I. 서 론

해마다 여름이면 제주 서부해역에 표층염분이 크게 낮아지는 현상이 발생하는데 이는 세계적으로도 일부 해역에서만 볼 수 있는 독특한 현상이다. 일반적으로 저염분 현상은 바다에 내리는 집중호우 또는 강의 하구로 배출되는 연안수 등에 의해 형성되는데,^[1-4] 제주 서부해역에 나타나는 저염분수의 경우는 동중국해역으로 배출된 중국대륙 연안수로 인해 발생된다.^[5,6] 특히 여름철에는 중국 남부에 내리는 많은 강우로 인해 양쯔강의 담수 배출량이 증가하게 되고, 보다 많은 담수가 동중국해로 흘러 들게 된다. 이것이 동중국해에서 머물다가 남풍이 불면 제주 서부해역으로 밀려오게 되며, 때로 거대한 타원형 수괴를 형성하여 이동하기도 한다.^[7-11]

일반적으로 저염분수란 염분이 30 psu(psu: practical salinity unit) 이하인 해수를 말한다.^[7] 이는 김 등^[8]이 지난 1975년부터 10년간 제주도 주변 8개 정선에서 저염분수가 발생하지 않는 동계(2, 4, 12월)의 표층(0, 10 m)에서 조사한 염분 범위가 32.2～34.8 psu 였던 것을 감안하면 매우 낮은 수치라고 할 수 있다.

제주 서부해역은 거의 매년 여름에 크고 작은 저염분수의 영향을 받는 것으로 알려져 있으며^[8] 때때로 평년보다 훨씬 낮은 이상저염분수가 출현하여 수산업에 큰 피해를 주기도 한다. 저염분수의 이동경로는 바람과 해류의 영향을 많이 받는데, 경우에 따라서 제주도 근해에 영향을 끼치지 않고 다른 곳으로 이동하기도 하고, 태풍의 영향으로 세력이 약해지거나 소멸되기도 한다.^[12,13]

현재까지는 저염분수에 대한 연구가 주로 해양물리학적 관점에서 진행되고 있으며, 음향학적 관점에서는 거의 연구되지 않았다. 일반적으로 해양에서 염분은 음파전달에 큰 영향을 주지 못한다고 알려져 있기 때문이다. 그러나 저염분수가 출현하는 해역의 경우 낮은 염분으로 인해 음속이 변화되고 굴절됨에 따라 음파채널이 형성될 수 있다는 사실이 보고되었다.^[14,15] 저염분수로 인해 생성된 표층 음파채널은 염분채널(haline channel) 이라 하여 혼합층에서 압력에 의해 생성되는 일반적인 정수채널(hydrostatic channel)과 구분하기도 한다.^[15]

그러나 아직 저염분수로 인한 음속의 정량적 변화와 그로 인한 음파전달변화에 대해 구체적으로 연구된 바가 없다. 따라서 본 논문은 첫째로 제주 서부해역에서 저염분수로 인한 평균적인 음속변화와 그에 따른 음파채널 발생 여부를 살펴보았으며, 둘째로 음파채널의 발생 현황 및 분석을 중점적으로 기술하였다.

본 논문은 다음과 같이 구성되어 있다. 먼저 2장에서는 연구를 위해 취득한 자료를 설명하고 3장에서는 취득한 자료를 바탕으로 제주 서부해역의30년(1980～2009) 저염분수 발생 현황과 2010년8월1일에 나타난 저염분수 분포에 대해 살펴본다. 4장에서는 이를 이용하여 저염분수 유무에 대한 음속변화 및 차이를 살펴보며 5장에서는 4장에서 살펴본 음속 분포를 음선모델에 적용하여 음파전달을 모의해 보고 음파채널 형성 유무를 살펴본다. 마지막으로6장에서는 저염분수의 발생과 그에 따른 채널 형성의 동향을 살펴보고 제주 서부해역에 나타나는 염분 채널의 특성을 분석한다.

