이 논문에서 우리는 대기 대순환 모형을 사용하여 지구 온난화에 따를 육지 대기로의 물 수송 변화를 평가했다. 해양으로부터 육지로의 물 수송 변화량은 지구온난화에 따라 거의 연중 증가한다. 유라시아대륙의 물 수송량은 연중 170∼350${\times}$106 Mt/day 수준의 증가를 보인다. 아프리카로의 수송은 11월을 제외한 모든 달에 감소를 보이고 특히 8월과 9월에 -350${\times}$106 Mt/day의 최대 감소를 나타낸다. 유라시아와 아프리카를 제외한 다른 대륙들에의 수송은 $\pm$80${\times}$106 Mt/day 미만의 증가와 감소를 달에 따라 다르게, 그리고 불규칙하게 보인다. 지구온난화로 유라시아 대륙에로의 물 수송이 전체적으로 증가하지만, 이 대륙 안에 위치한 사막지역의 물 수송은 감소한다. 그러므로, 사막을 제외한 부분, 특히 몬순 지역에 증가 분이 집중될 것이고, 이러한 동아시아 몬순강화의 결과로 몬순지역에 상당한 가용수의 증가가 기대된다.
이 논문에서 우리는 대기 대순환 모형을 사용하여 지구 온난화에 따를 육지 대기로의 물 수송 변화를 평가했다. 해양으로부터 육지로의 물 수송 변화량은 지구온난화에 따라 거의 연중 증가한다. 유라시아대륙의 물 수송량은 연중 170∼350${\times}$106 Mt/day 수준의 증가를 보인다. 아프리카로의 수송은 11월을 제외한 모든 달에 감소를 보이고 특히 8월과 9월에 -350${\times}$106 Mt/day의 최대 감소를 나타낸다. 유라시아와 아프리카를 제외한 다른 대륙들에의 수송은 $\pm$80${\times}$106 Mt/day 미만의 증가와 감소를 달에 따라 다르게, 그리고 불규칙하게 보인다. 지구온난화로 유라시아 대륙에로의 물 수송이 전체적으로 증가하지만, 이 대륙 안에 위치한 사막지역의 물 수송은 감소한다. 그러므로, 사막을 제외한 부분, 특히 몬순 지역에 증가 분이 집중될 것이고, 이러한 동아시아 몬순강화의 결과로 몬순지역에 상당한 가용수의 증가가 기대된다.
This research is an analysis of the water vapor transport change Into the continent due to the global warming effect with the general circulation models. Water vapor transport change from ocean to land increases through the year due to CO2 doubling effect. In Eurasia, it indicates an increase about ...
This research is an analysis of the water vapor transport change Into the continent due to the global warming effect with the general circulation models. Water vapor transport change from ocean to land increases through the year due to CO2 doubling effect. In Eurasia, it indicates an increase about 170∼350${\times}$06 Mt/day the whole year. In Africa, it shows an decrease every month except November, especially there is the maximum decrease about -350${\times}$106 Mt/day during August-September. In other continents, excluding Eurasia and Africa, the change of water vapor transport vary with the month below $\pm$8.0${\times}$106 Mt/day with the unsystematic patterns. In Eurasia, the change of water vapor transport increases as a whole, but it decrease in desert areas which occupy a high area-ratio. Therefore, except desert areas, the amount of the growth in water vapor transport change concentrate on Asian monsoon area. As a result of monsoon strengthening, available water will grow considerably at the asian monsoon areas.
This research is an analysis of the water vapor transport change Into the continent due to the global warming effect with the general circulation models. Water vapor transport change from ocean to land increases through the year due to CO2 doubling effect. In Eurasia, it indicates an increase about 170∼350${\times}$06 Mt/day the whole year. In Africa, it shows an decrease every month except November, especially there is the maximum decrease about -350${\times}$106 Mt/day during August-September. In other continents, excluding Eurasia and Africa, the change of water vapor transport vary with the month below $\pm$8.0${\times}$106 Mt/day with the unsystematic patterns. In Eurasia, the change of water vapor transport increases as a whole, but it decrease in desert areas which occupy a high area-ratio. Therefore, except desert areas, the amount of the growth in water vapor transport change concentrate on Asian monsoon area. As a result of monsoon strengthening, available water will grow considerably at the asian monsoon areas.
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문제 정의
연구의 일환으로 동서평균 북향수송을 보일 기후변화를 계산하여 물수송 추정의 신뢰수준을 확립코자 했다. 궁극적으로 이번 연구결과로 우리는 지구 온난화에 따라 대륙 대기에로의 물 수송에 나타날 변화를 평가하고자 한다.
