타나는현상으로파악하였다. 양쯔강유출수와더불어남해동부해역에영향을주는주된담수유입원으로서는낙동강을들수있으며, 낙동강의연간담수유입량은 ton, 부유물질유입량은 ton 정도이다 (Jeong et al.[2013]). Lim et al.[2003], Choi et al.[2007] 은하계홍수기시낙동강으로부터의담수유입증가로인해저염의연안수가일시적으로광범위하게확장된다고하였고, 또한 Humborg et al.[1997], Yang et al.[2000], Jeong et al.[2000] 등은확장한저염의연안수가주변해역의수질환경과기초생태계를크게변화시킨다고하였다. 이와같이대마난류수, 양쯔강유출수, 낙동강담수등의영향을받아남해동부해역의해양환경은계절에따라서로다른수온또는염분전선을형성하여확장과후퇴를반복함으로써크게변동할것으로판단된다. 국립공원연구원해양연구센터에서실시하는해양생태계조사는해양생물다양성확보및해양환경연구를통하여공원구역의생물자원확보및공원관리방안에대한기초자료를제공하는데목적이있다. 최종적으로는장기적인해양환경특성을모니터링하여해양환경변화와생물변동특성을파악하기위함이다. 따라서본연구에서는기초연구중하나로해양생태계조사에서획득한수온 염분관측자료를바탕으로, 계절에따라공원지역과인접한통영 거제연안역의해양환경변동특성을파악하고자하였다. 2. 재료및방법 본연구에서는국립공원연구원해양연구센터에서해양생태계조사의일환으로 Tabel 1 및 Fig. 1에서보는바와같이 2012년 30개정점, 2013년 8개정점, 2014년 19개정점에서 3개년에걸쳐각계절별관측한수온 염분자료를이용하였다. 그러나, 관측연도에따 Table 1. Observation period (2012 ~ 2014) Spring Summer Autumn Winter /18~5/24 9/3~9/14 10/15~10/26 2/29~3/ /29~5/10 8/26~9/2 10/21~11/1 12/2~12/ /19~24 8/25~8/31 10/28~11/3 2/24~2/28 Fig. 1. Bathymetric topography and oceanographic stations. 라이들정점의개수, 위치또는조사시기도달라, 각정점별로정성적인계절변화만을검토하였다. 수온 염분은 Sea-Bird Electronics사의 SBE 9 Plus 및 19 Plus를이용하여측정하였으며, CTD 후처리과정을거쳐 0.5m 간격으로수온과염분자료를수치화하였다. 또한, 수온 염분의공간적인분포특성을살펴보기위하여이를수치화한자료를바탕으로군집분석 (Cluster analysis) 을실시하였다. 해양에서의군집분석은일반적으로생물의군집구조및특성연구에많이사용되고있다. 하지만생물조사정점에비하여정점수가많은해양환경특히, 수온 염분관측결과에군집분석을이용하여특성을파악하는연구는전무한실정이다. 따라서본연구에서는정점이동일하지는않지만 2012년부터 2014년까지의수온 염분자료를바탕으로군집분석을실시하여그특성을파악하여보았다. 군집분석에는식 (1) 과같이유클리디안거리 (Euclidean distance) 와군집화방법에는최장연결법 (Complete linkage method) 을사용하였다. n Distance (O 1, O 2 )= ( X 1j X 2J ) 2 (1) j = 1 여기서, Q i = i번째개체, X ij = i번째개체의 j번째변수의값변수들은각각다른측정단위를가지고있으므로동일한중요도를갖게하기위하여표준화 (Z점수) 를실시한후분석하였다. 각계절별로구분된군집결과를바탕으로남해연안수의영향을받는구역을 A, 남해연안수, 낙동강담수및동해저층냉수대의영향을받는

군집분석을이용한통영 거제연안역의수온 염분계절변동특성 175 구역을 B, 대마난류와양쯔강유출수의영향을받는구역을 C로구분하여회귀분석을실시하였다. 구분된세구역을종속변수로정의하고수온과염분관측결과를독립변수로두었으며, 적합도검토와회귀진단을통하여분석결과를검증하였다.

