Since 19th century industrialization, rapid global warming has been known to cause abnormal weather conditions. In order to continuously and accurately observe climate change, Antarctica and its vicinity, where human direct impacts are least, are the proper places to study. In this dissertation, we investigate the time series data of the ocean and atmosphere surrounding the Antarctic continent (sea surface temperature (SST), sea ice extent (SIE), sea level pressure (SLP), and meridional wind speed (MWS)), where the Antarctic circumpolar wave (ACW) appears and we verify the characteristics and existence of the phenomenon. First, we use the Empirical Orthogonal Function (EOF) analysis to obtain modes or patterns that can best represent the variance of data by decomposing the time-space data of the SST and SLP into functions of space and time, and reproduce the approximate spatiotemporal data according to a wave number of the pattern in order to examine a trace of the ACW. The ACW appeared strongly only from the early 1900s to the 1998, and thereafter it does not show a clear pattern, and it is confirmed that it exists only locally. Secondly, since the EOF method has limitations in revealing the existence of ACW, its wave propagation, which is the most important feature of the ACW, is analyzed by using symbol transfer entropy. As a result, it is observed that the information transmission to the east is biased only in the SST and SIE data. Instead, in the case of four variables, we confirm that the information flow eastward or westward is shown remarkably near the vicinity of East Pacific where an effect of El Nino Southern Oscillation (ENSO) comes directly. In conclusion, along with the results of the ENSO index and EOF analysis, the circumpolar nature of the ACW seems to be influenced by the Antarctic circumpolar current, and the global impact of ENSO is also found in the analysis of the information flow which is considered to be one of the methods to grasp the dynamical structure of complex system.
19세기 산업화 이후 급속한 지구온난화로 기후의 이상 변화가 발생할 것으로 알려져 있다. 기후 변화를 지속적이고 정확하게 관측하기 위해서, 인간의 직접적인 영향이 가장 적은 곳인 남극대륙과 그 일대는 연구하기 적합한 장소이다. 이 논문에서는 남극대륙을 감싸고 있는 해양과 대기의 인공위성 시계열 데이터(해수면 온도, 해빙의 규모, 해발 기압, 자오선방향의 바람 속력)를 분석하여 그 일대에서 발생하는 것으로 알려진 남극 순환 파동의 특성과 실존 여부를 파악한다. 첫째로 경험적 직교함수 분석법을 이용하여 해수면 온도와 기압의 시공간데이터를 공간과 시간의 함수로 분해하여 전체 분산을 대표할 수 있는 모드 또는 패턴을 구하고, 패턴이 가지는 파수에 따라서 근사치의 시공간 데이터를 재생산하여 파동의 자취를 확인한다. 남극 순환파동은 1900년대 초부터 1998년도까지만 강하게 나타났으며 그 후로는 뚜렷한 패턴을 보이지 못하고 국소적으로만 존재함을 확인한다. 둘째로, 남극 순환 파동을 경험적 직교함수로 그 존재여부를 판단하기 부족한 까닭에, 남극 순환 파도의 가장 큰 특징인 파동의 동향 전파 현상을 기호 전송 엔트로피를 이용하여 분석한다. 그 결과, 해수면 온도와 해빙의 규모 데이터에서만 동향으로의 정보 전송이 편향적으로 발생함을 관찰된다. 반면, 기압과 바람속력의 경우에는 편향적인 정보의 흐름을 발견되지 않는다. 대신 4가지 변수의 경우에서 모두, 엘니뇨의 영향력이 직접적으로 미치는 동태평양부근의 해역에서 동쪽 또는 서쪽으로의 정보흐름이 강하게 나타남을 확인한다. 결론적으로 엘니뇨 지수와 경험적 직교함수 분석의 결과와 더불어, 남극 순환 파동의 순환적 본질은 남극환류의 영향으로 사료되며 엘니뇨의 전지구적 영향력은 정보흐름의 분석에서도 나타남을 알 수 있기에 전송 엔트로피는 복잡계의 역학구조를 파악하는데 방법 중 하나일 것으로 판단된다.