이를 통한 한반도 주변을 비롯한 아시아 및 대기대순환연구가 가능케 되었다. 그리고 이모형은 전세계 뛰어난 모형들의 신뢰성을 공식적으로 평가받는 AMIP(Atmospheric Model Intercomparion Project), PMDP(Paleoclimate Modeling Intercomparison Project), CMIP(Coupled Model Intercomparison Project)에 출품 자료를 제출하였고, 그 성공적인 능력을 인정받았기에, 이를 활용하여 연구하고자 한다.
이번 연구에서는 모형의 신뢰성향상을 위해서 최근까지 연구된 YONU GCM을 비롯한 AMIP II 참여 모형을 해석, 이해하여 이를 통해 얻어지는 결과로 물 수 지 전달에 관한 의미를 해석하고자 한다. 연구의 일환으로 동서평균 북향수송을 보일 기후변화를 계산하여 물수송 추정의 신뢰수준을 확립코자 했다. 궁극적으로 이번 연구결과로 우리는 지구 온난화에 따라 대륙 대기에로의 물 수송에 나타날 변화를 평가하고자 한다.
이 연구는 YONU GCM으로 AMU3 II 기간 및 지구 온난화에 해당하는 미래기후에 대해서 모사된 모형대기의 에너지 수지를 분석하고, 해양 대기로부터 육지 대기에로의 에너지 수송 및 물 수지 변화를 파악하고자 했다. 이 연구를 통해 얻은 결론은 다음과 같다.
이번 연구에서는 모형의 신뢰성향상을 위해서 최근까지 연구된 YONU GCM을 비롯한 AMIP II 참여 모형을 해석, 이해하여 이를 통해 얻어지는 결과로 물 수 지 전달에 관한 의미를 해석하고자 한다. 연구의 일환으로 동서평균 북향수송을 보일 기후변화를 계산하여 물수송 추정의 신뢰수준을 확립코자 했다.
제안 방법
12)의 표준모형출력자료(Philips, 1997; Gates 등, 1998), 관측자료는 NCEP/DOE (National Center for Atmo sphere Research/Department of Energy), COADS/ ISCCP(Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set / International Satellite Cloud Climatology Project), ERBE(The Earth Radiation Budget Experiment)# 활용했다. AMIP에 참여하는 전세계 주요 30여개 모형가운데 높은 신뢰성을 유지하는 것으로 알려진 CXX3MA, ECMWF를 비롯해 동아시아 지역에 대한 모형개선이 최근- 많았던 CCSR, JMA, MRI, NCAR, NCEP을 선택해서 YONU 신뢰성 검정 및 에너지와 물 수지 이해를 위해 사용했다 (표 1). 웹사이트에서도 모형별 상세특징을 확인할 수 있다 (http://www-pcmdi.
지구온난화시 일어나게 될 물의 자오수송변화를 위해서 동일한 초기조건하에서 현재의 이산화탄소농도 (IxCQ)와 배증된 이산화탄소(2xCCb) 상태의 YONU- CGCM을 각각 장기적분해서 얻은 기후값을 이용해 분 석했다(박지업, 2000).
대상 데이터
연구의 주된 자료는 YONU AGCM (Atmospheric GCM) Tr7 및 YONU CGCM(Coupled GCM) 표준출력 자료이다. AMIP n 표준 출력자료는 1979년 1월부터 1995년 12월까지의 17년 기간에 대한 월 평균 전구 장이다.
이 연구에 사용된 자료는 AMIP n (1979.1-1995.12)의 표준모형출력자료(Philips, 1997; Gates 등, 1998), 관측자료는 NCEP/DOE (National Center for Atmo sphere Research/Department of Energy), COADS/ ISCCP(Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set / International Satellite Cloud Climatology Project), ERBE(The Earth Radiation Budget Experiment)# 활용했다. AMIP에 참여하는 전세계 주요 30여개 모형가운데 높은 신뢰성을 유지하는 것으로 알려진 CXX3MA, ECMWF를 비롯해 동아시아 지역에 대한 모형개선이 최근- 많았던 CCSR, JMA, MRI, NCAR, NCEP을 선택해서 YONU 신뢰성 검정 및 에너지와 물 수지 이해를 위해 사용했다 (표 1).
이론/모형
복사, 대류 및 요란 전달들만에 의한 에너지 수지의 위도별 불균형을 해소하는 대기 대순환은 적도에서 남는 에너지를 극으로 수송하며, 이 수송은 에너지와 더불어 수증기의 이동과 수송을 이해하는데 있어 매우 중요하다. 복사 속, 현열 속 및 잠열 속 등 에너지의 연직 속을 쓰는 잉여법(residual method)을 이용하여 에너지 수송을 추정했다.
