Please give a lot of attention and participation from the members of the Mechanical Engineering department.

▣ Title: 남극 빙하 유실과 빙붕 하부 용융

▣ Speaker: 나지성 박사

▣ Affiliation: Division of Glacial Environment Research, Korea Polar Research Institute (KOPRI)

▣ Date: 2022. 9. 30.(Fri) 16:00

▣ Venue: 제1공학관 N404호 

▣ Host: 이준상 교수

▣ Abstract

남극 빙상의 감소는 빙붕의 용융, 지반선의 급격한 후퇴, 지구 온난화에 따른 대기 온도 상승 등으로 인해 가속화되고 있으며, 이로 인해 전지구의 해수면이 상승하여 우리의 삶을 위협하고 있다. 빙상의 거동은 부력으로 지탱하고 있는 빙붕의 질량에 따라 빙상이 거동이 결정되므로 빙붕의 질량 변화는 매우 중요하다고 할 수 있다. 빙붕 용융 및 지반선 후퇴의 원인을 찾기 위해서는 고도화된 관측 및 검증된 수치 해석 모델을 사용하여 해양이 빙붕에 미치는 영향과 융빙수가 해양에 미치는 영향, 즉 해양과 빙붕의 상호작용을 연구해야 한다. 따라서 본 연구에서는 고해상도 난류 모델을 활용하여 남극 빙붕 끝단 주변의 해양 순환과 지반선 부근의 해양 물리를 재현하고 그 구체적인 메커니즘을 이해하고자 한다.

빙붕 끝단 해류 순환 연구에서는 빙붕 끝단에서 관측한 CTD, LADCP 관측을 통해 모델에 필요한 경계조건을 구축하고 난류 강도에 따라 열전달이 달라지고 또한 빙붕 하부의 용융이 달라질 수 있음을 연구한다. 빙붕 하부 및 해수면에서 각각 하부 용융 및 동결에 의한 영향을 3 equations 모델을 활용하여 구현하였고 이로 인한 열염(thermohaline)변화가 해류 순환에 매우 큰 영향을 미침을 밝혔다. 난류가 강할수록 융빙수의 운동량이 크게 변화하여 이류되는 정도가 달라졌으며 또한 융빙수의 양이 크게 증가함을 관찰하였다.

남극 빙붕은 크게 차가운 빙붕과 따뜻한 빙붕으로 구분할 수 있으며 이는 따뜻한 환남극 심층의 유입의 유무가 기준이 된다. 지반선 부근 연구에서는 차가운 빙붕 중 하나인 Larsen C 빙붕과 대표적인 따뜻한 빙붕, Pine island 빙붕을 연구하였다. 두 연구 모두 얼음을 직접 뚫고 관측을 수행하는 열수시추를 통한 관측에서 경계조건 및 초기장을 구현하였고, 또한 최종 모델 결과를 관측과 비교하여 모델 결과의 신뢰도를 검증하였다. 차가운 빙붕에서는 온도의 차이보다는 강한 해류의 영향으로 열이 전달되어 빙붕 하부를 용융시켰으며 따뜻한 빙붕에서는 따뜻한 해수의 영향으로 온도의 연직 차이가 커지면서 빙붕 하부 용융이 강하게 발생하였다. 특히 지반선 부근에서 강한 용융으로 인해 발생하는 융빙수가 강한 부력으로 상승하면서 해류 순환을 주도하였고 이로 인해 따뜻한 해수가 좀 더 유입되는 양의 순환 메커니즘을 관찰하였다. 또한 최근 발견되고 있는 지반선 부근의 해저 지형의 영향을 실험하였고 그 결과 해저 지형의 크기가 커질수록 환남극 심층수의 유입을 저해함으로써 하부 용융을 낮추는 역할을 할 수 있음을 관찰하였다.