03 03 03 03

[칡 흰]

10년이 더 지난 지금도 헛소리를 하는 사람....


조중동 알바인지도 모를 인간이 있기에 다시 강조한다.


ㅎ 세상에는 이상한 인간이 많다는 생각을 가끔 하게 된다.

후쿠시마 앞바다에서 태평양으로 방출된 137 Cs 의 장기 분산에 대한 모델 시뮬레이션




Erik Behrens 1 , Franziska U Schwarzkopf 1 , Joke F Lübbecke 2 및 Claus W Böning 1
2012년 7월 9일 발행 • © 2012 IOP Publishing Ltd 환경 연구 서신 , 7권 , 3호
인용 Erik Behrens et al 2012 Environ. 결의안. 레트 사람. 7 034004
DOI 10.1088/1748-9326/7/3/034004
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/7/3/034004
Model simulations on the long-term dispersal of 137Cs released into the Pacific Ocean off Fukushima - IOPscience
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Abstract

2:44
http://iopscience.iop.org/1748-9326/7/3/http://iopscience.iop.org/1748-9326/7/3/
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Erik Behrens 외 2012 Environ. Res.Lett. 7 034004 http://iopscience.iop.org/1748-


9326/7/3/034004/article 우리의 연구는 2011년 3월 일본을 강타한 재앙적인 지진과 그에 따른 쓰나미의 결과 중 하나를 다룹니다.
후쿠시마 다이이치 원자력 발전소의 폭발과 용해로 인해 세슘-137과 같은 장수명 동위원소를 포함한 다량의 방사성 물질이 환경으로 방출되었습니다.
재해 발생 후 몇 주 동안 대기 퇴적과 냉각수 직접 배출을 통해 오염된 물이 태평양으로 유입되었습니다.
본 연구에서 우리는 수치 모델 실험을 사용하여 태평양에 있는 이들 해역의 장기적인 운명을 조사합니다.
이 모델은 매우 높은 해상도로 해류를 시뮬레이션합니다.
따라서 이는 쿠로시오 강을 따라 흐르는 강렬한 소용돌이 흐름의 대부분을 포착합니다.
해류에 의한 오염수의 분산을 시뮬레이션하기 위해 우리는 반감기가 30년인 염료처럼 행동하는 이상적인 추적자를 사용하여 후쿠시마 연안 해역에 주입했습니다.
우리는 우리의 접근 방식이 물리적 확산에만 국한되어 있으며, 가라앉는 유기물에 동위원소가 부착되는 것과 같은 생물학적 영향을 고려하지 않는다는 점을 강조하고 싶습니다.
우리 모델은 해양 데이터를 동화하지 않으므로 방출 당시 지역 해류의 실제 상태를 설명하지 않습니다.
그러나 초기 상태는 2~3년 후에 추적자가 확산되는 데 그다지 중요하지 않은 것으로 나타났습니다.
다음 애니메이션은 바다 표면에 염료가 퍼지는 모습을 보여줍니다.
색상은 주입 기간이 끝날 때 후쿠시마 해안 지역의 초기 농도를 기준으로 추적자의 농도를 나타냅니다.
추적자는 방출 후 첫 주 이내에 고에너지 쿠로시오 영역을 침범하고 이 지역의 흐름장을 지배하는 소용돌이로 인해 자오선 방향으로 퍼지기 시작합니다.
1년이 지나면 최대 농도는 두 자릿수로 희석되어 이미 날짜 변경선을 넘어 동쪽으로 더 나아가고 있습니다.
추적 구름의 남쪽 가장자리는 약 2년 후에 하와이 섬에 도달하는 반면, 북쪽 가장자리는 베링해로 들어가기 시작했습니다.
한편,
일본 부근에서는 주 구름이 북쪽과 남쪽으로 분리되는 쿠로시오를 통해 오염도가 낮은 물로 대체되면서 농도가 크게 떨어지고 있습니다.
4년이 지나면 최대 농도가 3배 정도 감소하고 북태평양 전체가 일정량의 추적자로 채워집니다.
약 5~6년 후 최고 농도가 북미 해안에 도달하면 4배 정도 희석됩니다.
이제부터 농도 수준은 유역 전체에 걸쳐 균질화되는 경향이 있습니다.