3 군집분석을이용한통영 거제연안역의수온 염분계절변동특성 175 구역을 B, 대마난류와양쯔강유출수의영향을받는구역을 C로구분하여회귀분석을실시하였다. 구분된세구역을종속변수로정의하고수온과염분관측결과를독립변수로두었으며, 적합도검토와회귀진단을통하여분석결과를검증하였다. 회귀분석은독립변수가두개이상인경우이므로중회귀모형 (Multiple regression model), 또는다중회귀모형을사용하였으며, k개의독립변수 x 1, x 2,..., x k 와종속변수 y에대한모형은식 (2) 와같다. y i = β 0 + β 1 x 1i + β 2 x 2i + + βk x ki + ε i ε i N( 0, σ 2 ) 이고서로독립, i = 1,2,..., T, (2) 이를행렬 y =Xβ + ε으로흔히표현한다. 여기서 y와 ε은 n (k+1) 행렬이된다. β i 들의추정치 b i 는단순회귀의경우와동일하게최소제곱법으로구하게되는데, 행렬에서는 b =(X' X) -1 X' y로구한다. 여기서 b는 b i 들의벡터이며, 추정된회귀방정식은식 (3) 으로표현된다. yˆ i = b 0 + b 1 x 1i + b 2 x 2i + + bk x ki 군집분석결과에대한신뢰성을확보하기위하여각계절별로구분된세구역에대한회귀분석 (Regression analysis) 을실시하여그적합도를검토하였다. 적합도 (Goodness of fit) 검토는통계분석에사용된모형이적절한지를나타내는척도로매우중요한과정이다. (3) 회귀분석모형의결정계수 (Coefficients of Determination, R-Square: R 2 ) 는종속변수의전체변동중에서 (Sum of Squares Total: SST) 회귀모형에의하여설명되는변동 (Sum of Squares Regression: SSR) 의비율을말하며, 그식은다음과같다. R 2 SSR Yˆ i Y = = ( )2 SST ( Y) 2 Y i 적합도검토결과결정계수가 1에가까울수록매우적합하다고할수있지만, 일반적으로독립변수의수가증가하면결정계수는증가하는경향이있기때문에이러한문제점을보완한척도가수정결정계수 (Adjusted R 2 : AR 2 ) 이며, 다음식 (5) 와같이계산된다. A dj R 2 = R 2 k (5) n ( k 1 1 R 2 ) 여기서, k는독립변수의수, n는표본의크기이다. 3. 결과및고찰 3.1 수온 염분관측결과 춘계수온 염분분포에대한춘계의관측결과를 Table 2 및 Fig. 2~3에나타내었다. 그림중의실선은표층 ( 수면아래 1~2 m) 값을, 점선은저층 ( 저면위 2~3 m) 값을각각나타낸다. 먼저, Table 1에따르면 (4) Table 2. Temperature and salinity distributions in the spring Temperature ( o C) Salinity (psu) ~18.79 Surface (16.93) Spring 12.96~15.96 Bottom (14.68) Minimum~maximum(average) 12.83~14.75 (13.37) 12.69~13.95 (12.99) 15.22~18.63 (16.52) 13.99~15.91 (15.05) 33.66~34.10 (33.92) 33.84~34.39 (34.04) 33.81~34.14 (33.95) 33.84~34.16 (33.97) 33.85~34.22 (34.09) 34.10~34.30 (34.21) Fig. 2. Horizontal temperature distribution at the surface and bottom layers in the spring.

176 김병국 이창래 이문옥 김종규 Fig. 3. Horizontal salinity distribution at the surface and bottom layers in the spring. 2013년의수온값은 2012년과 2014년에비해낮은데, 이것은조사시기가다른두해보다다소빨랐기때문이다. 반면, 염분은다른연도와유사하게나타났다. 한편, Fig.

