[논문]한강과 낙동강 유역평균 월강수량의 기후 특성: I. 유역평균 시계열의 변동

백희정; 권원태

doi:10.3741/jkwra.2005.38.2.111

한강과 낙동강 유역평균 월강수량의 기후 특성: I. 유역평균 시계열의 변동
The Climatological Characteristics of Monthly Precipitation over Han- and Nakdong-river Basins: Part I. Variability of Area Averaged Time Series 원문보기

韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association, v.38 no.2 = no.151, 2005년, pp.111 - 119

초록
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이 연구에서는 49년간 (1954-2002년) 한반도 기상 관측소 자료로부터 한강과 낙동강 유역의 유역평균 월강수량 시계열의 변동에 대한 기후특성을 분석하였다. 비록 두 유역의 연강수량의 크기는 차이가 있으나 월별 변동 특성은 매우 유사하였다. 특히 4월 유역평균 강수량은 감소 경향이 뚜렷하였고, 8월 유역평균 강수량은 증가 경향이 매우 뚜렷하였다. 또한 1970년 중반에 유역평균 월강수량의 변동에 변화가 나타났다. NINO3 지수와 한강과 낙동강 유역평균 월강수량 편차와의 동시상관분석으로부터 유역평균 9월 강수량은 NINO3 지수와 지속적인 음의 상관을 보였고, 11월 유역평균 강수량과는 양의 상관이 크게 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

The climatological characteristics of the area averaged monthly precipitation over the Han- and Nakdong-river basins were investigated. The data used for this study is monthly precipitation data from 51 meteorological stations for the period of 1954 to 2002. The magnitude of area averaged precipitation in the Han-river basin was about 10% larger than that in the Nakdong-river basin. However, the variability of two monthly precipitation time series exhibited similar characteristics: April precipitation tends to decrease and August precipitation increase significantly, while there was no significant trend for the other months. There were some indications of abrupt change around the 1970's in the periodicity of precipitation and relationship with El Nino index. September precipitation showed negative correlation with NINO3 index but November precipitation, positive correlation with NINO3 index, indicating a possible connection with the global-scale phenomena.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

유사한 경향을 보이고 있다. 따라서 한강 유역강수량의 월별 주기 특성을 살펴보기로 한다.
이 연구는 수자원의 효율적 관리를 위한 유역 평균강수량 예측의 선행 조건으로서 한반도내 가장 큰 유역에 해당하는 한강과 낙동강 유역에 대해서 49년 (1954-2002년) 동안의 월강수량 시계열의 변동 특성을 분석하였다.
이 연구에서는 티센 (Thiessen) 가중법을 이용하여 한반도 기상관측소 자료로부터 한강과 낙동강 유역에 대한 유역평균 월강수량을 산출하여 시계열의 변동 특성을 살펴보았다.

제안 방법

1970년 중반에 변동 양상이 변화하였다. 따라서 두 유역의 강수량과 NIN03 지수 사이의 연관성 또한 어떠한 변화 양상을 보이는지 알아보기 위해 전체 분석 기간 (49년) 중 20년 분석창에 대하여 1년씩 이동하여 상관분석을 수행하였다. 그림 8은 NINO₃ 지수와 한강 (짙은 실선) 및 낙동강(옅은 실선) 유역평균 월 강수량 편차와의 이동 동시상관도이다.
유역평균 월강수량의 기후특성을 분석하기 이전에 한반도 전역에 대한 51개 기상 관측 지점에 대해서 30 년 (1973-2002)동안에 걸쳐 평균된 연강수량의 공간적 특성을 살펴보았다(그림 3). 한반도 남부 지방에서 연 강수량이 가장 많고 경상북도 내륙에서 연강수량이 가장 적다.
1996). 이에 따라 엘니뇨가 한강과 낙동강 유역 강수량 변동에 미치는 영향을 살펴보기 위해서 영국 해들리센터 해수면 온도 자료로부터 NIN03 지수를 산출하여 한강 및 낙동강 유역의 강수량과의 월별 동시 상관분석을 수행하였다.
한강과 낙동강 유역의 강수량의 변동 경향을 보다 자세히 살펴보기 위해서 파엽 분석을 이용한 주기 특성을 파악하였다. 그림 6은 한강과 낙동강 유역의 월별강수량의 파엽 분석 결과 중 실수 부분을 보여주고 있다.