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수평 메쉬 크기가 0.5°, 0.25° 및 0.1°인 일련의 전 지구 해양 순환 모델을 사용하여 천천히 부패하는 추적자의 중규모 소용돌이와 해류에 의한 장기 분산을 추정합니다(반감기 30년, 후쿠시마 다이이치 원자력 발전소 인근 해역에서 채취한 137Cs 와 비슷합니다 . 추적자는 몇 주에 걸쳐 연안 해역에 지속적으로 주입되었습니다. 이후 태평양에서의 확산과 희석은 10년 동안 시뮬레이션되었습니다. 시뮬레이션에는 데이터 동화가 포함되어 있지 않으므로 2011년 3월~4월에 피해를 입은 식물에서 고도로 오염된 물이 방출되는 동안 지역 해류의 실제 상태를 설명하지 않습니다. 초기 해류 분포가 다른 앙상블은 처음 몇 달 동안 진화하는 추적자 패턴의 중요성은 중요하지만 2~3년 후 대규모 추적자 분포에는 사소한 관련성을 시사합니다. 그때까지 추적 구름은 25°N에서 55°N 사이의 북서 태평양과 중앙 북태평양에 걸쳐 400m 이상의 깊이까지 침투하여 농도가 급속히 희석되었습니다. 희석률은 다음 해에 감소하는 반면, 주 추적자 패치는 태평양을 건너 동쪽으로 전파되어 약 5~6년 후에 북미 연안 해역에 도달합니다. 후쿠시마 사고 후 첫 주 동안 순 137Cs 입력 에 대해 10PBq의 값을 잠정적으로 가정하면 , 시뮬레이션은 최대 방사능 값이 처음 2년 동안 약 10Bqm −3 으로 급속히 희석 된 후 점진적인 감소를 제안합니다. 향후 4~7년에 걸쳐 1~2 Bq m −3 로 증가할 것입니다. 그러면 총 최고 방사능 수준은 여전히 ​​후쿠시마 이전 값의 약 두 배일 것입니다.
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1. 소개


2011년 3월 11일 일본 동해안을 강타한 규모 9.0의 도호쿠 지진과 그에 따른 쓰나미로 인해 후쿠시마 원자력 발전소(NPP)가 심각한 피해를 입었고 방사성 물질이 대기와 해양으로 방출되었습니다(Buesseler et al . al 2011 ). 사고 발생 후 몇 주 동안 도쿄전력(TEPCO)과 일본 기술부(MEXT)가 NPP에서 수집한 해수 샘플에서는 해안 30km까지 극도로 높은 수준의 방사능이 검출되었습니다(후쿠시마 원자력 사고 업데이트). 국제원자력기구( www.iaea.org/newscenter/news )의 기록. 공장에서 배출되는 방사성 동위원소에는 131I (반감기 8일)와 같은 단수명 동위원소와 137Cs(반감기 30년)와 같은 장수명 동위원소가 모두 포함됩니다. 이러한 수명이 긴 동위원소 중 일부는 입자와 연관되어 있으며(Dieze 및 Kriest( 2011 )의 검토) 먹이 사슬에 축적되며(IAEA 2004 및 Schiermeier 2011 ), 해당 지역의 해양 생물에 대한 결과는 아직 알려지지 않았습니다(Garnier -Laplace et al 2011 ). 137 Cs 입력 의 상당 부분은 빠른 해안 해류( http://sirocco.omp.obs-mip.fr/outils/Symphonie/Produits/Japan/SymphoniePreviJapan.htm )에 의해 운반될 것으로 예상됩니다. 더 넓은 지역에 분산되어 있습니다.
1950~60년대 핵무기 실험과 1986년 체르노빌 재해로 인한 방사능 낙진에 대한 이전 연구에서는 137C 가 해수에서 '보수적' 용해성 추적자처럼 거동한다고 제안했습니다(Buesseler et al 1990 , Buesseler 1991 , Buesseler et al 2011 ), 10년 단위의 분포는 주로 물리적 운송 과정에 의해 좌우됩니다(Bowen et al 1980 , Staneva et al 1999 , Tsumune et al 2003 ). 해류에 의한 분산은 1970년대 북태평양 표층수에서 관찰된 137 Cs 농도의 분포를 결정하는 주요 메커니즘으로 확인되었습니다. 재구성 결과 낙진은 서부 분지에 집중된 것으로 나타났지만(Folsom 1980 ), 북아메리카 서해안의 동부 분지에서 발생했습니다. 1970년대 관측된 137 Cs 분포 의 특성은 해양 모델 시뮬레이션에 의해 광범위하게 포착되었으며, 이는 다량의 137 Cs 낙진이 10년 내에 서부 태평양에서 동부 북태평양으로 이류했음이 틀림없다는 것을 확인시켜 줍니다(Tsumune et al 2003 ).
해양학적인 관점에서 볼 때, 1960년대의 무기 실험 낙진과 최근 일본 앞바다의 인공 방사성 핵종 방출 사이의 주요 차이점은 입력의 공간적, 시간적 특성입니다. 데이터 분석에 따르면 피해를 입은 발전소의 최대 해양 방출량은 4월 초에 나타났으며 이후 몇 주 동안 1,000배로 급격히 감소했습니다(Buesseler et al 2011 ). 오염된 지하수와 하천 배출로 인한 지속적인 방사능 방출이 몇 달에 걸쳐 연안 해역의 농도를 높이는 데 기여했지만( http://ajw.asahi.com/article/0311disaster/fukushima/AJ201111250019 ), 첫 번째 근사치는 다음과 같습니다. 직접적인 해양 유출의 상당 부분이 해안 근처 지역으로의 단기 펄스로 발생했다고 가정했습니다. 2011년 3월 12일부터 4월 30일까지 해양에 직접 방출된 137Cs 의 총량은 4PBq로 추정되었으며(Kawamura et al 2011 ), 대기 낙진에 대해 비슷한 규모(5PBq)의 추가 퇴적물이 추가되었습니다. 원전 폭발 후 첫날 동안 북서태평양의 더 넓은 지역. 다른 연구에서는 현재 추정된 방출 속도의 상당한 불확실성을 반영하여 더 높은 대기 퇴적 값(예: 36.6 PBq, Stohl et al 2012 )을 제안했습니다(Chino et al 2011 ). 초기 해양 확산에 대한 예비 평가는 운영 모델링 노력( http://sirocco.omp.obs-mip.fr/outils/Symphonie/Produits/Japan/SymphoniePreviJapan.htm )과 사후 시뮬레이션을 통해 제공되었습니다. 수치 시뮬레이션은 대륙붕 위의 강렬한 변동 전류와 조석 운동에 의해 직접적인 해양 배출과 해안 근처 대기 퇴적물이 빠르게 분산되고 대륙붕 너머로 빠르게 확장되는 높은 추적자 농도의 줄무늬를 제안했습니다. 결합된 물리-생지화학적 해양 모델을 사용한 시뮬레이션은 초기 분산의 두 단계, 즉 첫 주 동안 대륙붕에 축적되고 이어서 약 1~2개월 후에 외해로의 유출이 증가하는 두 단계를 광범위하게 나타냅니다(Dietze 및 Kriest 2012 ). 실제 경로는 초기 해양 상태와 관련되어 있지만, 그들의 실험에서는 외해로의 순 수출에 대한 민감도가 상대적으로 적다는 것을 보여주었습니다. 즉, 다음 달에 걸쳐 추적 패치의 필수 특성에서 다소 견고한 순 진화가 나타났습니다.
이러한 발견을 토대로, 중규모 소용돌이를 다양하게 표현하는 일련의 전지구 해양 순환 모델이 여기에서 사용되어 수년에서 10년까지의 시간 규모에 따른 장수명 방사성 핵종의 문제를 해결합니다. 태평양.


