해수 산소동위원소를 이용한 2020년 여름철 동중국해와 대한해협 표층 저염수의 기원 추적 = Tracing the Origin of Low-Salinity Surface Waters in the East China Sea and Korea Strait During Summer 2020 Using Seawater Oxygen Isotopes

국문 초록 (Abstract)

이 연구에서는 해수 산소 안정동위원소(δ18OH2O)를 활용하여 2020년 8월 한반도 주변 해역에서 관측된 표층 저염수의 기원을 구명하고자 하였다. 조사 기간동안 동중국해와 대한해협에서 주변 해역보다 현저히 낮은 염분(26.78과 25.59)을 보이는 표층 해수가 관측되었으며 δ18OH2O 역시 각각 -1.54‰과 -2.46‰의 작은 값을 나타냈다. 염분과 δ18OH2O 간의 상관관계를 이용하여 저염수의 기원과 특성을 추적한 결과, 끝 성분 혼합(endmember mixing)의 차이를 통해 동중국해와 대한해협에서 관찰된 두 표층 저염수의 기원이 다름을 확인하였다. 동중국해의 표층 저염수는 δ18OH2O = 0.221 × S – 7.47의 혼합 특성을 가지며 장강 희석수에서 기원한 것으로 나타났고 δ18OH2O 값(-7.47‰)이 이를 뒷받침하였다. 대한해협의 표층 저염수는 δ18OH2O = 0.297 × S – 9.85의 혼합 특성을 보였으며, 2020년 여름의 장마와 태풍에 의한 집중호우 영향으로 낙동강 하구로 유입된 담수에서 기원한 것으로 나타났고 -9.85‰의 낮은 δ18OH2O 값은 집중호우 기원의 담수 특성을 잘 반영한다. 이 결과는 해수 산소동위원소가 표층 저염수의 기원과 혼합 특성을 이해하는 데 효과적인 도구로 활용될 수 있음을 보여준다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, we identified the origin of low-salinity surface waters observed around the Korean Peninsula in August 2020, based on stable oxygen isotopes in seawater (δ18OH2O). During the observation period, surface waters with significantly lower salinity of 26.78 and 25.59 with δ18OH2O values of -1.54‰ and -2.46‰ were detected in the East China Sea and Korea Strait, respectively. By analyzing the relationship between salinity and δ18OH2O, it was found that the origins and characteristics of the two observed low-salinity waters differed based on the differences in endmember mixing. The low-salinity surface water in the East China Sea exhibited a mixing characteristic of δ18OH2O = 0.221 × S – 7.47, indicating that it originated from the Changjiang River discharge, which was supported by the δ18OH2O value of -7.47‰. Meanwhile, the low-salinity surface waters in the Korea Strait showed a mixing characteristic of δ18OH2O = 0.297 × S – 9.85, suggesting it originated from freshwater inflow from the Nakdong River estuary due to the heavy rainfall (downpours) from the prolonged summer monsoon and typhoons in 2020. The low δ18OH2O value of -9.85‰ reflects the characteristics of rainwater-derived freshwater. These results demonstrate that seawater oxygen stable isotopes can be effectively used as a tool to understand the origins and mixing characteristics of low-salinity surface waters.