4 176 김병국 이창래 이문옥 김종규 Fig. 3. Horizontal salinity distribution at the surface and bottom layers in the spring. 2013년의수온값은 2012년과 2014년에비해낮은데, 이것은조사시기가다른두해보다다소빨랐기때문이다. 반면, 염분은다른연도와유사하게나타났다. 한편, Fig. 2의수온관측결과에서 2012 년표층은통영과욕지도사이의연안역에서 16.9~17.9 o C의등수온선이형성되었으며, 16.9 o C의등수온선이외해역으로확장하는결과를보였다. 그러나거제연안역은표층에서 15.9 o C의등수온선이, 저층에서는표층에비해약 2~3 o C 낮은등수온선이각각형성되었다. 2013년은전영역에서표층은 13.8 o C, 저층은 12.8 o C로유사한수온분포를보였다. 2014년표층수온은 2012년표층과유사하게통영과욕지도사이에서는 16.9~17.9 o C의등수온선이형성되며, 16.9 o C의등수온선이외해로확장하고또한, 거제연안역의 15.9 o C의등수온선이남서방향으로확장하는형태를보였다. 반면, 저층은전영역에서약 14.9 o C 내외로유사한수온분포를보였다. Fig. 3의염분관측결과에서 2012년은통영과욕지도사이에서 psu의등염분선이외해로확장하는한편, 거제동쪽에서남쪽으로유입하는형태를보였다. 저층은외해역에서 34.04~34.14 psu 의등염분선이동-서방향으로형성되었다. 2013년표층은 33.9~34.0 psu의등염분선이욕지도동남방향과, 거제남쪽에서각각형성되며, 저층은전영역이대부분 34.0 psu로유사한염분분포를보였다. 2014년의표층염분은 2014년의수온과마찬가지로거제동측에서확산하는 psu의등염분선이남쪽으로그범위를확대하고있다. 저층은북동-남서방향으로 psu의등염분 선이표층과는다른방향으로형성되었다. 춘계에있어서의수온및염분분포의특징으로는, 2013년을제외하고통영연안역에서는외해에비해수온이약 1 o C 높게형성되지만, 염분은유사한분포를보이며, 전체적으로이해역은통영 -욕지도연안역, 거제연안역및외해역등대략세개의수괴로구분되는분포를보인다. 특히, 거제도동측에서는연안역에비해수온은약 1 o C 낮으나, 염분은큰차이를보이지않는다른해역과구별되는수괴가남서쪽으로확장하였다 하계하계의수온 염분관측결과를 Table 3 및 Fig. 4~5에나타내었다. 수온조사결과조사시기의차이및조사시거제도연안에서발생한냉수대 ( 국립수산과학원, 의영향에의해서다른연도에비해 2013년의수온이낮았다. 또한, Kim et al.[2014] 의결과에서는냉수대의영향으로연안에서는수괴가혼합된양상을보였으며, 염분또한균일한분포를나타낸다고하였다. 따라서, 조사지역에서하계에관측한수온 염분결과는거제도연안에서발생한냉수대의영향에따라변동되는특징을보이고있는것으로판단된다. 한편, Fig. 4의수온관측결과에서 2012년표층은 25 o C 의등수온선이통영-욕지도연안역과, 남-서방향의외해역에서유입되는 25 o C의등수온선으로나뉘었다. 저층에서는통영-욕지도연안역에서 17~21 o C의등수온선이형성되었고, 수온이 15 o C인외 Table 3. Temperature and salinity distributions in the summer Temperature ( o C) Salinity (psu) ~26.37 Surface (24.84) Summer 13.51~23.69 Bottom (16.62) Minimum~maximum (average) 17.01~25.93 (22.26) 14.39~15.60 (15.08) 20.80~24.74 (23.06) 14.27~22.39 (17.35) 19.21~32.67 (30.14) 31.41~34.31 (33.34) 32.27~33.68 (32.94) 33.69~34.40 (33.97) 24.79~32.68 (30.88) 31.18~34.15 (33.44)