성능/효과
1) 유라시아 대륙에로의 물 수송은 지구 온난화로 인하여 연중 170 -350x106 Mt/day (三50〜100>< 1012W) 수준의 증가한다. 현재 수송의 전반적 크기의 10분 1에 해당하며 몬순 지역에 상당한 가용 수의 증가를 암시한다.
2) 아프리카에의 수송 변화는 연중 감소한다. 특히, 8월과 9월에 -350x10106 Mt/day (100x1012 W) 수준의 뚜렷한 감소를 보인다.
3) 유라시아 대륙에로의 물 수송이 전체적으로 증가한다. 하지만, 이 대륙 안에 위치한 고비 사막, 타클라마칸 사막, 아라비아 사막 등에로의 물 수송은 전술한 논점에 따라 감소할 것으로 예상되므로, 사막을 제외한 부분, 특히 몬순 지역에 증가 분이 집중될 것이고, 따라서 그곳에 상당한 가용 수의 증가가 기대된다.
유라시아 대륙으로의 모사된 물 수송은 모두 뚜렷한 계절 변동을 보이며, NCEP/EXDE 보다 수송량이 크다. 모형 평균된 수송은 4〜5월에 극소를 , 7, 8, 9월에 극대 를 보인다.
표 2는 지구온난화시 대륙별로 계산된 가용수의 증감을 보인 것이다. 이를 통해서 전구적으로는 지표가 용수에 있어 9.83mm/year의 증가를 보이며 전구 육지의 35.7%에 해당하는 유라시아(24.1mm/year), 16.1%인 북아메리카(12.1mm/year)등의 증가를 보였고, 이는 전구 평균값보다 높다.
8은 이산화탄소 배증시 나타나는 지표가용수 변화량의 전구분포다. 전구 평균적인 값은 0.026mm /day의 양의 값을 보였고, 유라시아와 북아메리카 대륙에서 양의 값이 두드러졌다. 반면 아프리카, 오세아니아 동남부, 북아메리카 중남부, 아시아 사막지역에서는 약간의 감소가 나타났다.
기존 사막지역에서는 JJA에서도 가용수 감소는 두드러졌으며 유라시아 대륙과 북미아메리카 대륙으로는 지표가용수의 많고 적은 지역의 차이가 두드러졌으며, 지역적으로 큰 가용수 변화를 보였다. 특히, 여름철 아라비아 사막, 타클라마칸 사막의 가용수 감소가 두드러지며, 아시아 몬순 지역에 국지적으로 큰 가용수 증가를 확인했다.
후속연구
3) 유라시아 대륙에로의 물 수송이 전체적으로 증가한다. 하지만, 이 대륙 안에 위치한 고비 사막, 타클라마칸 사막, 아라비아 사막 등에로의 물 수송은 전술한 논점에 따라 감소할 것으로 예상되므로, 사막을 제외한 부분, 특히 몬순 지역에 증가 분이 집중될 것이고, 따라서 그곳에 상당한 가용 수의 증가가 기대된다. 이는 지구온난화로 인한 동아시아 몬순강화 (Bhaskharan와 Mitchell, 1998)의 결과이다.
향후 지구온난화시에 나타나게 될 물 수송의 변화연구를 위해서 CMIP의 연구결과를 종합적으로 활용하여 세계의 다른 모형의 검증결과와 상호비교 및 발전적 제시를 할 계획이다.
참고문헌 (24)
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한국과학기술연구원 (1994). 기후변화가 한반도에 미치는 영향과 지구 환경관련 대책 연구(I), 과학기술처
한국과학기술연구원 (1995). 기후변화가 한반도에 미치는 영향과 지구 환경관련 대책 연구 (II), 과학기술처
Bhaskharan B. and Mitchell J.F.B., (1998), 'Simulated changes in the intensity and variability of the southeast Asian monsoon in the twenty first century resulting from anthropogenic emissions scenarios.' Int. J. Cimatol., vol. 18, pp. 1455-1462
Gates,W. L., J. Boyle, C. Covey, C. Dease, C. Doutriaux, R. Drach, M. Fiorino, P. Gleckler, J. Hnilo, S. Marlais, T. Phillips, G. Potter, B. Santer, K. Sperber, K. Taylor and D.Williams, 1998: An Overview of the Results of the Atmospheric Model Intercomparison Project (AMIP I). Bulletin of the American Meterological Society, 73, pp. 1962-1970
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