대상 데이터

분석될 유역평균 강수량은 다음 절에서 제시된 방법에 의해서 산출되며, 이 자료는 각 달에 대해서 분석기간인 1954-2002년 49년의 평균값에 대한 편차값으로 변환되어 분석에 사용되었다.
유역평균 월강수량의 변동과 엘니뇨와의 관련성을 살펴보기 위해서 HadlSSTKRayner et al., 2003) 해수면 온도 자료를 사용하였다. HadlSSTl는 영국 해들리센터에서 생산된 해빙과 해수면 온도 자료로서 전 지구 영역에 걸쳐 1°×1° 해상도로 구성되어 있다.
이 연구에서 자료 분석 기간은 1954년부터 2002년까지이며, 사용된 월강수량 자료는 1973년부터 관측 자료를 보유하고 있는 섬 지역을 제외한 한반도내 51개 기상 관측 지점 자료로서(그림 1), 그림 1의 큰 점으로 표시된 12개 지점만이 1972년 이전 자료를 보유하고 있다. 분석될 유역평균 강수량은 다음 절에서 제시된 방법에 의해서 산출되며, 이 자료는 각 달에 대해서 분석기간인 1954-2002년 49년의 평균값에 대한 편차값으로 변환되어 분석에 사용되었다.
이 연구에서는 식 ⑸와 같은 Morlet 파엽을 사용하였으며, 그 형태는 그림 2에서와 같다. 그림 2a는 규모 a값에 따른 Morlet 파엽의 예 (Lau and Weng, 1995)이며, 그림 2b의 왼쪽 부분은 Morlet 파엽의 실수 (실선) 부분과 허수 (점선) 부분을 보여주고 있으며, 그림 2b의 오른쪽 부분은 주파수 영역에서의 Morlet 파엽 형태를 보여주고 있다(Torrence and Compo, 1998).

데이터처리

HadlSSTl는 영국 해들리센터에서 생산된 해빙과 해수면 온도 자료로서 전 지구 영역에 걸쳐 1°×1° 해상도로 구성되어 있다. 1954년부터 2002년까지 (90WT20W, 5S-5N) 지역에 대한 HadlSST 월평균 해수면 온도를 평균한 시계열을 추출하였으며, 이 시 계열로부터 49년 평균값을 뺀 편차값을 NINO₃ 지수로 정의하여 사용하였다.
유역평균 월강수량의 변동 특성을 파악하기 위해서 유역별, 월별 시계열에 대하여 단순회귀분석 및 NINO₃ 와의 상관분석을 수행하였으며, 주기 특성을 파악하기 위하여 파엽분석 (Lau and Weng, 1995; Torrence and Compo, 1998)을 실시하였다. 다음 절에 파엽 분석에 대하여 간단히 소개하였다.
한강과 낙동강 유역의 월별 강수량에 대해서 단순 회귀분석을 수행하여 장기적인 변화 추세를 살펴보았다 (그림 4의 직선). 두 유역에서 강수량의 변화추세는 각달에 대해서 매우 유사하며, 뚜렷한 증감이 나타나지 않았다.

이론/모형

지점 강수량을 유역에 걸친 공간적 형태로 전환하기 위하여 산술평균법, 티센법, 등우선법 등이 주로 이용되고 있으며, 최근 GIS를 이용한 방법이 도입되었다(박종영 등, 2001). Singh 등(2002)은 유역평균 강수량 산출을 위해서 산출평균법을 사용하였으며, 이 연구에서는 티센법을 이용하였다. 1954년부터 2002년까지 유역평균 월 강수량을 산정하는 방법은 다음과 같다.