2. 방법


2.1. 해양 순환 모델
모델 시뮬레이션은 Drakkar 프레임워크(The DRAKKAR Group 2007 )에서 개발된 구성을 활용하는 NEMO(Madec 2008 )를 기반으로 합니다 . 모델 구성은 주로 수평 해상도(명목적으로 0.5°, 0.25° 및 0.1°)에서 다릅니다. 후자는 북태평양에 대해 0.1° 메시가 있는 '양방향 중첩' 접근 방식(Debreu et al 2008 )으로 실현됩니다. 전 세계 해양에 대해 0.5° 메시에 포함되어 있음) 추적자 분산에 대한 중규모 맴돌이 변동성의 영향을 탐색할 수 있습니다. 중위도(30°-40°N) 북태평양의 일반적인 맴돌이 규모는 약 100km입니다. (Chelton et al 2007 ); 이러한 스케일은 0.25° 및 0.1° 구성에 따라 서로 다른 각도로 분해됩니다(북태평양의 메쉬 크기는 각각 ~22km 및 ~9km입니다). 그것들은 와류의 효과가 경압 불안정성 증가와 관련된 혼합 계수를 갖는 GM-계획(Gent and McWilliams 1990 에 따름)에 의해 매개변수화되는 0.5°-모델(~45km)에서는 해결되지 않습니다(Treguirer et al 1997 ) 그러나 1000m 2 s −1 로 제한됩니다 . 모든 모델 구성은 46개의 수직 레벨을 사용합니다. 층 두께는 깊이에 따라 증가합니다. 난류 수직 혼합은 TKE 방식으로 시뮬레이션됩니다(Madec et al 1998 ).
모델 실험은 World Ocean Atlas의 기후학적 온도( T )와 염도( S ) 필드로 초기화되었습니다(Levitus 1998 ). 강제력은 1948~2007년 기간을 대상 으로 Large and Yeager( 2009 )가 개발한 대기 재분석 결과('CORE' 강제력)를 기반으로 합니다. 미래의 대기 조건은 알 수 없기 때문에 추적자 분포를 시뮬레이션하는 강제력은 CORE 강제력의 지난 10년을 기반으로 합니다.