II. 해양 환경 자료 수집

2.1 저염분수의 연도별 발생 동향 관측을 위한 자료 수집

저염분수의 연도별 발생 동향 관측을 위해 해양자료센터(Korea Oceanographic Data Center, KODC)에서 온라인으로 제공하는 정선해양관측자료를 이용하였다.^[22] 그 중 제주도와 위도가 비슷한 314정선에서 양쯔강에 가장 가까운 314-10정점과 그와 가까운 두 정점(313-08, 313-07)을 택하여 30년간의(1980～2009) 수온, 염분 데이터를 수집하였다(Fig. 1). 편의를 위해 본 논문에서는 해당 정점을 P1, P2, P3라고 구분하였다. 양쯔강에서 약 300 km 떨어진 이들의 위·경도는 각각 33.4°N 124.8°E(P1), 33.4°N 125.0°E(P2), 33.0°N 125.0°E(P3) 이고 평균수심은 각각 78.7 m, 76.0 m, 80.6 m 이다. 해양자료센터에서 제공되는 환경 자료는 두 달 간격의 특정한 일시에 측정 되었으므로 실제 발생한 저염분수 중 일부만이 측정 되었을 것이라 여겨진다.

2.2 저염분수의 공간 분포 관측을 위한 자료 수집

지난 2010년 8월 1일, 중심 염분이 약 24 psu 정도로 매우 낮은 저염분수가 발생하여 제주 서부해역에 매우 근접한 해역까지 밀려왔다. 당시 국립수산과학원(National Fisheries Research and Development Institute, NFRDI)과 제주도의 지원을 받아 제주대학교 실습선 아라호를 이용하여 제주 서부해역의 20개 정점에서 수온 및 염분을 측정하였다(Fig. 1). 편의를 위해 가장 북쪽에 위치한 정선을 A, 가장 남쪽에 있는 정선을 D로 표시하였으며, 각 정선마다 제주도에 가까운 순서의 정점에 1번(동쪽)부터 5번(서쪽)까지의 번호를 부여하였다. A-1 정점에서부터 시계방향으로 가장 모서리에 위치한 정점들의 위･경도좌표는 각각 33.4167°N 126.1582°E, 33.1667°N 126.1582°E, 33.1667°N 125.3596°E, 33.4167°N 125.3596°E 이다. 이 측정자료를 이용하여, 당시에 발생한 저염분수의 공간분포와 그에 따른 음속 및 음파전달이 어떠했는지에 대해 살펴보기로 한다.

III. 저염분수 발생 동향 및 공간분포 관찰

3.1 저염분수의 연도별 발생 동향

Fig. 2는 한국해양자료센터로부터 취득한 자료를 바탕으로 P1, P2, P3정점에서(Fig. 1) 1980년부터 2009년까지 8월 중 특정 일시의 저염분수 발생 현황을 나타낸다. 같은 해에 세 정점 중 한곳 이상에서 측정되는 경우를 1회로 계산할 경우, 저염분수는 제주 서부해역에서 지난 30년동안 약 10회 발생한 것으로 나타났다. 저염분수는 6월에서 9월 사이 제주 주변해역에서 빈번히 발생하는데, 일단 저염분수가 출현하면 표층 부근의 염분은 수 일 내에 급격하게 낮아지고 짧게는 6일, 길게는 30일 정도 지속되며 감소하는 비율과 정도는 경우마다 달라 저염분수의 특성과 이동경로가 큰 시공간적 변화를 보인다.^[4] 따라서 해양자료센터가 제공하는 자료가 저염분수 측정을 위해 지속적으로 측정된 자료가 아님을 감안한다면 저염분수는 관심 정점에서 10회 이상 발생 하였을 것으로 판단된다. 그 중 1989년, 1996년 2003년, 2004년, 2006년에는 염분이 28 psu 이하로 매우 낮은 이상저염분수로 구분된다.^[12,13]

3.2 저염분수의 공간 분포

Fig. 3은 2010년 8월 1일 제주 서부해역에 출현한 저염분수의 염분 공간 분포를 나타낸다. 저염분수의 중심은 제주 남서쪽 D-5 정점 부근에 위치하며 표층염분은 23.5 psu로 매우 낮은 수치를 보이고 있다. 장축이 북동-남서, 단축이 북서-남동으로 뻗어있는 타원 형태를 이루고 있고 중심에서 주변으로 갈수록 염분이 서서히 증가하는 형태를 보이고 있으며 중심 부근에서 저염분수의 두께는 약 10～15 m 였다.

