발트해의 주요 유입량

Major Baltic inflow

발트해 염수 유입은 주요 발트해 유입(MBI)으로 알려져 있으며, 북해에서 덴마크 해협을 통해 발트해로 염수가 크게 유입되는 것을 말합니다. 발트해에서는 북해의 조밀한 바닷물이 바닥으로 가라앉아 해저를 따라 이동하면서 깊은 분지의 산소가 고갈된 물을 대체합니다. 동시에 산소가 풍부한 새로운 물을 깊은 분지로 운반합니다. 이러한 유입은 잘 혼합되지 않은 바다의 깊은 분지에서 흔히 발생하는 산소 고갈을 완화시키고, 동시에 내부 영양소 부하에 의한 부영양화를 방지하기 때문에 발트해 생태계에 매우 중요합니다.

발트해의 2층 순환은 도식적인 모습으로 제시되었습니다. 주요 발틱 유입(MBIs)은 북해에서 덴마크 해협을 통해 발틱해로 염수를 운반합니다. 발틱 프로퍼티의 깊은 곳까지 가라앉은 조밀한 바닷물은 해저를 따라 북쪽으로 진출하여 깊은 분지에 존재하는 저산소 물을 대체합니다.

MBI형성과정

발트해의 물은 염도가 낮다는 의미로 기수입니다. 매년 약 550km ³의 강우와 배수 유역의 강에서 나오는 담수가 발트해로 흘러듭니다. 하지만, 매년 발트해에서 대기 중으로 증발되는 물은 약 100 km ³에 불과합니다. 이로 인해 매년 발트해 전체 부피의 약 2%를 차지하는 약 450km ³의 담수가 초과됩니다. 장기간에 걸쳐 안정적인 수위를 유지하기 위해 초과된 물은 발트해에서 덴마크 해협을 거쳐 북해로 흘러갑니다. 북해에서 발트해로의 주기적인 역류는 발트해가 점차 담수 분지로 변하는 것을 막습니다.[1]

주요 발틱 유입수(MBI)로 알려진 염수 유입수는 다르스 실(벨트해)과 드로그덴 실(더 사운드)의 단면을 통해 북해에서 발틱해로 염수가 강하게 넘칠 때 발생한다고 합니다. 그러한 흐름은 며칠 동안 실의 영역에서 염분 성층을 거의 완전히 파괴합니다. 일반적으로 유입 이벤트는 최소 5일 이상 지속되어야 MBI로 분류됩니다. 매우 강력한 사건 동안, 발트해는 바다로부터 100km 이상의 매우 염수 ³을 받는 반면, 더 약한 MBI 동안, 그 부피는 평균 약 70km ³으로 100km ³ 미만입니다.

주요 발트해 유입은 주로 겨울과 초봄에 발생하는데, 이는 기상 조건이 염수 유입에 가장 유리하기 때문입니다. 첫째, 발트해는 약 20~30일 동안 동풍과 남동풍을 경험해야 하며, 발트해 배수 유역 내 강수량을 감소시키고 유역에서의 유출을 증가시키며 해수면의 하강을 유발합니다.[3] 발트해의 해수면은 염류가 유입되기 전에 평소보다 26cm 정도 낮아집니다.[2] 이후 약 한 달간의 서풍이 시작되며, 이 기간 동안 카테가트의 해수면이 상승하고, 기압 차이로 인해 북해의 염수가 좁은 덴마크 해협을 통해 발트해로 유입됩니다.[3] 발트해의 수위는 전체 유입 과정에서 평균 약 59cm 상승하며, 준비 기간에는 38cm, 실제 염류 유입 기간에는 21cm가 발생합니다. MBI 자체는 일반적으로 7-8일 동안 지속됩니다.[2]

발트해 MBI의 두 가지 주요 시계열. 새로운 DS5 시계열(위의 녹색 막대, Mohrholz 2018)은 Dars Sill의 관측을 기반으로 하며 5일 이상 지속되는 모든 염수 유입 이벤트를 포함합니다. 이전 FM96 시계열(아래 파란색 막대, Fischer and Matthäus, 1996)은 l/v Gedser Revened 염도 측정이 끝난 1976년 이후 데이터 격차가 있습니다. 새로운 시계열은 약 30년 간격으로 식염수 유입의 주기적 변화를 보여줍니다.