성능/효과

1) 유역평균 월강수량은 티센법을 사용하여 산출되었으며, 산출된 시계열 자료로부터 두 유역에서의 강수량의 경년 변동 특성은 매우 유사하였다. 특히 회귀분석으로부터 4월 유역평균 강수량은 감소 경향이, 8월 강수량은 증가 경향이 매우 뚜렷 하였다.
2) 두 유역에서 월강수량에 대하여 파엽변환을 이용한 주기분석으로부터 탁월 주기의 변화가 1970년 중반에 대부분의 달에서 나타났다.
3) NIN03 지수와 한강과 낙동강 유역의 월 강수량 편차와의 동시상관관계에서 9월 강수량은 NIN03 지수와 지속적인 음의 상관을 보였으며, 11월과 12월 강수량은 양의 상관관계가 매우 높아 이로부터 엘니뇨 발달 시기에 9월 강수량은 줄어들고 11-12월에는 증가하는 경향을 보일 것으로 예측할 수 있다.
최고값은 거제에서 30년 평균값이 1812 mm였고 최저값은 의성에서 975 mm로 나타났다. 30년 평균 표준편차를 살펴보면, 200 -550 mm의 범위를 갖고 있으며, 공간적 패턴은 평균값과 매우 유사하여, 전반적으로 연 강수량이 적은 지역에서 표준편차가 작고 많은 지역에서 크게 나타났다.
5 이상을 보이고 있다. 즉 이와 같은 결과는 비록 한반도 강수가 지역적 차이가 뚜렷하지만 시간 규모가 커질수록 그 차이는 줄고 월 강수량의 경년변동은 매우 유사하다는 것을 보여준다.
한반도 남부 지방에서 연 강수량이 가장 많고 경상북도 내륙에서 연강수량이 가장 적다. 최고값은 거제에서 30년 평균값이 1812 mm였고 최저값은 의성에서 975 mm로 나타났다. 30년 평균 표준편차를 살펴보면, 200 -550 mm의 범위를 갖고 있으며, 공간적 패턴은 평균값과 매우 유사하여, 전반적으로 연 강수량이 적은 지역에서 표준편차가 작고 많은 지역에서 크게 나타났다.
표 3으로부터 두 유역에서 9-10월 강수량이 NIN03 지수와 음의 상관을 갖고 11T2월이 양의 상관을 가짐에 따라, 엘니뇨가 발달하는 시기에 두 유역의 9-10월 강수량은 줄어들고, 11-12월 강수량은 증가하는 것을 의미한다. 9월 강수량과의 음의 상관은 오현택 등 (2003)에 의해서도 밝혀진 바 있다.

후속연구

11월 강수량도 8년 정도의 주기 변동에 지배되고 있다. 12월 강수량은 1970년 중반의 지배적주기 변이가 두드러지며, 이러한 양상은 대규모 변수에서도 나타나고 있다(Latif and Barnett, 1994, Barlow et al., 2001) 이와 같은 주기 분석으로부터 탁월 주기와 같은 강수량의 변동 특성을 파악할 수 있기 때문에, 정성적 예측 자료로 활용할 수 있을 것이다.
한강 및 낙동강 유역의 월강수량은 크게 지속적인 증가 또는 감소 경향이 존재하였고, 주기적인 변동 양상을 보임과 동시에 특히 엘니뇨 발달과 9월 이후 강수량이 관련 있는 것으로 나타남에 따라 엘니뇨 감시 등을 통하여 엘니뇨가 발달하는 시기에 선행적으로 월 강수량의 장기 예측에 정성적으로 활용할 수 있을 것이다. 그러나 최근 들어 강수량의 분산이 커지는 경향이 두드러지며, 이는 집중호우나 가뭄의 발생 가능성이 높아짐을 암시한다.