IV. 저염분수 환경에서의 음속분포

4.1 제주 서부해역 8월 중순의 평균 음속분포

저염분수 발생으로 인한 음파전달 변화를 살펴보기 위해서, 먼저 30년 동안의 8월 수온, 염분 자료 중 이상저염분수가 발생한 경우(1989, 1996, 2003, 2004, 2006년 8월)와 발생하지 않은 경우를 저염분 환경과 일반 염분 환경으로 구분하여 각각 평균하였다(Fig. 4(b) 실선, 쇄선). 그런 다음 각 평균 수온 분포와 각 평균 염분 분포를 Medwin 음속공식^[16]에 적용하여 음속이 어떻게 변화하는지 살펴보고, 그에 따른 저염분 분포의 영향을 분석하였다. 특별히, 지난 30년 동안 표층 염분이 가장 낮았던 경우를 살펴보기 위해서 1996년 8월 5일 P3정점의 수온, 염분 수직 분포 및 음속 수직 분포를 평균 수직 분포와 함께 나타내었다(Fig. 4 파선).

해양자료센터의 수온, 염분 자료는 표층에서부터 30 m 까지는 10 m 간격으로, 그 이상은 20 m이상의 넓은 간격으로 측정된 것이므로 내삽법을 적용하였는데, 내삽법 수행 시 데이터 사이의 왜곡을 줄이고 단조성을 유지하기 위해 Monotone Cubic Hermite내삽법^[23]을 이용하였다. 표층 수온의 경우 일반 염분 환경이 약 26.7°C, 저염분 환경이 28.7°C로 다소 차이가 있었으나 10 m 이상의 수심에서는 거의 같게 나타났으며, 두 경우 모두 표층에서부터 수심 약 10 m까지 수온이 서서히 감소하다가 수심 약 10 m부터 약 30 m까지 급격히 감소하여 수온약층을 형성하는 일반적인 천해의 여름철 수온 분포 구조를 보이고 있다(Fig. 4(a)).

일반 염분 분포의 경우 표층염분은 약 30.5 psu 정도를 나타내고 수심 약 10 m까지 서서히 증가하고 수심 약 10 m에서 약 30 m 사이에 염분약층이 존재하며 표층과 수심 30 m에서의 염분 차는 약 2.5 psu이다. 그러나 저염분 분포의 경우 표층 염분은 약 25.3 psu로 일반 염분 분포의 표층 염분에 비해 평균 약 5.2 psu 낮은 수치를 보이며 표층에서부터 약 30 m까지 7.1 psu 정도 급격히 증가하여 표층에서부터 뚜렷한 염분약층을 형성한다. 수심 약 30 m부터는 저염분 분포가 일반 염분 분포의 표준편차 범위 안에 들어서며 수심이 깊어질수록 차이가 줄어들어 수심 약 40 m 이상에서는 거의 유사한 값을 보인다(Fig. 4(b)).

1996년 8월 5일 수온의 경우 표층에서 29.7°C 로 평균보다 다소 높으나 수심 30 m까지 평균보다 더욱 급격하게 감소하는 형태를 보인다. 염분은 표층에서 21.4 psu이고 수심 약 10 m까지 평균보다 급격하게 증가하고 있으며 수심 30 m 이하의 수심에서 평균보다 다소 높은 수치를 보인다(Fig. 4(a), (b)).