2.2. 트레이서 시뮬레이션
137 C가 본질적으로 '보존적' 추적자 또는 '염료'로 행동한다고 ​​가정하면 , 그 확산은 주로 이류 및 확산 과정에 의해 결정됩니다(Bowen et al 1980 , Buesseler et al 2011 ). 추적자 시뮬레이션은 에 사용된 것과 동일한 진화 방정식을 따릅니다. T 와 S. _ 따라서 시뮬레이션은 생물학적 생산성이 높은 지역에서 137 Cs의 축적으로 이어질 수 있는 생물학적 과정의 가능한 효과를 무시하고 가라앉는 입자에 대한 부착으로 인해 수직 추적자 분포에 잠재적으로 영향을 미칠 수 있습니다(Dieze 및 Kriest( 2011 )의 논의 참조). 방사성 붕괴(반감기 30년)를 고려합니다.
여기에 사용된 유역 규모 모델은 초기 분산 과정을 적절하게 포착할 수 없기 때문에 추적자 배출은 0.5° 모델의 메쉬 크기에 해당하는 너비로 해안 근처 지역에 고르게 분포되었습니다. 추적자 주입 영역의 선반을 따라 범위의 영향은 방출 영역의 크기를 변경하면서 일련의 10년 감도 실행에서 테스트되었지만 장기적인 추적자 분포에는 상대적으로 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다. 주요 모델 통합을 위해 대륙붕을 따라 3개의 0.5° 그리드 셀로 구성된(또는 이에 상응하는) 다소 큰 입력 영역이 선택되어 일본 북동부에서 약 150km × 45km 의 범위가 생성되었습니다 . 이 크기로 인해 후쿠시마 인근 지역의 일부 대기 퇴적을 설명할 수도 있습니다(Stohl et al 2012 , Kawamura et al 2011 ). 입력 영역의 크기는 고해상도 모델에서 동일하게 유지되었습니다.
표면층의 추적자 방출은 가용 강제 기간(이후 시간 0이라고 함)의 마지막 해 중 하나인 3월 중순에 시작되었습니다. 연도 선택, 즉 입력 영역에서 전류 및 와류의 초기 분포 효과가 일련의 감도 실험에서 조사되었습니다(아래 섹션 참조). (정확하게 알려지지 않은) 방전 이력의 관련성을 평가하기 위해 14일과 54일(0.5° 및 0.25° 시뮬레이션에서)의 일정한 추적 자속을 갖는 주입 펄스가 고려됩니다. 초기 추적자 분포와 총 추적자 재고에 영향을 주지만, 통합 2~3년 후에 얻은 공간 추적자 분포에 대해서는 선택이 그다지 중요하지 않았습니다(그림 6 및 A.3 참조 ). 주요 실험 세트에서는 방전 기간을 54일로 선택했습니다.
다양한 모델 사례의 직접적인 상호 비교를 용이하게 하기 위해(그리고 후쿠시마 배출에 대한 정량적 지식이 부족한 점을 설명하기 위해) 북태평양에서 후속 표면 추적자 확산 및 희석을 여기에서 상대 표면 농도 측면에서 논의할 것입니다. , 다음과 같이 정의됩니다. 각 시뮬레이션에 대해 주입 기간이 끝날 때 표면층에서 얻은 추적자 농도는 해안 근처 지역 141°–141.5°E, 37°–37.75°N에 대해 평균화됩니다(즉, 대략 사고 후 첫 주 동안 관측이 가능한 지역( www.iaea.org/newscenter/news/2011/fukushimafull.html )은 참조 값(1 추적 장치)으로 간주됩니다. 이후의 추적자 농도는 해당 농도와 관련하여 제공됩니다. 대안적인 접근 방식으로 주입 기간이 끝날 때의 총 추적자 재고를 기준 값으로 사용했습니다. 이러한 방식으로 정의된 상대 농도는 해당 해양 입력에 숫자를 할당하여 절대값으로 변환될 수 있습니다. 여기에서는 2011년 3월~4월 후쿠시마 부근의 총 해양 137Cs 퇴적에 대해 잠정적으로 선택된 숫자 10PBq를 사용하여 전 세계 태평양에서 예상될 수 있는 절대 137Cs 오염의 1차 추정치를 제공합니다. 다음 10년.


3. 결과 및 논의


3.1. 모델 평가
3차원 추적자 확산을 관장하는 주요 과정은 겨울철 대류 단계 중 수직 난류 혼합과 관련된 대규모 수평 흐름과 중규모 맴돌이 장입니다(그림 1 ). 일본 대륙 경사면에서 분리된 후 쿠로시오의 평균 속도는 와류 모델 시뮬레이션에서 대략 유사합니다( 0.1° 경우에서 120–170 cm s −1 , 0.25° 경우에서 120–150 cm s −1 ), 관찰 결과(Imawaki et al 2004 , Rio and Hernandez 2004 , Niiler et al 2003 )와 비교하면 유리합니다. 최대 전류 속도는 0.5°의 경우 더 약합니다(~100 cm s -1 ). 모델 해상도의 영향은 해수면 높이(SSH)의 가변성에 반영된 것처럼 와류 강도에서도 나타납니다. AVISO가 배포한 위성 고도계 제품과의 비교(그림 2 )는 SSH 분산의 관찰된 주요 분포와 광범위하게 일치하는 와류 시뮬레이션을 보여줍니다. Kuroshio Extension을 따라 최대(0.15~0.2m 2 )는 동쪽 방향으로 점차 희미해지며 북태평양 동부 중위도 지역의 값은 매우 낮습니다. 구역 의존성은 0.1° 시뮬레이션(그림 2 (c))에서 가장 밀접하게 표현되는 반면, 해상도를 거칠게 하면 먼저 동쪽 침투의 부족(0.25° 경우, 그림 2 (b))이 발생하고 그 다음에는 거의 완전한 분산 부족(0.5°의 경우, 그림 2 (a)).