5 군집분석을이용한통영 거제연안역의수온 염분계절변동특성 177 Fig. 4. Horizontal temperature distribution at the surface and bottom layers in the summer. Fig. 5. Horizontal salinity distribution at the surface and bottom layers in the summer. 해역의해수가거제도남쪽으로확장하였다. 2013년표층은외해역의 25.4 o C 등수온선이연안역으로갈수록약 20 o C로낮아지며, 특히거제연안역에서는 17 o C까지상대적으로수온이낮게형성되었다. 2014년표층은 22 o C의등수온선이거제남서측에서형성되었으며, 외해로갈수록수온은 24 o C로높아졌다. 저층은표층에비해최대약 10 o C의수온차를보이며, 표층과반대로연안역으로갈수록수온이 15 o C에서 19 o C까지높아지는경향을나타내었다. Fig. 5의염분관측결과에서 2012년표층은통영-욕지도연안역의 31 psu 등염분선이외해역으로확장되며, 거제동측에서는 22~27 psu 등염분선이외해역으로확장되고, 28~31 psu의등염분선이연안역으로유입하는형태를보였다. 2013년표층은외해역이 psu, 연안역은 psu의등염분선이동-서방향으로형성되었으며, 저층은표층보다약 2.0 psu정도낮은등염분선이동-서방향으로 각각형성되었다. 2014년표층은외해역의 32.5 psu 등염분선이연안역으로깊숙이밀고올라오는형태와, 거제동측에서연안역으로약 26.0~30.0 psu의낮은등염분선이유입되는형태를각각보였다. 저층은통영욕지도연안역이 33.5 psu, 외해역은 34 psu의등염분선을각각형성하였다. 하계의수온및염분분포특징으로는, 표 저층간의수온은약 10 o C, 염분은외해 2psu, 거제연안 10 psu이상의차이를보여성층이형성되었고, 전반적으로표층은연안역이외해역보다수온이낮은반면저층은연안역이외해역보다수온이높은것을들수있다 추계추계의수온 염분관측결과를 Table 4 및 Fig. 6~7에나타내었다. 먼저, Table 3의결과에서 3개년의조사시기는큰차이를보이

178 김병국 이창래 이문옥 김종규 Table 4. Temperature and salinity of distributions in the autumn Temperature ( o C) Salinity (psu) 2012 2013 2014 2012 2013 2014 18.56~20.87 Surface (19.80) Autumn 14.74~20.

6 178 김병국 이창래 이문옥 김종규 Table 4. Temperature and salinity of distributions in the autumn Temperature ( o C) Salinity (psu) ~20.87 Surface (19.80) Autumn 14.74~20.50 Bottom (17.67) Minimum~maximum (average) 20.87~23.10 (21.58) 15.33~21.65 (19.21) 20.06~21.25 (20.59) 15.43~21.18 (19.44) 31.74~32.97 (32.47) 32.06~34.30 (33.23) 33.00~34.07 (33.44) 33.13~34.18 (33.63) 32.46~33.21 (32.95) 31.62~34.01 (33.09) Fig. 6. Horizontal temperature distribution at the surface and bottom layers in the autumn. Fig. 7. Horizontal salinity distribution at the surface and bottom layers in the autumn. 지않으나, 2013년의수온이다른연도에비해다소높았고염분은유사하였다. 한편, Fig. 6의수온관측결과에서 2012년표층은통영 -욕지도연안역및외해역은수온이 20.4 o C, 거제남측의연안역에서는 19.4 o C의등수온선을형성하였다. 저층은북서-남동방향의등수온선이외해역에서통영-욕지도의연안역으로오면서 19.6 o C 로높아졌다. 2013년표층은연안역의수온이 21 o C, 외해역은 22 o C 의등수온선이동-서방향으로형성되었으며, 저층은북동-남서방향의등수온선이연안역에서외해역로가면서수온이 5 o C 가량낮아졌다. 2014년표층은전영역에서수온이 21 o C로유사하였으며, 저층은 2013년과마찬가지로 20 o C의등수온선이연안역에서외해역으로가면서 16 o C까지낮아졌다. Fig. 7의염분관측결과에서 2012년의표층은통영-욕지연안역에