음속 수직 분포에 대한 결과를 살펴보면 다음과 같다. 일반 염분 환경에서의 음속분포는 표층에서 음속이 가장 빠르며 수심 약 10 m까지 서서히 감소하다가 수심 약 10 m 이상에서 약 30 m까지 급격히 감소한다. 이는 수온 수직 분포의 형태와 동일하므로 수온이 음속에 큰 영향을 준다는 것을 재차 확인할 수 있다. 그러나 저염분 환경에서는 표층에서의 음속 분포가 수온 수직 분포의 구조를 따르지 않는다는 것을 알 수 있는데, 표층 부근에서(0～10 m) 수온은 수심에 따라 서서히 감소하지만 음속의 경우 염분 수직 분포의 경우와 같이 표층에서 낮고 수심 5 m까지 증가하고 있다는 것을 확인할 수 있다. 이러한 현상은 1996년 8월 5일의 경우에서 보다 뚜렷이 확인할 수 있다.

4.2 2010년 8월 발생한 저염분수의 음속 분포

2010년 8월 1일 제주 서부해역에 나타난 저염분수 수괴에서의 수온, 염분 분포 및 음속 분포를 살펴보았다. 당시 측정된 환경자료는 해양자료센터의 자료와는 다르게 1 m 간격으로 측정된 자료이므로 내삽법을 적용하지 않고 실제 측정자료를 이용하였다(Fig. 5). 20개의 정점 중에서 비교적 저염분수의 영향을 덜 받는다고 생각되는 한 정점(D-2)과 저염분수 중심부에 가까운 한 정점(D-4), 그리고 그 두 정점 사이의 다른 한 정점(D-3)을 택하여 수직분포를 비교하였다. D-2정점의 표층 염분은 29.7 psu이고 D-3정점의 표층 염분은 그 보다 3.8 psu만큼 낮은 25.9 psu이며 D-4정점은 5.9 psu 낮은 23.8 psu이다. 표층 염분이 그리 낮지 않은 D-2정점에서는 표층 부근의 음속 분포가 수온 분포의 형태와 거의 유사한 형태를 보이고 있다. 그러나 D-3 정점에서는 수온 분포의 형태와 다르게 표층 약 5 m까지 음속이 거의 일정하여 마치 혼합층에서와 같은 음속 분포를 갖는다. 수온은 수심에 따라 감소하면서 음속을 감소시키지만 반대로 염분이 증가하면서 음속 감소량을 보완해준 것으로 판단된다. D-4정점에서는 염분 변화량이 우세하여 약 10 m 이내에서 음속이 양(+)의 기울기를 갖게 되었다.

4.3 온도와 염분의 음속에 대한 기여도 분석

앞 절에서의 결과를 분석해 보기 위해 일반 염분 분포와 저염분 분포 환경 각각의 경우에 대해 온도와 염분이 음속에 기여한 정도를 살펴보기로 한다. 먼저 Medwin의 공식^[16]을 몇 가지 항으로 나누어 다시 나타내면 다음과 같다.

식(1)에서 상수항은 불변하며 마지막 항은 표층부근에서 매우 작으므로 이들을 제외한 A항과 B항이 주로 음속 변화에 영향을 준다고 할 수 있다. A항은 온도에만 관련이 되어있고 B항은 온도와 염분에 관련되어 있다(식(2), (3)). 그러나 식(3)에서 온도 항은 여름철 표층의 경우 1에 근사한의 값을 가지며 변화량이 적으므로 B항은 상대적으로 염분에 큰 영향을 받는다. 물론 염분과 관련된 B항의 값은 온도와 관련된A항에 비해 작으므로 음속에 미치는 영향이 크지 않지만, 수심에 따른 온도 변화가 적은 반면 염분이 크게 변하는 저염분수와 같은 경우에는 염분도 음속 변화에 적지 않은 영향을 줄 수 있다. 일반 염분 환경과 저염분 환경의 평균 수온, 염분 분포에 대해서 A, B 각 항을 정리하여 Table 1에 나타내었다.

