APEC 기후센터 기후변화연구팀 7명의 연구원들일 2013년 6월 20일에서 21일에 제주특별자치도 제주대학교에서 개최되는 ‘한국기후변화학회 2013년도 하계 학술발표회’에 참석하고 연구 성과를 발표한다. 참석 연구원들은 기후변화, 수자원, 농업 응용분야 기후변화 과학, 기후변화 영향평가와 적응 관련 연구주제를 발표하고 관련 분야 전문가들과 토의를 할 예정이다.
 

발표 제목과 초록은 아래에서 확인할 수 있다.

1. 발표자: 김옥연 박사 (기후변화연구팀)

▶ 제목: Weather Characteristics change in a warming climate
▶ 초록:
The study was started from the idea that the possible change in the features of weather in the future should be considered as important as the mean climate change because the increasing risk of extremes is related to the variability on daily time scales. The weather characteristics can be represented by the climatological mean interdiurnal (day-to-day) variability (MIDV). This study first examined the phase five of the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5) coupled climate models’ capability to represent MIDV for the surface maximum and minimum temperature, surface wind speed and precipitation under the present climate condition. Based on the assessment, we chose three best models for projecting future change. We found that the future changes in MIDV are characterized by: (a) a marked reduction in surface maximum and minimum temperature over high latitudes during the cold season; (b) a stronger reduction in the surface minimum temperature than in the maximum temperature; (c) a reduction in surface wind speed over large parts of lands in Northern Hemisphere (NH) during NH spring; (d) a noticeable increase in precipitation in NH mid-high latitudes in NH spring and winter, and in particular over East Asia throughout most of the year. In most cases, the MIDV of temperature and surface wind speed is determined by the vigorousness of the synoptic systems. A reduction of MIDV indicates weakening of the disturbances while an increase means strengthening of the synoptic systems. For precipitation, increased (reduced) MIDV is normally associated with increased (decreased) mean precipitation. “West-gets-wetter” implies an increase of the mean precipitation in the ITCZ and summer monsoon regions; the increased mean precipitation in turn links to increased temporal variability (MIDV) of precipitation, which is the result obtained in this study.

2. 발표자: 전종안 박사 (기후변화연구팀)

▶ 제목: Estimation of water, energy, and CO2 fluxes according to Landcover Including Rice Paddy Fields
▶ 초록:
Carbon dioxide in the atmosphere has been predicted to increase in the future. Soil respiration has been known for one of the largest CO2 fluxes to the atmosphere. Rice is generally cultivated on rice paddy fields in the Korean Peninsula and its flooding conditions provide anaerobic systems below the soil surface. However, rice paddy ecosystems are not adequately represented in most Land Surface Models (LSMs). The objectives of this study were to couple LSM with a biogeochemistry model, and to estimate the land surface states and fluxes including evapotranspiration, soil moisture, run off, and CO2 from various landcovers including rice paddy fields in the Korean Peninsula, by applying the tool to the region. The LSM will provide soil temperatures and soil moistures at multiple depths below the soil surface. These soil variables will then be used to estimate CO2 transport by a biogeochemistry model. One km of the spatial resolution for this study will be selected considering rice paddy field sizes in Korea and one hour of the temporal resolution will be used for this study. These results from the coupled model will be evaluated against the energy, water, and carbon fluxes monitored by flux towers. We expect that the coupled model can be used to project the impacts of climate change scenarios on water resources and CO2 fluxes in the Korean Peninsula.

3. 발표자: 조재필 박사 (기후변화연구팀)

▶ 제목: Climate Change Impacts on Streamflow of Saemangeum Watershed
▶ 초록:
새만금 사업은 80년대 중반에 농업용지 조성을 목적으로 시작되어 2006년에 방조제 물막이 공사가 완료되었고 향후에 방수제 공사가 끝나는 2015년 이후에 새만금호의 담수화 여부를 결정하게 된다. 담수화 조건뿐만 아니라 시화호와 같은 해수유통 조건의 경우에 새만금호의 수질확보 및 농업용수로서의 활용을 위해서는 상류의 만경강과 동진강으로부터 유입되는 유량의 변화를 고려하여 새만금호 운영을 계획하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구는 2011년 발표된 새만금종합발전계획에서 제시하고 있는 1단계(2020년까지) 및 2단계(2021년 이후)기간을 포함하는 2011이후 30년 기간에 대하여 기후변화를 고려한 새만금호 유입유량을 산정하는데 있다. 본 연구에서는 상류 유역으로부터 새만금호로 유입되는 유역 유출량을 산정하기 위해서 미국 농무성에서 개발하여 전 세계적으로 보편적으로 사용되고 있는 SWAT모형을 사용하였고, 기후변화 시나리오는 기상청에서 4개 RCP(대표농도경로)에 대하여 강우, 기온, 바람, 습도의 변수에 대하여 제공하고 있는 12.5km의 국가 기후변화 시나리오를 사용하였다. 우선 새만금 인근 기상관측소의 과거 관측 자료와 동일기간 동안에 기상관측소 별 RCP시나리오 자료의 Thiessen 면적평균값과의 비교 분석을 수행하였다. 이후 통계학적인 방법을 활용하여 과거기간 동안에 변수 별 관측자료와 RCP자료와 차이를 이용하여 미래 기간에 대한 계통오차를 보정하였다. 끝으로 계통오차가 보정된 기후변화 시나리오를 새만금 유역에 대하여 보·검정된 SWAT모형의 기상입력변수로 활용하여 만경강 및 동진강으로부터 새만금호로 유입되는 유량을 산정하였다.본 연구는 기후변화에 따른 새만금호 유입유량의 변화를 제시하는 것에 더하여 국가 표준 기후변화 시나리오를 수자원 분야에 활용하는데 있어서 고려되어야 할 내용들을 제시하며 다른 유역에 기후정보를 활용하는데 있어 사용될 수 있는 툴을 제공함으로써 기상·기후 분야 및 수자원분야의 융합연구에 기여하리라 판단된다.