7 군집분석을이용한통영 거제연안역의수온 염분계절변동특성 179 서 32.2 psu의등염분선이외해로확장하는형태이며, 거제연안역의 32.7 psu 등염분선도남서쪽으로확장하였다. 저층은통영-욕지도연안역에서 32.7 psu의등염분선을형성하여외해로확장하였다. 2013년표층은연안역에서동-서방향으로 33.2 psu의등염분선을형성하였으며, 외해로가면서염분은 34.0 psu로높아졌다. 저층도표층염분과큰차이를보이지않으며, 동-서방향으로등염분선을형성하였다. 2014년표층은 2012년과유사하게통영-욕지도연안역에서 32.8 psu의등염분선을형성하여외해로확장하는모습을보였으며, 저층은표층보다약 0.5 psu 높은등염분선이표층과유사한형태로형성되었다. 추계의수온및염분분포특징으로표층은전영역에서비교적균일한수온분포를보인반면, 염분은저염의연안수가외해로확장하는모습을보였다. 그러나저층에서는수온염분모두연안역의고온 저염수가외해역으로확장하는경향을나타내었다 동계동계의수온 염분관측결과를 Table 5 및 Fig. 8~9에나타내었다. 먼저, Table 4의결과에따르면, 하계와유사하게 2013년은다른연도에비해조사시기가다소빨라수온은높았으나, 염분은상대적으로낮았다. 한편, Fig. 8의수온관측결과에서 2012년의연안역은표층에서 10.2~11.2 o C의등수온선이형성되며, 거제도남쪽의외해역은 13.2 o C의등수온선이형성된다. 저층은표층에비 해연안과외해역에서수온이약 1 o C정도낮았다. 2013년표층은연안역과외해역사이에서약 13 o C의등수온선이, 외해역은 14 o C의등수온선이각각형성되었다. 2013년은연안역의등수온선이다소외해로많이확장하는모습을보였으며, 저층은표층과유사한수온분포를보이지만, 표층의북동-남서방향의등수온선은남-북방향으로방향이바뀌었다. 2014년표층은연안역이 10.8~11.8 o C의등수온선이, 연안역과외해역사이에서는 12.8 o C의등수온선이각각형성되었다. 저층에서는표층의동-서방향의등수온선이북동-남서방향으로바뀌며, 약 1 o C 정도낮았다. Fig. 9의염분관측결과에서 2012년은표 저층모두 34.4 psu로큰차이를보이지않았다. 2013년의표 저층염분차이는크지않지만, 2013 년의수온과마찬가지로표층은북동 -남서방향으로 33.92~34.12 psu 의등염분선이, 저층은남-북방향으로 33.82~34.02 psu의등염분선이각각형성되었다. 2014년은표 저층의등염분선이 2014년수온의경우와유사하게표층은동-서방향, 저층은북동 -남서방향으로표 저층모두 psu의등염분선이형성되었다. 동계수온및염분분포의특징으로수온은외해역이연안역에비해약 1~2 o C 정도높으나, 염분은큰차이를보이지않았다. 특히, 2013년과 2014년의표 저층등수온및등염분선의형성방향에서는서로다른수괴가이동하고있는것으로판단된다. 이상에서살펴본계절에따른수온 염분분포의대략적인특징은다음과같다. 먼저, 춘계에는표 저층과의수온및염분차이는크 Table 5. Temperature and salinity distributions in the winter Temperature ( o C) Salinity (psu) ~14.02 Surface (12.00) Winter 9.35~12.80 Bottom (11.31) Minimum~maximum (average) 12.06~15.41 (13.69) 12.06~14.49 (13.26) 9.96~13.49 (11.98) 9.90~12.28 (11.21) 34.35~34.56 (34.46) 34.34~34.49 (34.42) 33.80~34.19 (34.00) 33.72~34.04 (33.90) 34.26~34.48 (34.38) 34.26~34.42 (34.35) Fig. 8. Horizontal temperature distribution at the surface and bottom layers in the winter.

180 김병국 이창래 이문옥 김종규 Fig. 9. Horizontal salinity distribution at the surface and bottom layers in the winter. 지않으며, Jeong et al.,[2013] 이언급한세개의수괴와특징은다르지만본연구결과에서도세개의수괴로구분이가능하였다.