먼저 염분에 의한 음속 감소량(B항)은 저염분 분포 해수면에서 10.16 m/s, 수심 10 m에서 5.81 m/s이고 일반 염분분포 해수면에서 4.80 m/s, 수심 10 m에서 4.46 m/s로 저염분수가 해수면에서 5.36 m/s, 수심 10 m에서 1.35 m/s만큼 더 크게 나타났다. 수심에 따른 수온, 염분 및 음속 변화를 살펴보면 다음과 같다. 일반 염분 분포에서 수온은 표층에서 10 m까지 수온이 26.74°C 에서 24.76°C 로 1.98°C 감소하였고 염분은 표층에서 수심 10 m까지 30.53 psu에서 30.92 psu로 0.39 psu 만큼 증가하였으며 이때 음속에 영향을 주는 A 항은 89.23 m/s에서 84.58 m/s로 4.64 m/s감소한 반면 B항은 -4.80 m/s에서 -4.46 m/s으로 0.34 m/s만큼 증가하였다. 즉 수심에 따른 염분 변화도 작고 염분이 음속에 미치는 영향도 적다. 그러나 저염분 분포에서는 수온이 표층에서 수심 10 m까지 28.74°C 에서 26.80°C 로 1.94°C 감소할 때 염분은 29.58 psu 에서 25.34 psu로 4.24 psu만큼 증가하였으며, 이 때의A항은 4.31 m/s만큼 감소하여 저염분 분포에서 A의 수심에 따른 변화량이 일반 염분 분포와 크게 다르지 않은 반면 염분과 관계된 음속의 B항은 4.35 m/s만큼 증가하였다. 즉 염분이 음속과 수심에 따른 음속 변화에 미치는 영향이 일반염분분포에 비해 커졌다. 이러한 결과는 2010년 8월 제주서부해역에 나타났던 저염분 수괴에서도 마찬가지로 적용이 가능하다.

V. 저염분수로 인해 발생한 채널에서의 음파전달

3       

5.1 8월 평균환경과 1996년 8월 환경에서의 음파전달

일반 염분 환경 및 저염분 환경의 평균 음속 분포와 1996년 8월 5일 환경에서의 음파전달을 모의하였다. 이를 위해 음선모델(Bellhop)을 이용하였다.^[17] 수심 및 음속분포는 Fig. 4와 같고 사질 성분으로 구성된 해저면의 음속과 밀도는 각각 1650 m/s, 1900 kg/m³로 가정하였다.^[19,20] 저염분수에 의한 염분 변화는 주로 표층에서 일어나므로 음원은 표층부근인 수심 3 m에 존재한다고 가정하고 각 환경에 대하여 음선 경로와 전달손실을 계산하였다. 평균 저염분수 환경에서 생성된 채널의 수심이 5 m 이므로, 채널 내에서 음파가 손실 없이 잘 전달 되기 위한 최대 파장을 고려하여 음원의 주파수를10 kHz 로 설정하였고^[21] 음선 각도는 ±10°이다.

먼저 일반 염분 분포에서의 음파전달은 Fig. 6(a), (b)와 같다. 음속 수직 분포가 해수면에서부터 음(-)의 기울기를 갖기 때문에 음파는 모두 해저면으로 굴절되며 해저면 반사 후 해수면과 해저면에서 반복적인 반사를 통해 전달되는 현상을 보이고 있다. 반면 저염분 분포의 경우, 표층부근에서 음파채널이 형성되어 해저면으로 향하지 않고 표층을 따라 굴절되는 음선이 발생 되었으며, 그에 따라 표층에서의 전달손실 감소를 확인할 수 있다(Fig. 6(c), (d)). 1996년 8월 5일의 경우 평균 저염분 환경에 비해 더 많은 음선이 표층으로 굴절되면서 표층을 따라 전달되고 있다(Fig. 6(e), (f)).

이러한 결과를 통해, 평균적으로 제주 서부해역에서 저염분수가 발생하면 표층 음속이 감소되어 음파채널이 발생될 수 있음을 확인하였으며, 평균보다 더욱 낮은 저염분수가 발생한 1996년8월의 경우 음파채널이 더욱 강하게 형성되었다는 것을 확인하였다.