4. 발표자: 신용희 박사 (기후변화연구팀)

▶ 제목: Impact assessment of climate change on Global Rice Yields using Multi-GCMs climate scenario
▶ 초록:
기후변화는 농업분야의 작물 생산성 변화를 결정짓는 매우 중요한 요인으로서 미래 기후가 어떤 형태로 변할 것인지에 따라 지역별 특히 위도별 작물 생산성 변화에 상당한 영향을 미칠 것으로 전망된다. 우리나라를 포함한 대부분의 아시아 지역 나라에서 쌀을 주식으로 삼고 있으며 세계 쌀 생산량의 90% 이상을 이 지역에서 생산하고 그 대부분을 소비하고 있다. 전체 세계인구의 약 60%를 차지하고 있는 아시아 지역에 있어 기후변화로 인한 쌀 생산량의 변화는 식량안보 문제와 직결되기 때문에 아시아 지역에 대한 보다 안정적인 식량공급을 위해 기후예측 데이터를 이용한 미래 쌀 생산성 변화 예측과 영향 평가는 매우 중요하다. 본 연구에서는 국제연합 식량농업기구(FAO)와 국제응용시스템분석연구원(IIASA)에 의해 공동 개발된 글로벌 스케일 작물모형의 개량모형인 M-GAEZ을 이용해 미래 기후변화 시나리오 아래에서 아시아 지역의 주요 쌀 생산국에 대한 잠재 쌀 생산성 변화를 예측하고자한다. 쌀 생산성 예측 시뮬레이션은 크게 4개 기간으로 나누어 실시하며 미래 생산성 변화의 기준이 되는 1990년대와 2020년대, 2050년대 그리고 2080년대를 대상으로 한다. 또한 기후변화에 대한 적응 대책으로 최적품종과 최적파종일의 선택을 모형 안에서 고려해 주요 생산국별 적응 대책의 효과를 평가하고자 한다. M-GAEZ 모형에는 RCP 시나리오 기반의 GCM 기후예측 데이터가 입력 자료로서 이용되며 RCP 시나리오는 RCP4.5와 8.5 두 시나리오에 대해 고려되고 CMIP5의 33개 GCM에 의해 전망된 기후예측 데이터를 통해 GCM에 따른 쌀 생산성 변화 예측의 불확실성을 평가한다. 이 연구를 통해 얻어진 결과는 아시아지역의 주요 쌀 생산국이 기후변화에 적절히 대응할 수 있도록 국가별 적응 정책을 지원하기 위한 기초자료로서의 활용이 기대된다.

5. 발표자: 김광형 박사 (기후변화연구팀)

▶ 제목: Potential epidemics of rice disease in South Korea under the RCP8.5 climate change scenario
▶ 초록:
Rice diseases, which pose annually about 8 % of potential yield losses on Korean rice production, are likely to be affected by temperature and rainfall changes resulting from global climate change. No critical evaluation has yet been made of the impacts of climate change on rice diseases in Korea. This study undertakes a quantitative analysis for two key rice diseases, leaf blast and sheath blight, using a generic epidemiological model, EPIRICE that was developed at the International Rice Research Institute and had been validated for five rice diseases in tropical Asian region. The purposes of this study are first to evaluate the EPIRICE model using historical rice disease incidence data, and then to ascertain likely changes in regional disease probabilities (epidemics) in South Korea using a predicted climate projection. Predicted changes in temperature, rainfall, and relative humidity in the Korean peninsula for the years of 2011-2100 were previously released with 12.5 km resolution driven by HadGEM2-AO by the Korea Meteorological Administration, based on the IPCC’s a high emissions scenario (RCP 8.5). These daily climate data will be used as inputs into the EPIRICE model to generate the potential epidemics of rice leaf blast and sheath blight diseases in the Korean peninsula. Outputs from the model run can be used to estimate the likely magnitude of climate change impacts on disease losses and disease control in South Korea to allow rice farmers and agricultural policy makers to carry out more robust future planning.

