동아시아 겨울 몬순은 주로 대륙과 해양의 열적 차이로 인하여 나타나며, 전 지구적인 기후 시스템에서 가장 활발한 구성요소 중 하나이다. 동아시아 겨울 몬순은 경년뿐만 아니라 수십 년 시간 규모의 상당한 시간적인 변동성을 가지고 있다. 많은 선행 연구들을 통해서 동아시아 겨울 몬순의 장주기의 변화와 그와 관련된 여러 원인들이 제안되었지만, 아직까지 완전히 이해되지 못하고 있다. 이는 동아시아 겨울 몬순이 대기와 해양 간의 끊임없는 상호작용과 피드백, 장주기 기후변동성에 영향을 받을 수 있기 때문이다. 따라서 매우 복잡한 동아시아 겨울 몬순 시스템을 이해하기 위해 비선형적이고 비정상적인 접근 방법이 필요하다. 본 연구에서는 Wu and Huang (2009)에서 고안된 ...
동아시아 겨울 몬순은 주로 대륙과 해양의 열적 차이로 인하여 나타나며, 전 지구적인 기후 시스템에서 가장 활발한 구성요소 중 하나이다. 동아시아 겨울 몬순은 경년뿐만 아니라 수십 년 시간 규모의 상당한 시간적인 변동성을 가지고 있다. 많은 선행 연구들을 통해서 동아시아 겨울 몬순의 장주기의 변화와 그와 관련된 여러 원인들이 제안되었지만, 아직까지 완전히 이해되지 못하고 있다. 이는 동아시아 겨울 몬순이 대기와 해양 간의 끊임없는 상호작용과 피드백, 장주기 기후변동성에 영향을 받을 수 있기 때문이다. 따라서 매우 복잡한 동아시아 겨울 몬순 시스템을 이해하기 위해 비선형적이고 비정상적인 접근 방법이 필요하다. 본 연구에서는 Wu and Huang (2009)에서 고안된 앙상블 경험적 모드 분해법 (ensemble empirical mode decomposition, EEMD)을 이용하여 동아시아 겨울 몬순의 수십 년 변화의 특성을 살펴보고 그의 가능한 원인을 제안하고자 하였다. 동아시아 지역은 몬순 이외에도 해양의 강제력의 영향을 받을 수 있어 역학적 뿐만 아니라 열역학적인 요소도 중요하다. 본 연구에서는 이러한 열역학적인 영향을 같이 고려하고자 Lee et al. (2013)에서 고안된 지표온도를 이용한 동아시아 겨울 몬순 지수를 사용하였으며, 이의 변환 점을 찾기 위하여 누적합계 (cumulative sums, CUSUMs) 방법 (Taylor, 2000)과 regime shift index (RSI)를 이용하는 방법 (Rodionov, 2006)을 적용하였다. 이를 통해 동아시아 겨울 몬순은 1980년대 중반에 강한 몬순 regime에서 약한 몬순 regime으로 변화가 나타났으며, 2000년대 후반에 들어 다시 약한 몬순 regime에서 강한 regime으로의 변화가 나타났음을 알 수 있다. 이러한 특징은 EEMD를 이용해서 구분한 동아시아 지역의 지표 온도의 수십 년 변동 (interdecadal variability, IDV) 모드에서도 나타났다. 본 연구에서는 이러한 장주기 변동성에 주는 메커니즘이나 물리적인 과정을 찾기 위해 EEMD에 기초하여 IDV의 전환 시점을 기준으로 전체 기간을 P1(strong monsoon regime), P2 (weak monsoon regime), P3 (strong monsoon regime)으로 구분하여 기간에 따른 IDV 모드에서 나타난 동아시아 겨울 몬순과 관련된 대기 변수들의 특징을 살펴보았다. P1 기간 동안 동아시아 지역의 지표온도 아노말리는 낮으며(cold), 해수면 기압 아노말리는 북위 40도를 기준으로 한 남북 쌍극자 형태가 나타난다. 