8 180 김병국 이창래 이문옥 김종규 Fig. 9. Horizontal salinity distribution at the surface and bottom layers in the winter. 지않으며, Jeong et al.,[2013] 이언급한세개의수괴와특징은다르지만본연구결과에서도세개의수괴로구분이가능하였다. 특히, 2014년춘계의경우는거제동측의수괴가남서쪽으로확장하는형태를보였으며, 하계는남쪽에서연안으로유입하는수괴와, 거제연안을따라남서쪽으로확장하려는수괴등수시로그세력을달리하면서위치가바뀌고있다. 추계는하계에복잡했던수괴들이다소안정되어가는형태를보이며, 동계는춘계와유사하게수온및염분차이는크지않지만, 저층의등수온선과등염분선의형태가남-북방향으로나눠지는특징을나타내었다. 3.2 통계분석결과계절별수온 염분의관측결과를바탕으로군집분석을실시한결과를 Fig. 10~11에나타내었다. 그림과같이군집분석을통하여제시한덴드로그램은세집단으로나누어질때를기준으로구분하였으나, 2014년춘계표층과같이 C구역이두개의집단으로나누어지는경우도나타났다. 이경우는군집이잘못이루어진것이아니라 C구역이두개의수괴로나누어지는것으로판단하였다. 전반적인군집분석결과는남해동부해역을총세개의구역 (A: 남해연안수, B: 남해연안수, 낙동강담수및동해저층냉수대, C: 대마난류및양쯔강유출수 ) 으로구분이가능하였다. 하지만, Fig. 10~11에사각형으로표시한정점들같이다른구역으로군집을이룬경우도출현하였다. 춘계는비교적세계의군집으로잘나누어졌으나, 하계는다소많은세부군집으로나누어졌다. 정점별군집의형태에서는특히, 하계는표층에서수직방향으로형성된 A와 C구역의해수가저층에서는다시수평적인형태로되돌아가며, 거제도동측에형성된표층의 B구역은저층에서사라지는모습을확인할수있다. 추계도하계와유사하게세부군집의수가많았지만, 동계는세개의군집으로잘구분되었다. 또한, 2014년동계는수직 ( 남-북 ) 방향으로 B구역의해수가거제도남쪽으로확장되고, C구역의해수가남 해연안으로유입되는형태의군집을보였다. 이상에서살펴본수온 염분의군집분석결과, 연구해역의각계절별표 저층은세개의군집으로나눌수있었다. 또한, 몇몇의결과에서는어울리지않는 (Mismatch) 조합을이루는결과가있었으며, 이는관측정점이육지와인접한곳이거나관측오차에의해발생하는것으로추정하였다. 특히, 본연구에서는 3개년의관측정점이동일하지않아일관성있는분석결과를얻는데는다소의한계가있어서향후일정한정점에대한통일된분석이필요할것으로생각된다. 모형적합도검토후회귀진단 (Regression diagnostics) 을통해이상값 (Residual values) 을구하였으며, 이상값판정에는표준화잔차 (Standardized residual) 를사용하였다. 표준화잔차는, 잔차 (Residual) 를각각의표준편차로나누어표준화한값이며, 표준화잔차의절댓값이 3 이상이면이상인값이거의확실하며, 2와 3 사이이면이상값의가능성이있다고판단할수있다. 수정결정계수, 유의확률및표준화잔차절댓값의분석결과를 Table 6 및 Fig. 12에나타내었다. Fig. 12는표준화잔차의히스토그램이며, 실선은표준정규분포를나타낸다. Table 6의결과에서수정결정계수와유의확률이기준치를벗어나는경우를살펴보면수정결정계수는표층에서 2014년춘계, 하계및동계에, 저층에서는 2012년, 2014년동계에낮았으며, 유의확률 P값이 0.005를넘는시기는표층 5번, 저층 3번으로총 8번출현하였다. 또한, 표층의유의확률값은 2014년춘계에 0.037, 동계에 0.044로비교적높았으며, 그에따라표준화잔차절댓값이 2와 3 사이의값을보이는시기는 2014년의춘계, 동계에나타났다. 그러나유의확률값이 0.0을나타내는시기인 2012년의춘계및추계, 2014년추계에도표준화잔차절댓값이 2와 3 사이를나타내는경우도출현하였다. 저층의경우도유사하게 2014년동계의경우유의확률값이 로표준화잔차절댓값도 2와 3 사이를보이지만, 2012년하계

9 군집분석을이용한통영 거제연안역의수온 염분계절변동특성 181 Fig. 10. Dendrogram by a cluster analysis (Surface). 2014년추계의경우는표준화잔차절댓값만 2와 3 사이를나타내었다. 군집분석과회귀분석을동시에비교하여보면수정결정계수, 유의확률및표준화잔차절댓값이기준치를벗어나는원인을크게세가지로판단해볼수있다. 첫째, 군집형성의형태가남-북방향으로수직구조를가지는경우둘째, 군집안에타군집의정점이포함된경우셋째, 군집을이룬정점의수가작은경우이다. 특히, 2014 년의춘계표층과동계표 저층은수정결정계수, 유의확률및표준화잔차절댓값이모두기준치를넘어서는경우이며, 공통적으로세 가지의원인중군집이수직구조의형태를나타내는경우였다. 그리고두개또는한개의통계분석값이기준치를넘어서는경우는나머지두개의원인중적어도한가지이상을포함하고있는경우로나타났다. 수정결정계수, 유의확률및표준화잔차절댓값의세가지통계분석결과를통한모형적합도분석에서는다소높게나타나는시기가출현하였으나, 전반적으로모형에적합하다고판단할수있으며앞서언급한바와같이, 향후관측정점의통일에의해통계분석결과의정확성도한층높일수있을것으로사료된다.