MBI 발생

MBI를 형성하려면 상대적으로 드문 특정 기상 조건이 필요합니다. 1897년에서 1976년 사이에 약 90개의 MBI가 관찰되었으며, 이는 일년 평균 약 1개입니다.[2] 때로는 MBI가 발생하지 않는 다년 주기도 있습니다. 대규모 유입은 10년에 한 번씩만 일어나는데, 이는 유역 심층수를 효과적으로 갱신하는 것입니다.[according to whom?]

매우 큰 MBI는 1897년(330km3), 1906년3(300km), 1922년3(510km), 1951년3(510km), 1993/94년([4]300km3), 2014/2015년(300km3)에 발생했습니다.[5] 반면에 큰 MBI는 1898년(2회), 1900년, 1902년(2회), 1914년, 1921년, 1925년, 1926년, 1960년, 1965년, 1973년, 1976년 및 2003년에 관찰되었습니다.[4] 2014년에 시작된 MBI는 단연코 발트해에서 세 번째로 큰 MBI였습니다. 1951년과 1921년/1922년의 유입량만이 그것보다 더 컸습니다.[6]

이전에는 1980년 이후 MBI의 수가 실질적으로 감소하는 것으로 여겨졌지만, 최근의 연구들은 염류 유입의 발생에 대한 우리의 인식을 바꾸었습니다.[3][7] 특히 1976년 경적선 게서레브호가 벨트해에서 정기적인 염도 측정을 중단한 후에도 염도 측정을 기반으로 한 유입량의 그림은 미완성으로 남아 있었습니다. 독일 발트해 연구소(Warnemünde, Germany)에서는 1890년경부터 현재까지 주요 발트해 유입 및 다양한 소규모 염수 유입 사건을 다루는 업데이트된 시계열이 작성되었습니다. 업데이트된 시계열은 Dars Sill의 직접 배출 데이터를 기반으로 하며 더 이상 식염수 유입 빈도나 강도의 뚜렷한 변화를 보여주지 않습니다. 대신 약 30년 간격으로 MBI의 강도에 주기적인 변화가 있습니다.[7][8]

발트해와 그 생태계에 미치는 영향

주요 발틱 유입(MBIs)은 발틱 해의 염수가 깊은 곳에 산소를 공급할 수 있는 유일한 자연 현상으로, 그 발생을 바다의 생태학적 상태에 중요하게 만듭니다.[6] MBI에서 나오는 염도와 산소는 대구와 같은 해양 어종의 번식 조건, 담수와 해양 종의 분포, 발트해의 전반적인 생물 다양성 등 발트해 생태계에 상당한 영향을 미칩니다.[9]

MBI가 유입한 무거운 식염수는 하루에 몇 킬로미터의 속도로 발틱 프로퍼티 해저를 따라 천천히 전진하여 한 유역의 깊은 물을 다른 유역으로 이동시킵니다.[10] 비록 일부 산소가 북해에서 발트해로 수송되지만, 깊은 분지를 갱신하는 역할을 하는 산소의 극히 일부만이 발트해 입구 지역에서 유래합니다. 발트해 남서쪽 분지(아르코나해, 보르홀름 분지)에는 이미 물기둥에 산소가 존재하는데, 바닷물 펄스의 역할은 바닷물 깊은 분지로 유입되어 유도하는 것입니다.[11]

식염수 유입으로 공급되는 산소는 발트해 연안에서 이전보다 더 빠르게 소모되는 것으로 관측됐습니다. 1993년에는 산소 보충이 약 17개월 만에 고갈되었고, 2003년에는 약 13개월이 걸렸고, 2015년에는 불과 6개월 만에 소진되었습니다.[6]

발트해 해저의 극심한 산소 소비는 장기간의 영양 부하와 기후 변화의 영향 때문입니다.[3] 단일 MBI가 심수 황화수소와 암모니아를 모두 산소화시킬 수 있지만 산소 수준을 만족스러운 수준으로 높이려면 여러 번 연속 유입이 필요합니다. 이른바 '산소 부채'는 2020년 약 2천만 톤으로 추산됐습니다. 이는 1993년 MBI 이후 관측된 3 mL/L 수준으로 산소 농도를 높이기 위해 식염수 유입을 통해 발트해 연안으로 운반해야 하는 산소량입니다. 단일 200km ³ MBI로 약 200만 톤의 산소를 운반합니다.