또한 북태평양에서는 음의 NPO와 같은 해수면 기압 아노말리의 패턴이 나타나며 이로 인하여 동아시아 지역에서는 북서풍 아노말리가 나타난다. P2 기간은 P1 기간과 반대의 특징이 나타나며, P1 기간과 비교하여 더욱 남북 쌍극자 형태가 뚜렷하게 나타난다. P3 기간에는 P1 기간과 달리 대륙과 해양에서 서로 대칭적으로 지표온도 아노말리가 나타나는 것이 특징이며, 북태평양의 고기압성 아노말리가 더욱 강하게 발달한다. 이를 통하여 1980년대 중반과 2000년대 후반에 나타난 변화에서 서로 다른 메커니즘이 적용되었음을 가정할 수 있다. 동아시아 겨울 몬순에 대한 해양의 영향을 고려하기 위하여 해양 변수들의 특징을 살펴보면, P1 기간 동안 북태평양 해수면 온도 아노말리는 낮게 나타나며, 이로 인하여 잠열플럭스 아노말리는 음의 값을 보인다. P2 기간은 P1 기간과 반대의 특징이 나타나며, P3 기간에는 P2 기간과 비교하여 북중앙태평양에서 더욱 양의 해수면 온도 아노말리가 나타나는 음의 PDO와 같은 해수면 온도 아노말리의 패턴이 나타난다. 대기와 해양 변수의 세 기간에 따른 특징을 고려해 보았을 때, P1, P2 기간에는 대기 변동성의 영향을 받으며, P3 기간에는 대기 이외에 해양 변동성을 받는다고 할 수 있다. 두 번의 전이(transition)와 관련된 메커니즘을 찾기 위하여 합성 분석과 회기 분석을 실시하였다. 1980년대 중반에 나타난 변화는 시베리아 고기압과 North Pacific Oscillation (NPO)의 변동성과 관련 있으며, 음의 시베리아 고기압 phase와 양의 NPO의 phase일 때, 동아시아 지역에 남동풍의 아노말리가 나타나 그 영향을 극대화시킴을 알 수 있다. 2000년대 후반에 나타난 변화는 시베리아 고기압과 Pacific Decadal Oscillation (PDO)의 결합된 효과에 의한 것으로 사료되며, 양의 시베리아 고기압 phase와 음의 PDO phase일 때, P3기간에 뚜렷하게 나타난 찬 대륙과 따뜻한 해양의 대칭적인 특징을 보임을 알 수 있다.
동아시아 겨울 몬순은 주로 대륙과 해양의 열적 차이로 인하여 나타나며, 전 지구적인 기후 시스템에서 가장 활발한 구성요소 중 하나이다. 동아시아 겨울 몬순은 경년뿐만 아니라 수십 년 시간 규모의 상당한 시간적인 변동성을 가지고 있다. 많은 선행 연구들을 통해서 동아시아 겨울 몬순의 장주기의 변화와 그와 관련된 여러 원인들이 제안되었지만, 아직까지 완전히 이해되지 못하고 있다. 이는 동아시아 겨울 몬순이 대기와 해양 간의 끊임없는 상호작용과 피드백, 장주기 기후변동성에 영향을 받을 수 있기 때문이다. 따라서 매우 복잡한 동아시아 겨울 몬순 시스템을 이해하기 위해 비선형적이고 비정상적인 접근 방법이 필요하다. 본 연구에서는 Wu and Huang (2009)에서 고안된 앙상블 경험적 모드 분해법 (ensemble empirical mode decomposition, EEMD)을 이용하여 동아시아 겨울 몬순의 수십 년 변화의 특성을 살펴보고 그의 가능한 원인을 제안하고자 하였다. 동아시아 지역은 몬순 이외에도 해양의 강제력의 영향을 받을 수 있어 역학적 뿐만 아니라 열역학적인 요소도 중요하다. 본 연구에서는 이러한 열역학적인 영향을 같이 고려하고자 Lee et al. (2013)에서 고안된 지표온도를 이용한 동아시아 겨울 몬순 지수를 사용하였으며, 이의 변환 점을 찾기 위하여 누적합계 (cumulative sums, CUSUMs) 방법 (Taylor, 2000)과 regime shift index (RSI)를 이용하는 방법 (Rodionov, 2006)을 적용하였다. 