6. 발표자: 윤선권 박사 (기후변화연구팀)

▶ 제목: Assessment of Hydrological Variability and Flood Risk Analysis in Urban Area under Climate Change
▶ 초록:
본 연구에서는 우리나라의 대표적인 도시유역인 서울특별시를 대상으로 과거 관측자료의 변동성, 경향성 분석을 통한 비시나리오 기반 기후변화 영향분석과, 기상청에서 제공하는 SRES A1B 국가표준 시나리오를 바탕으로 시나리오 기반 기후변화 영향분석을 실시하였다. 비시나리오 기반 기후변화에 따른 도시유역의 수문변동성 분석결과 연평균 강수량, 여름철(June to August) 강수량, 강우강도 100mm/d 이상의 호우 발생빈도는 증가하는 경향이 있는 것으로 분석되었으며, 봄철(March to May)과 가을철(September to November) 강수는 감소하는 것으로 분석되었다. 또한 Mann-Kendall test와 Sen test 분석결과 대부분 지점에서 신뢰구간 95%에서 유의한 증가경향이 있는 것으로 분석되었으며, APM (Arithmetic Progression Method)과 GPM(Geographic Progression Method)법에 의한 2100년까지 미래강수량을 추정한 결과 재현기간별 평균 2.5～13.3 % 증가하는 것으로 분석되었다.다음으로 시나리오 기반 기후변화영향 분석을 위하여 시나리오자료를 Future 1(2031∼2050년)과 Future 2(2051∼2100년)으로 구분하고 미래 확률강수량을 산정한 결과 Future 1의 경우 100년 빈도 14.0%, 200년 빈도 14.5% 증가하였으며, Future 2의 경우 100년 빈도 27.7%, 200년 빈도 30.1% 증가하는 것으로 분석되었다. 또한 SWMM (Storm Water Management Model)을 통한 도시하천(우이천) 유역의 기후변화에 따른 유출특성을 분석한 결과 미래 50년 빈도 최대 첨두홍수량은 443.9로 약 4.6% 증가하였으며, 계획빈도별 첨두홍수량은 3.7%∼11.1%까지 증가하는 것으로 분석되었다. 인구와 재산이 밀집해 있는 도시유역의 수문환경변화는 기후변화에 의한 영향뿐만 아니라 토지피복의 변화 등 도시화의 영향 또한 고려가 되어야 한다. 점차 짧아지고 있는 강우 지속기간과 증가 추세인 강우강도에 대비한 도시유역의 적절한 수방대응책 마련과 기후변화에 따른 관련 법․제도의 검토가 필요할 것이라 사료된다.

7. 발표자: 이은정 연구원 (기후변화연구팀)

▶ 제목: Consistent Climate Change Signals in CMIP5 Projections over East Asia
▶ 초록:
제 5차 결합기후모형비교사업(the fifth phase of the Coupled Model Intercomparison Project, CMIP5)에서는 새로운 물리과정을 추가하고 공간 해상도를 높였으나 미래 기후변화 전망에는 여전히 불확실성이 내포되어 있다. 따라서 기후변화에 대비한 효과적인 수자원 적응 전략 수립을 위해서는 CMIP5 기후변화 전망에 포함된 불확실성을 평가하고, 유의한 기후변화 정보를 도출하는 과정이 선행되어야 할 것이다. 본 연구에서는 우리나라를 포함한 동아시아 지역을 대상으로 CMIP5 기후 모형간의 결과를 비교함으로써 기후 전망에 포함된 불확실성을 평가하였다. 이를 위해 대표농도경로(Representative Concentration Pathway, RCP) 4.5와 8.5 시나리오를 각각 기반으로 한 28개 기후모형의 모의결과가 이용되었다. 보다 안정적인 기후변화 적응전략을 수립하기 위해서는 기후변화 전망자료가 가지는 불확실성의 객관적인 진단과 더불어 기후 모의에 신뢰성이 상대적으로 높은 최적 기후 모형 선정을 위한 연구가 함께 수행되어야 한다. 기존의 연구들에서는 전구 지역에 대해서 최적 모형을 선정하였지만, 최적 모형 선정은 변수 및 지역에 강한 영향을 받으므로 본 연구에서는 동아시아 지역에 대해 최적 모형을 선정하고 28개 모형 앙상블 평균과 최적 모형 앙상블 평균을 비교하였다. 특히 기온과 강수량에 대해서 뚜렷한 증가를 모의하였으며, 불확실성은 전구 지역에 비해 동아시아 지역에서 더 크게 나타났다. 또한 28개 모형들이 증가 또는 감소를 일관적으로 나타내는지 전구 및 동아시아 지역에 대해 분석하였다. 강수량은 적도 및 고위도에서 일관적으로 증가하는 것을 알 수 있었다. 그 중에서도 동아시아 지역은 북쪽에서는 증가를, 남쪽에서는 감소가 나타나 증가 또는 감소를 모형들이 일관적으로 나타내지 못하였다. 특히 우리나라도 모형들이 강수의 변화를 일관적으로 모의하지 못하여 불확실성이 큰 지역에 속함을 알게 되었다. 기온은 모든 모형에서 공통적으로 전 지구적인 증가를 나타내었지만, 동아시아와 남반구 고위도 지역에 대해서는 다른지역보다 낮은 일관성을 나타내었다.