10 182 김병국 이창래 이문옥 김종규 Fig. 11. Dendrogram by a cluster analysis (Bottom). 4. 결론 2012년부터 2014년까지국립공원연구원해양연구센터에서실시한해양생태계조사결과 ( 특히, 수온 염분분포 ) 에기초하여통영 거제연안역의해양환경특성을파악하였다. 춘계는통영연안역의수온이약 1 o C 정도외해역에비해높았고, 또한염분분포에의해통영-욕지도연안, 거제도연안및외해역으로각각구분되었다. 특히, 거제동측의연안역에비해수온이 1 o C 낮은수괴가남서쪽으로확장하는형태를보였다. 하계는표 저층간에성층이형성되어수온은약 10 o C, 염분은외해에서 2psu, 거제연안에서 10 psu 이 상으로확연히다른수괴로구분되었다. 추계는연안수가외해로확장되며, 저층에서는연안역의고온 저염수가외해로확장하는형태를보였다. 동계는외해역이연안역보다약 1~2 o C 정도수온이높았으며, 2013년은표 저층, 2014년은저층에서남-북방향으로등수온선을형성하였다. 염분은 2013년저층에서표층과다른남- 북방향의등염분선을형성하였다. 2013년과 2014년의표 저층등수온및등염분선은그방향이서로다르게형성되었으며, 이는수괴의이동패턴이서로다르다는것을보여주었다. 특히, 2013년도에거제도연안에서발생한냉수대 ( 국립수산과학원, 도본연구결과에잘반영되고있는특징을보였다. 따라서, 향후

11 군집분석을이용한통영 거제연안역의수온 염분계절변동특성 183 Table 6. Regression analysis result Spring Summer Autumn Winter Season Coefficient of determination (R 2 ) Adjusted coefficient of determination (R 2 ) P-Value Residuals Statistics Min. Max. Surface Bottom Surface Bottom Surface Bottom Surface Bottom Surface Bottom Surface Bottom Surface Bottom Surface Bottom Surface Bottom Surface Bottom Surface Bottom Surface Bottom Fig. 12. Histogram of regression standardized residual.