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그림 1. 추적자 주입 기간 말(0년 모델 4월 말)에 촬영된 고해상도(0.1°) 모델 필드의 스냅샷: 음영은 표면 혼합층의 두께(m)를 나타냅니다. 등고선은 국부 흐름선으로 표시된 표면 속도 장을 보여줍니다.
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그림 2. (a) 0.5° 모델, (b) 0.25° 모델, (c) 0.1° 모델로부터 1998~2007년 동안의 해수면 높이 변화(m 2 단위 , 등고선은 0.02 m 2 간격을 나타냄) , (d) 위성 고도계 데이터(AVISO) 및 (e) Kuroshio 확장 축을 따른 비교(자오선 평균 32°N에서 40°N 사이), AVISO 데이터(검은색), 0.5°(빨간색) , 0.25°(녹색) 및 0.1°(파란색) 모델 시뮬레이션.
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3.2. 초기 추적자 확산
방출 후 처음 몇 주와 몇 달 동안 추적자 확산은 쿠로시오의 북쪽 가장자리를 가로지르는 개별 해류와 소용돌이의 분포에 의해 좌우되며, 높은 추적자 농도의 길쭉한 줄무늬를 생성합니다(그림 3 및 A.1 ). Kuroshio 축 남쪽의 낮은 농도 값(~36°N)에서 알 수 있듯이 Kuroshio는 Buesseler et al ( 2012 )이 제공한 선박 기반 관측과 일치하여 추적자의 직접적인 남쪽 침투에 대한 장벽 역할을 합니다. 초기 줄무늬는 소용돌이의 누적 효과로 인해 몇 달(6~12개월) 후에 흐려지고, 그 결과 평균 동쪽 해류 시스템에 의해 북태평양 중앙으로 끌려가는 것처럼 보이는 확장된 추적 패치가 생성됩니다. 이러한 선호되는 동쪽 전파 외에도 일부 추적자 부분은 북동쪽으로 전파되어 ~3년 후에 베링해의 남쪽 부분에 도달합니다(그림 4 (b)). 또 다른 부분은 쿠로시오의 차단 효과가 약해지는 경도(~155°E 동쪽)에 도달한 후 쿠로시오 남쪽의 고기압 재순환으로 끌려갑니다. ~7개월 후(그림 3 (c) 및 (d)) 최고 표면 농도는 배출 기간이 끝날 때 해안 상자 값의 1% 미만으로 희석됩니다.

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그림 3. 0.1° 모델 시뮬레이션의 첫 해 동안 상대 표면 추적자 농도의 순서; 등고선은 10 간격의 거듭제곱을 표시합니다.
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그림 4. 0.1° 모델 시뮬레이션에서 상대 표면 추적자 농도의 10년 변화; (d)의 상자는 그림 7 에서 시간적 진화가 계산되는 영역을 나타냅니다 . 등고선은 10 간격의 거듭제곱을 표시합니다.
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방류 기간 동안과 그 이후의 국지적 해양 상태의 중요성을 평가하기 위해, 서로 다른 초기 상태, 즉 임의로 선택한 다른 두 연도의 3월 중순 조건을 갖는 두 개의 0.25° 사례에 대해 0.25° 기준 실험을 반복했습니다. 세 가지 경우에 대한 상대 표면 농도의 시간적 순서가 그림 A.1 에 나와 있습니다 . 이는 주입 후 첫 달 동안 확산되는 추적자에 대한 초기 전류 분포의 중요성을 확인하지만 장기적인 추적자에 대해 희미해지는 관련성을 나타냅니다. 진화. 모든 경우에, 전체 추적자 재고의 대부분은 2~3년 내에 서쪽 경계 지역(30°~45°N, 140°~160°E)에서 밀려나갑니다(그림 A.2 ). 다양한 민감도 시뮬레이션 에서 북태평양의 특정 선택된 지역(0.1° 모델 시뮬레이션에 대해 논의한 바와 같이, 예를 들어 그림 7 )에 대한 최고 농도는 1년 기간 내에 발생하며 동일한 크기를 갖습니다.


3.3. 10년 추적자 확산
다음 몇 년간 추적자 분포의 후속 진화는 평균 전류와 맴돌이의 결합된 효과를 보여줍니다(그림 4 ). 1년 후 주요 추적 패치는 이미 날짜 변경선 너머로 확장되었으며 앞 가장자리는 33°N 및 45°N 근처에 있으며, 이는 분명히 동경 160°E 주변에 Shatsky Rise의 동쪽으로 나타나는 Kuroshio Extension 시스템의 다른 가지와 연관되어 있는 것 같습니다( 참조: Niiler et al 2003 ). 측면 소용돌이 혼합과 수직 혼합(아래 참조)으로 인한 추적자 분산은 최대 표면 농도가 ~500배 희석되고 넓은 구름(상대 표면 농도가 5 x 10 -4 -5 x) 으로 이어졌습니다. 10 −3 )은 이미 27°N에서 50°N 사이의 서태평양 분지의 상당 부분을 차지하고 있습니다. 그 후 몇 년 동안 추적 구름은 동쪽으로 향하는 중앙 부분에 최대 농도로 지속적으로 측면으로 확장됩니다. 북부 부분이 점차 베링해로 침범하는 동안, 주요 추적 패치는 5~6년 후에 북미 연안 해역에 도달하며 최대 상대 농도(> 1 × 10 −4 )는 베링해와 베링해 사이의 넓은 범위를 덮습니다. 밴쿠버 아일랜드와 바하 캘리포니아. 동시에 추적 구름의 남쪽 가장자리 일부가 북적도 해류(NEC)에 동반되어 하와이 군도의 북쪽 해안을 덮는 약 20°N의 서쪽으로 확장되는 쐐기 모양을 만듭니다. 10년 후에 농도는 전체 태평양에 걸쳐 거의 균질해지며 동쪽에서 더 높은 값을 가지며 Baja California에서 최대(~1 × 10 -4 ) 까지 북미 해안을 따라 확장됩니다 . 추적 구름의 남쪽 부분은 NEC에 의해 아열대 태평양을 가로질러 서쪽으로 운반되어 쿠로시오 체제에서 다시 농도가 증가하게 됩니다.
추적자의 수직 침투는 겨울철 냉각 기간 동안 북서태평양의 쿠로시오를 따라 발생하는 O(200m) 깊이의 대류와 관련된 활발한 혼합 과정에 의해 강하게 지배되는 것으로 보입니다(Suga et al 2004 ). 추적자 방출은 겨울이 끝날 때 가장 깊은 표면 혼합층 기간 근처 또는 직후에 발생했기 때문에(그림 1 ), 시뮬레이션은 추적자가 이미 첫 주에 물기둥의 상부 500m로 빠르게 침투했음을 시사합니다. 주입 중 및 주입 후(그림 5 ). 따라서 수직 혼합 효과는 첫 번째와 두 번째 해 동안 전체 추적자 희석의 주요 요인으로 나타납니다. 즉, 추적자의 상당 부분이 깊은 겨울 혼합이 일어나는 지역에 남아 있는 한입니다.