이를 통해 동아시아 겨울 몬순은 1980년대 중반에 강한 몬순 regime에서 약한 몬순 regime으로 변화가 나타났으며, 2000년대 후반에 들어 다시 약한 몬순 regime에서 강한 regime으로의 변화가 나타났음을 알 수 있다. 이러한 특징은 EEMD를 이용해서 구분한 동아시아 지역의 지표 온도의 수십 년 변동 (interdecadal variability, IDV) 모드에서도 나타났다. 본 연구에서는 이러한 장주기 변동성에 주는 메커니즘이나 물리적인 과정을 찾기 위해 EEMD에 기초하여 IDV의 전환 시점을 기준으로 전체 기간을 P1(strong monsoon regime), P2 (weak monsoon regime), P3 (strong monsoon regime)으로 구분하여 기간에 따른 IDV 모드에서 나타난 동아시아 겨울 몬순과 관련된 대기 변수들의 특징을 살펴보았다. P1 기간 동안 동아시아 지역의 지표온도 아노말리는 낮으며(cold), 해수면 기압 아노말리는 북위 40도를 기준으로 한 남북 쌍극자 형태가 나타난다. 또한 북태평양에서는 음의 NPO와 같은 해수면 기압 아노말리의 패턴이 나타나며 이로 인하여 동아시아 지역에서는 북서풍 아노말리가 나타난다. P2 기간은 P1 기간과 반대의 특징이 나타나며, P1 기간과 비교하여 더욱 남북 쌍극자 형태가 뚜렷하게 나타난다. P3 기간에는 P1 기간과 달리 대륙과 해양에서 서로 대칭적으로 지표온도 아노말리가 나타나는 것이 특징이며, 북태평양의 고기압성 아노말리가 더욱 강하게 발달한다. 이를 통하여 1980년대 중반과 2000년대 후반에 나타난 변화에서 서로 다른 메커니즘이 적용되었음을 가정할 수 있다. 동아시아 겨울 몬순에 대한 해양의 영향을 고려하기 위하여 해양 변수들의 특징을 살펴보면, P1 기간 동안 북태평양 해수면 온도 아노말리는 낮게 나타나며, 이로 인하여 잠열 플럭스 아노말리는 음의 값을 보인다. P2 기간은 P1 기간과 반대의 특징이 나타나며, P3 기간에는 P2 기간과 비교하여 북중앙태평양에서 더욱 양의 해수면 온도 아노말리가 나타나는 음의 PDO와 같은 해수면 온도 아노말리의 패턴이 나타난다. 대기와 해양 변수의 세 기간에 따른 특징을 고려해 보았을 때, P1, P2 기간에는 대기 변동성의 영향을 받으며, P3 기간에는 대기 이외에 해양 변동성을 받는다고 할 수 있다. 두 번의 전이(transition)와 관련된 메커니즘을 찾기 위하여 합성 분석과 회기 분석을 실시하였다. 1980년대 중반에 나타난 변화는 시베리아 고기압과 North Pacific Oscillation (NPO)의 변동성과 관련 있으며, 음의 시베리아 고기압 phase와 양의 NPO의 phase일 때, 동아시아 지역에 남동풍의 아노말리가 나타나 그 영향을 극대화시킴을 알 수 있다. 2000년대 후반에 나타난 변화는 시베리아 고기압과 Pacific Decadal Oscillation (PDO)의 결합된 효과에 의한 것으로 사료되며, 양의 시베리아 고기압 phase와 음의 PDO phase일 때, P3기간에 뚜렷하게 나타난 찬 대륙과 따뜻한 해양의 대칭적인 특징을 보임을 알 수 있다.
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