참고문헌

  1. ^ "Itämeren muoto, ala ja tilavuus" (in Finnish). Finnish Meteorological Institute. Retrieved 2023-07-24.
  2. ^ a b c d Matthäus, Wolfgang; Franck, Herbert (1992-12-01). "Characteristics of major Baltic inflows—a statistical analysis". Continental Shelf Research. 12 (12): 1375–1400. Bibcode:1992CSR....12.1375M. doi:10.1016/0278-4343(92)90060-W. ISSN 0278-4343.
  3. ^ a b c d Lehmann, Andreas; Myrberg, Kai; Post, Piia; Chubarenko, Irina; Dailidiene, Inga; Hinrichsen, Hans-Harald; Hüssy, Karin; Liblik, Taavi; Meier, H. E. Markus; Lips, Urmas; Bukanova, Tatiana (2022-02-16). "Salinity dynamics of the Baltic Sea". Earth System Dynamics. 13 (1): 373–392. Bibcode:2022ESD....13..373L. doi:10.5194/esd-13-373-2022. ISSN 2190-4979.
  4. ^ a b "Inflows to the Baltic". Swedish Meteorological and Hydrological Institute. 2014-01-15. Retrieved 2023-07-24.
  5. ^ "Itämeren suolapulssin liikkeet ihmetyttävät tutkijoita" (in Finnish). Yle News. 2016-08-05. Retrieved 2023-07-24.
  6. ^ a b c Meier, H. E. Markus; Väli, Germo; Naumann, Michael; Eilola, Kari; Frauen, Claudia (2018-04-12). "Recently Accelerated Oxygen Consumption Rates Amplify Deoxygenation in the Baltic Sea". Journal of Geophysical Research: Oceans. 123 (5): 3227–3240. Bibcode:2018JGRC..123.3227M. doi:10.1029/2017JC013686. ISSN 2169-9275.
  7. ^ a b Mohrholz, Volker (2018). "Major Baltic Inflow Statistics – Revised". Frontiers in Marine Science. 5. doi:10.3389/fmars.2018.00384. ISSN 2296-7745.
  8. ^ "Major Baltic Inflow statistics - IOW". www.io-warnemuende.de. Retrieved 2023-07-23.
  9. ^ 발트해의 기후변화 2021 팩트시트 발트해 환경 절차 n°180. HELCOM/Baltic Earth 2021.
  10. ^ "Arandan Itämeren seurantamatka: suolapulssi etenee eteläisellä Itämerellä, Suomenlahden ja Selkämeren fosforipitoisuus viime talvea korkeampi" (in Finnish). Finnish Environment Institute. 2015-02-12. Retrieved 2023-07-24.
  11. ^ Neumann, Thomas; Radtke, Hagen; Seifert, Torsten (2017-01-25). "On the importance of Major Baltic Inflows for oxygenation of the central Baltic Sea: IMPORTANCE OF MAJOR BALTIC INFLOWS". Journal of Geophysical Research: Oceans. 122 (2): 1090–1101. doi:10.1002/2016JC012525.
  12. ^ Rolff, Carl; Walve, Jakob; Larsson, Ulf; Elmgren, Ragnar (2022-11-01). "How oxygen deficiency in the Baltic Sea proper has spread and worsened: The role of ammonium and hydrogen sulphide". Ambio. 51 (11): 2308–2324. doi:10.1007/s13280-022-01738-8. ISSN 1654-7209. PMC 9481832. PMID 35737272.