12 184 김병국 이창래 이문옥 김종규 통영과거제도에위치한국립공원지역의관리방안에는냉수대와같은이상해황의발생과생물과의상관성에대한연구가필요할것이다. 군집분석결과남해동부해역을총세개의구역 (A: 남해연안수, B: 남해연안수, 낙동강담수및동해저층냉수대, C: 대마난류및양쯔강유출수 ) 으로구분이가능하였다. 또한, 군집군석결과에대한신뢰성을확보하기위하여회귀분석을통한군집분석의모형적합성검토에서는군집형태가남-북방향일때그신뢰성이떨어졌으며, 군집안에있는타군집의정점이함께묶여졌을경우에도모형적합성이떨어지는것으로나타났다. 수온 염분결과를바탕으로한군집분석은기존연구에서는거의이루어지지않았다. 하지만, 본연구결과와같이장기적인환경변동특성연구에사용되면, 기존연구결과와는차별화된통계학적인결과를도출할수가있어향후타연구에도유용하게사용될수있을것으로판단된다. 이상의결과는 Jeong et. al.[2013] 이구분한세계의수괴와비슷한형태로통영 거제연안에서도수괴구분이가능하였다. 또한, 본연구에서나타난하계의결과들은 Seong et. al.[2010] 의연구결과인하계대마난류의영향에따른수온상승의결과와동일하며, Jang et. al.[2013] 의하계식물플랑크톤군집구조의변동에대한연구를바탕으로향후, 국립공원관리방안을위하여체계적이고지속적인연구가이루어져야할것이다. 본연구를통해통영 거제연안역은계절별에따라수괴의분포나배치에차이가있음을확인하였으나, 각연도별관측정점이통일되어있지않아보다면밀한비교분석을하지못한것은아쉬움으로남는다. 향후, 동일한관측정점에서정기적으로획득되는자료가축적되면더욱정도높은연구가이루어질것으로기대한다. 후 본연구는 2012년부터 2014년까지국립공원연구원해양연구센터에서실시한해양생태계조사사업의결과의일부임을밝힙니다. 기 References [1] Chen, C.Y., Folt, C.L., 2002, Ecophysiological responses to warming events by two sympatric zooplankton species, J. Plankton Res., Vol.24, No.6, [2] Choi, Y.K., Yang, J.Y., Lee, Y.S., Yu, J., Kim, D.K., Han, I.S. and Go, W.J., 2007, Characteristics of Ocean Environment in the Dry and Wet Seasons in the South Sea of Korea, J. Environ. Sci., Vol.16, No.4, [3] Humborg, C, Ittekkot, A., Cociasu, A. and Bodungen, B.V., 1997, Effect of Danube River dan on Black Sea biogeochemistry and ecosystem structure, Nature Vol.386, [4] Isobe A., 2008, Recent advances in ocean-circulation research on the Yellow Sea and East China Sea shelves, J. Oceanogr, Vol.64, [5] Jeong, D.H., Shin, H.H., Jung, S.W. and Lim, D.I., 2013, Variations and Characters of Water Quality during Flood and Dry Seasons in the Eastern Coast of South Sea, Korea, Korean J. Environ. Biol., Vol.31, No.1, [6] Jang, P.G., Hyun, B.G., Cha, H.G., Chung, H.S., Jang, M.C. and Shin, K.S., 2013, Seasonal Variation of Phytoplankton Assemblages Related to Surface Water Mass in the Eastern Part of the South Sea in Korea, Ocean Polar Res., Vol.35, No.2, [7] Jeong, H.J., Park, J,K., Choi., H.Y., Yang, J.S., Shim, J.H., Shin, Y.K., Yih, W.H., Kim, H.S. and Cho, K.J., 2000, The Outbreak of Red Tides in the Coastal Water off Kohung, Chonnam, Korea 2. The Temporal and Spatial Variations in the Phytoplanktonic Community in 1997, J. Korean Soc. Oceanogr., Vol.5, No.1, [8] Kim, AR., Youn, S.H., Chung, M.H., Yoon, S.C. and Moon C.H., The Influences of Coastal Upwelling on Phytoplankton Community in the Southern Part of East Sea, Korea, J. Korean Soc. Oceanogr., Vol.19, No [9] Lee, T.S. and Kim, K.H., 1998, A Study on the Origin of Anomalously Low Saline Tsushima Current Water Using 228 Ra, J. Korean Soc. Oceanogr., Vol.3, No.4, [10] Lim, D.L., Um, I.K., Jeon, S.K., Yoo, M.J. and Jung, H.S., 2003, Physiochemical Characteristics of Coastal Pseude-Estuarine Environment Formed During the Summer Flood Season in the South Coast of Korea, J. Korean Soc. Oceanogr., Vol.8, No.2, [11] NIFS, National Institute of Fisheries Science, [12] Pang, I.C., Hong, C.S. and Oh, K.H., 2001, Study on Physical Oceanographic Environments in the Coastal Sea of Chung-Moon, Cheju Island, J. Korean Soc. Oceanogr., Vol.6, No.4, [13] Seong, K.T., Hwang, J.D., Han, I.S., Go, W.J., Suh, Y.S. and Lee, J.Y., 2010, Characteristic for Long-term Trends of Temperature in the Korean Waters, J. Korean Soc. of Mar. Environ. Saf., Vol.16, No.4, [14] Yang, J.S., Choi, H.Y., Jeong, H.J., Jeong, J.Y. and Park, J.K., 2000, The Outbreak of Red Tides in the Coastal Waters off Kohung, Chonnam, Korea: 1. Physical and Chemical Characteristics in 1997, J. Korean Soc. Oceanogr., Vol.5, No.1, Received 23 February st Revised 1 April 2016, 2nd Revised 31 May 2016 Accepted 2 June 2016

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386-390.hwp 386 HANYANG MEDICAL REVIEWS Vol. 29 No. 4, 2009 우리나라 미숙아의 통계와 의료비용 Statistics and Medical Cost of Preterm in Korea 윤혜선 을지대학교 노원을지병원 소아청소년과학교실 Hye Sun Yoon, M.D., Ph.D., Department of Pediatrics, Nowon