5.2 2010년 8월에 측정된 저염분수괴(water mass)에서의 음파전달

다음으로 2010년 8월 1일, 제주 서부해역에서 1 m 간격으로 측정한 저염분 환경 자료를 바탕으로 계산된 음속 수직 분포 구조에서의 음파전달을 살펴보기 위해 5.1절과 같은 방법으로 모의실험을 하였다(Fig. 7). D-2 정점의 음속 분포는 해수면에서부터 수심 약 20 m까지 음(-)의 기울기를 갖는다. 따라서 음원에서 발생된 음파는 모두 해저면으로 굴절되고 있다(Fig. 7(a), (b)). 반면 D-3 정점에서는 표층 약 5 m까지 음속이 비교적 일정하여 일부의 음선이 표층부근에서 반복적인 굴절을 통해 전달되는 것을 볼 수 있다(Fig. 7(c), (d)). D-4 정점의 표층에서 급격한 음속의 감소로 인해 수심 약 7 m까지 음속이 양(+)의 기울기를 나타내고 있다. 그로 인해 음원으로부터 방사된 많은 음선들이 표층을 향해 굴절과 반사를 반복하며 전파되어 채널을 비교적 뚜렷하게 형성하고 있으며 그에 따라 표층 부근에서 전달손실이 적다(Fig. 7(e), (f)).

VI. 저염분수와 음파채널 발생 현황 분석

음속 수직분포와 음파전달 모의실험을 분석한 결과, 채널 수심과 음선의 굴절률은 저염분수로 인해 발생된 표층 음파채널을 표현하기에 알맞은 지표로 여겨진다. 여기서 음선의 굴절률을 음선의 임계각(critical angle)으로 대체하여 나타내기로 한다. 음선의 임계각은 해양의 표층이 충분히 잔잔하다고 가정하고 음원이 표층 안에 존재할 때 음원으로부터 발생된 음파가 채널의 경계에서 채널 안쪽으로 굴절되는 음선들 중 가장 큰 각도를 의미하며 음선 임계각보다 큰 각도의 음선은 채널 밖으로 빠져나가게 된다. 음선의 최대 임계각은 식(4)로 구할 수 있다^[18] (Fig. 8).

여기서 Χ_max는 음선의 임계각 c₀는 채널의 축(일반적으로 최소음속층, 표층채널의 경우 표층에서의 음속), c_h는 채널 경계면에서의 음속을 나타낸다. 이를 이용하여 획득된 P1～3 정점에서의 30년 자료와 2010년 8월 1일에 나타났던 저염분수 환경에서의 음파채널발생 유무와 채널 수심, 채널 임계각 등 그 특성을 정리하여 발생 현황을 분석하였다(Fig. 9～11).

6.1 저염분수와 음파채널의 연도별 발생 동향

먼저 P1 정점의 결과를 살펴보면 다음과 같다. 지난 30년간, 제주 서부해역에서 8월에 발생된 저염분수가 측정된 해는 1986년, 1989년, 1996년 2003년, 2006년, 2009년이다. 그러나 실제 표층에서 채널이 발생한 해는 저염분수가 발생하지 않은 해에서도 나타나고 있는데, 이는 염분채널이 아니라 정수채널인 것으로 판단 여기서 주목할만한 점은, 1989, 1996, 2003, 2006년의 결과에서 볼 수 있듯이, 저염분수가 발생된 해에서 음선 임계각이 다른 해의 경우에 비해 크게 나타난다는 점이다. P2 정점에서의 결과도 그와 같은데, 1996년과 2003년에 표층염분이 낮았고 이로 인해 약 10 m 이내의 표층채널이 생성되었으며(Fig. 9(c)) 이때의 음선 임계각이 다른 해에 비해 큰 것을 확인 할 수 있다(Fig. 9(b)). 이는 P3정점의 경우도 마찬가지이다. 위의 결과를 종합해 볼 때, 해양 표층에서 저염분수의 출현은 염분채널을 발생시킬 수 있으며, 이 경우 혼합층에서 압력에 의해 생성되는 정수채널에 비해 음선 임계각이 크게 나타난다. 그러나 P2정점의 1998년과 2006년 그리고 P3정점에서 2003년과 2004년의 경우와 같이, 저염분수가 발생했음에도 불구하고 채널이 생성되지 않은 경우도 있다. 수온이 표층에서부터 수심에 따라 급격하게 감소하면서 음속이 급격하게 변하였으나 표층염분이 음속을 충분히 감소시키지 못하여 채널이 생성되지 못한 경우라고 판단된다.