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그림 5. (a) 0.1° 시뮬레이션에서 북태평양에 수평으로 적분된 상대 수직 추적자 분포(m -1 단위)의 시간적 변화, 등고선은 2.5 × 10 -4 간격을 표시합니다. (b) 15일(검은색), 90일(빨간색), 2년(녹색), 5년(파란색) 및 10년(연한 파란색) 후 (a)의 수직 프로필.
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측면 추적자 분산에 대한 명시적으로 해결된 중규모 소용돌이의 효과는 그림 6 에 설명되어 있으며 , 다양한 모델 사례에 대해 5년 후 상위 1000m(수직 적분)에 대한 상대 추적자 농도를 보여줍니다. 주 추적 패치의 평균 동쪽 확산은 모든 모델 버전의 강력한 특징으로 나타나지만 분산 특성에는 약간의 차이가 있습니다. 0.5° 시뮬레이션에서 구름은 가장 촘촘하고 최고 농도를 유지했습니다. '소용돌이' 실험에서 추적자는 특히 0.5° 경우에 비해 서쪽과 동쪽 경계 근처의 농도가 크게 향상되는 구역 방향에서 더욱 효과적으로 분산되었습니다. 0.25° 경우의 최고 농도는 크기가 더 작아지고 0.1° 경우에는 약간 더 감소합니다. 해결 효과에 비해 출시 기간의 변화(14일 대 54일)는 수평 분포에서 무시할 만큼 중요합니다.

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그림 6. (a)에 대한 5년 후 상위 1000m의 추적자 농도에 대한 모델 분해능 및 방출 기간의 영향(m −2 단위 , 수직 적분, 상위 1000m의 추적자 재고량, 영역 표준화) 0.5°-시뮬레이션(14일 릴리스 기간), (b) 0.25°-시뮬레이션(14일 릴리스 기간), (c) 0.25°-시뮬레이션(54일 릴리스 기간), (d) 0.1°-시뮬레이션(54일 릴리스) 기간); 등고선은 10 간격의 거듭제곱을 표시합니다.
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분산 효과의 정량적 측정으로서 각 시뮬레이션에 대한 상대 농도의 피크 값의 시간적 변화(그림 A.3 )를 비교했습니다. 이러한 결과는 전체 적분 기간 동안 거친 0.5° 케이스에 대해 훨씬 더 높은 피크 농도를 보여 주며, 이는 에디 매개변수화에 의한 측면 혼합이 과소평가되었음을 나타냅니다. 고해상도 모델 간의 차이는 비교적 작습니다.
북태평양 전역에 걸쳐 선택된 여러 지역에 대한 0.1° 시뮬레이션에서 피크 추적자 농도의 시간적 변화가 그림 7 에 나와 있습니다(면적 정의는 그림 4 (d) 참조) . 이 분석을 위해, 사고 후 첫 주 동안 총 137 Cs 증착에 대한 잠정 선택(10 PBq)을 사용하여 방전 기간이 끝날 때 전체 모델 목록을 보정하여 상대 추적자 농도를 절대 방사능 값으로 변환했습니다 ( Kawamura et al 2011 ). 그런 다음 시뮬레이션의 추정된 방사능 값은 예를 들어 후쿠시마 이전 '배경' 방사능 수준, 즉 1960년대 이전 핵무기 실험의 잔재와 1986년 체르노빌 재해 수준, 약 ~1-1 수준과 비교될 수 ​​있습니다. 2 Bq m −3 (예: Buesseler et al 2011 , Hirose and Aoyama 2003 , http://www.whoi.edu/page.do?pid=83397&tid=3622&cid=94989 참조 ).

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그림 7. 총 입력이 10 PBq라고 가정할 때 0.1° 모델 시뮬레이션의 절대 피크 농도(Bq m -3 로그 단위, 회색 음영)와 개별 영역 내(그림 4 (d) 참조)의 시간적 변화. 137Cs . 지역: 서태평양(I, 검은색), 북미(II, 녹색), 하와이 제도(III, 연한 파란색), 바하 캘리포니아(IV, 파란색), 알류샨 열도(V, 빨간색). 삽입된 그림은 선형 척도에서 2 Bq m −3 (후쿠시마 이전 값) 미만 수준의 그림 부분을 확대한 것입니다 .
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이러한 방식으로 얻은 방전 기간 말기의 피크 농도는 2–3 × 10 4 Bq m -3 입니다 . 이는 입력 지역 내 약 9km × 9km의 해안 상자에 대한 초기 지역 평균 농도를 나타내며 공개적으로 이용 가능한 2011년 4월의 (희박한) 해양 측정치와 대체로 일치합니다(예: Buesseler et al 2011 참조 ). 최고 추적자 농도는 북태평양 서부의 활발한 소용돌이 분산과 수직 혼합의 결합 효과를 반영하여 첫 해 동안 3배 이상 빠르게 감소합니다. 추적구름의 핵이 북태평양 중부 및 동부로 이류되면 희석 속도는 훨씬 더 점진적이 됩니다. 따라서 추가 방사능의 최고 농도를 후쿠시마 이전 배경 수준과 비교할 수 있는 값으로 낮추는 데 6~9년이 걸립니다(전체 값이 후쿠시마 이전 수준의 약 두 배임을 의미). 이 기간 동안 피크 추적자 값의 신호는 북미 대륙에 접근하여 약 5년 후에 해안 지역(지역 II)에 도달하며 배경 수준 외에 최대 값은 약 1.5 Bq m -3 입니다. 하와이(지역 III) 주변 해역에서는 훨씬 더 일찍(3~6년) 발생했으며 추가 방사능의 최고치는 ~2 Bq m −3 입니다 . Baja California(지역 IV)의 최고 값은 7년 후에 도달합니다(~1 Bq m −3 ). 알류트(V 지역) 주변의 농도는 직접적인 자오선 확산에 의해 약 2.5년 후에 더 일찍 증가하기 시작합니다. 가치 상승의 두 번째 기간은 북미 해안을 따라 사이클론 순환으로 오염된 물이 도착하면서 시작됩니다.


3.4. 주의사항
실제 137Cs 오염 측면에서 시뮬레이션된 '염료' 추적자를 해석하려면 최소한 세 가지 주요 가정과 이상화를 고려해야 합니다. (1) 시뮬레이션에는 2011년 봄 동안 일본 앞바다의 지역 해양 조건의 실제 상태를 추정하려는 시도가 포함되지 않았으며, Kawamura et al . al ( 2011 ): 이러한 초기화 없이(실제 및 미래 대기 강제력 조건에 대한 지식 없이) 시뮬레이션은 추적자 확산에 대한 결정론적인 설명(또는 예측)을 제공할 수 없습니다. 반면, Dietze와 Kriest( 2011 )가 보고하고 여기에서 수행된 것처럼 다양한 초기 조건을 가진 앙상블의 결과는 초기화의 영향이 처음 2~3년 후에 크게 사라질 것이라는 가정에 어느 정도 확신을 줍니다. (2) 추적자 주입의 구성은 주로 피해를 입은 발전소로부터의 직접적인 해양 주입을 포착하기 위해 설정되었지만, 서부 지역의 더 넓지만 정확하게 알려지지 않은 지역에서 발생한 대기 낙진을 다루려는 명시적인 시도는 이루어지지 않았습니다. 태평양(Stohl et al 2012 , Kawamura et al 2011 ); 그러나 지역 해양 주입 대신 비지역 입력 영역(150km × 45km)을 선택하면(주로 해결되지 않은 해안 근처 해류와 조수의 혼합 효과를 모방하기 위해) 후쿠시마 인근 대기 퇴적물의 일부. (3) 시뮬레이션은 생물학적 과정(예: 물리적 과정만 단독으로 수행하는 것보다 더 효과적인 수직 혼합에 기여할 수 있는 가라앉는 입자에 대한 접착)을 무시했습니다(Dietze 및 Kriest 2011 ).