6.2 저염분수와 음파채널의 공간 분포

6.1절의 경우와 같은 방법으로 2010년 8월 1일에 제주 서부해역에 나타난 저염분 수괴에서의 현상을 분석해보면 다음과 같다. 표층에서의 염분은 D-5정점에서 가장 낮으며 대각선 방향으로 타원형태를 보이는 것을 확인할 수 있다(Fig. 12(a)). 이에 따른 표층 채널의 발생은 아래 두 그림과 같다(Fig. 12(b), (c)). 저염분수의 영향이 비교적 적은 각 정선의 1, 2번 정점들에서는 모두 표층채널이 발생되지 않았으나, 저염분수의 영향을 받는 각 정선의 3, 4, 5번 정점들에서는 일부 정점을 제외하고 표층채널이 생성된 것을 확인할 수 있다.

그러나 표층 염분이 매우 낮음에도 음파채널이 형성되지 않은 경우(A-4, A-5, B-4, C-5, D-5)도 있는데, 이 원인을 파악하기 위해서는 표층에서 저염분수로 인한 염분채널 생성조건 등에 대한 보다 심층적인 연구가 필요하다.

VII. 결 론

여름철 제주서부해역에 저염분수가 발생하였던 해의 해양자료를 이용하여 저염분수로 인한 음속변화와 음파전달 특성을 연구하였으며, 그로 인해 발생되는 음파채널의 특징과 그 현황을 파악하였다. 30년간 제주 서부해역의 세 정점에서 측정한 자료를 평균하여 분석한 결과, 일반적으로 제주 서부해역의 저염분수의 발생은 표층에서의 음속을 크게 감소시켜 음파채널을 발생시킬 수 있다는 점을 확인하였으며 2010년 8월 1일에 발생한 저염분 수괴의 중심에서도 음파채널이 형성 되었음을 확인하였다. 음선의 임계각을 구하여 분석한 결과 저염분수로 인해 표층채널이 형성되는 염분채널의 경우가 일반 정수 채널이 형성되는 경우에 비해 채널이 더욱 강하게 형성되어 음선 임계각이 크게 나타났다. 그러나 저염분수가 출현하는 모든 경우에 염분채널이 발생하는 것은 아니며, 저염분 분포와 수온 분포의 상호작용에 의해 음속 기울기가 양(+)의 값을 갖는 경우에 한한다.

30년 동안 취득된 자료를 통해 저염분수로 인한 음파채널 형성의 현황을 분석한 결과 제주 서부해역에서 염분채널은 각 정점 별로 5회이상 발생한 것으로 나타났다. 그러나 취득된 데이터는 물리적 특성과 이동경로가 시공간적 변화를 갖는 저염분수를 충분히 파악하기에는 부족한 면이 있다. 그러므로 분석된 결과보다 더 많은 염분채널이 발생했을 가능성이 있다고 판단된다.

여름철 제주 서부해역은 주로 수심 약 10 m 이내에서 표층채널이 형성되므로 이 해역에서 HMS(Hull Mounted SONAR) 등을 운용할 때 발생할 수 있는 음파전달의 변화와 염분채널을 이용한 통신 그리고 채널 내 염분의 역산 등의 연구를 더 진행할 필요가 있다.