4. 결론


태평양은 다양한 규모의 활발하고 변동하는 해류에 의해 휘저어지는 광활한 곳으로, 모두 피해를 입은 Dai-ichi NPP에서 국지적이고 이상적인 단기 배출로 인해 발생하는 오염된 해수를 효과적으로 희석하는 데 기여합니다. 본 연구의 목표는 일본 북동부 해안 근처 지역에 주입된 137 Cs 에 해당하는 추적자에 대해 10년 동안 희석 과정의 시공간적 진화에 대한 보다 명확한 관점을 제공하는 것입니다 . 해당 염료( 137 Cs 에 해당하는 반감기 )의 운명은 중규모 소용돌이 플럭스 표현이 다른 일련의 해양 순환 모델을 사용한 수많은 시뮬레이션을 통해 조사되었습니다. 다양한 이상화(방출 중 실제 해양 상태를 알 수 없음, 방출 지역을 알 수 없음, 생물학적 영향이 포함되지 않음, 섹션 3.4 참조 )에 주의를 기울여 다음과 같은 결론을 도출할 수 있습니다. (i) 에너지가 넘치는 쿠로시오 체제 근처의 신속한 수평 및 수직 분산으로 인한 희석은 처음 2년 동안 방사능 수준을 급격히 감소시키며, 지표 근처 최고 농도는 약 10 Bq m -3 값으로 감소합니다 . (총 투입량 10PBq 기준) 중위도 서태평양의 활발한 맴돌이 장과 관련된 강한 측면 분산은 비소용돌이(0.5°) 모델 버전에서 상당히 과소평가된 것으로 보입니다. (ii) 북태평양 중부 및 동부의 훨씬 덜 활동적인 지역을 향한 주 추적 구름의 동쪽 이류로 인해 후속 희석 속도가 크게 감소합니다. (iii) 추가 최고 방사능의 규모는 6~9년 후에 후쿠시마 이전 수준과 비슷한 값으로 낮아져야 합니다(즉, 총 최고 농도는 후쿠시마 이전 수준의 두 배 아래로 감소했을 것입니다). (iv) 그때까지 추적 구름은 거의 북태평양 전체에 걸쳐 있을 것이며, 북아메리카 해안의 최고 농도는 서태평양보다 한 자릿수 더 높습니다.


감사의 말


모델 통합은 HLRN(North-German Supercomputing Alliance)과 Kiel University의 컴퓨팅 센터에서 수행되었습니다. 모델 개발에 있어 DRAKKAR 그룹의 지원에 감사드립니다. 또한 NOAA 태평양 해양 환경 연구소 (www.ferret.noaa.gov) 에서 제공하는 분석 및 그래픽에 사용되는 무료로 제공되는 Ferret 프로그램의 개발자에게 감사드립니다 . 고도계 제품은 Ssalto/ Duacs 에서 생산되었으며 Cnes ( www.aviso.oceanobs.com/duacs/ ) 의 지원을 받아 Aviso 에서 배포되었습니다 .
부록:

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그림 A.1. 0.25° 모델 시뮬레이션에서 처음 2년 동안 상대적인 표면 추적자 농도의 순서는 추적자 출시 초기 연도에 따라 다릅니다. 등고선은 10 간격의 거듭제곱을 표시합니다.
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그림 A.2. 3개의 0.25° 모델 시뮬레이션 에서 서쪽 경계 지역(30°N ~ 45°N, 140°E ~ 160°E, 그림 A.1 에 표시된 상자 ) 외부 추적자의 총 비율(%), 초기 연도에 다름 추적기 릴리스의
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그림 A.3. 상부 1000m의 상대 추적자 농도에 대한 피크 값의 시간적 변화(단위: m −2 , 수직 적분, 상위 1000m의 추적자 목록 기준, 영역 표준화): 피크 농도는 6 × 10 − 11 및 5 × 10 −9 m −2 주입 기간 직후, 0.5° 시뮬레이션(빨간색)에서 가장 높았습니다. 이러한 값은 모델의 해상도와 관계없이 첫 해 동안 급격히 떨어집니다. 그런 다음 감소는 0.25°(검은색)와 0.1°(파란색) 시뮬레이션 사이나 릴리스 기간(녹색)이 다른 두 개의 0.25° 실험 간에 차이가 관찰되지 않는 소용돌이 시뮬레이션보다 거친 경우에서 더 빠르게 느려집니다. : 14일, 블랙 : 54일).
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▼ https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/7/3/034004

[칡 흰]

https://cafe.daum.net/nicotine02/bbpo/3

근데 발음 끝내준다 푸쿠시마 ㅋㅋㅋㅋ

[칡 흰]

아니 그냥 ㅎ
타당한 이유없이 성급한 자야말로
바보에 가장 근접했다는 걸 주장하고 싶어진다,
저 시뮬의 신뢰도는
1. 2.원전 발생지점에서 판가름이 나지 않을까 추측한다.
가장 먼저 발견한 일인이 명명을 하고 그대로 양키들이 올린 쿠로시오 해류는 두께가 약 1키로미터의 직진성 온도차 표층수 이동이다,
심층수와 계면에서 혼합하기 어려우며 초장거리 여행?을 한다,
북향을 할 것으로 상상했지만 하와이 군도 방향으로 먼저 확산한다,
저 시뮬은 1초 이내 연산이 가능하다,
아무리 방대한 자료의 입력을 요한다고는 하지만 연산에는 한계가 있다,
연산 능력은 거의 기상청 수퍼컴 수준이다,
비록 그러하나,
만약에,
주어진 초기값이 부정확하다면?
모든 결과값은 무용지물이 될 수도 있다는 사실이다.
다시 말해서,
전혀 엉뚱한 결과값을 읽게 될 수도 있다.
초기값이 불명확한 입력이며 최종값이 주어진 다시 말해서 한계를 미리 결정한 연산이라면,
진행할수록 결과값은 어느 한 점으로 수렴하게 된다.
아니 그냥 ㅎ
독일놈들은 그리 "믿을만한" 놈들이 아니라는 역사가 있기에.