참고문헌 (24)

강인식 (1998). '엘니뇨와 한반도 기후변동의 관련성.' 한국기상학회지, 한국기상학회, 제34권, 제3호, pp. 390-396

상세보기
강인식, 백희정 (1993). '한반도 겨울철 월평균 기온의 장기예측.' 한국기상학회지, 한국기상학회, 제29권, 제3호, pp. 253-262

상세보기
강인식, 정영근 (1996). '서울 기온과 강수량의 경년 변동과 태평양 해수면온도의 주 변동모드와의 관련성.' 한국기상학회지, 제32권, 제3호, pp. 339-345
고정웅 (2004). '우리나라의 여름철 강수량 변동과 그 원인 분석.' 석사학위논문, 건국대학교
박순웅, 안현주, 전영신 (1988). '1985년 장마기간에 동부 아세아 지역의 대기순환의 변화.' 한국기상학회지, 한국기상학회, 제24권, 제3호, pp. 168-191
박정규, 이승만 (1993). '연강수량에 의한 남한의 강수지역구분,' 한국기상학회지, 한국기상학회, 제29권, 제2호, pp. 117-126

상세보기
박종영, 이정식, 이재준, 전병국 (2001). 'GIS를 이용한 중소하천 유역에서의 유역평균강우량 산정방법의 비교 - 위천유역을 중심으로 -.' 2001년 한국수자원학회 학술발표회 논문집(I), 한국수자원학회, pp. 194-199
박준일 (1995). '남강댐유역에 있어서 강우분포의 변화.' 한국수자원학회지, 제28권, 제1호, pp. 91-106
백희정, 권원태 (1999) '북서태평양에서 발생한 강력한 태풍의 기후학적 특성.' 1999년 한국수자원학회 학술발표회 논문집(I), 한국수자원학회, pp.177-182
오현택, 권원태, 이우성 (2003). '엘니뇨 발달시 한반도 9월 강수량 변동.' 대기지, 한국기상학회, 제13권, 제1호, pp. 314-317
윤원태, 박정규, 이재원, 이현수, 민승기 (2001), '1998년 여름철 한반도 집중호우 특성 분석.' 한국기상학회지, 한국기상학회, 제37권, 제2호, pp. 181-194

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이동규, 박정균 (1999). '군집 분석을 이용한 남한의 여름철 강수 지역 구분.' 한국기상학회지, 한국기상학회, 제35권, 제4호, pp. 511-518

상세보기
이동규 (1991). '한반도 강우와 관련된 동아시아 몬순 순환의 특징.' 한국기상학회지, 한국기상학회, 제27권, 제3호, pp. 205-219
이동률, 정상만 (1992). '한강유역 강우의 시 . 공간적 특성.' 한국수문학회지, 한국수문학회, 제25권, 제4호, pp. 75-85
이원환 (1972). '우리나라 주요지점에 있어서의 강우해석에 관한 수문통계학적 연구.' 한국수문학회지, 한국수문학회, 제5권, 제2호, pp. 30-43
이재준, 손광익 (1981). '강수빈도 및 강우강도의 시공적 분포분석에 관한 연구.' 한국수문학회지, 한국수문학회, 제14권, 제4호, pp. 53-72
차은정, 전종갑, 정효상 (1999). '엘니뇨/라니냐 해의 우리 나라 기후 특성에 관한 연구.' 한국기상학회지, 한국기상학회, 제35권, 제1호, pp. 98-117

상세보기
허창회 (1988). '한국지역 강수의 변동성에 관한 연구.' 석사학위논문, 서울대학교
Barlow, M., Nigam, S., and Berbery, E. H. (2001). 'ENSO, Pacific decadal variability, and U.S. summertime precipitation, drought, and streamflow.' Journal of Climate, Vol. 14, No. 9, pp. 2105-2126

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Latif, M. and Barnet, T. P. (1994). 'Causes of decadal climate variability over the North Pacific and North America.' Science, Vol. 266, pp. 634-637

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Lau, K.-M. and Weng, H.-Y. (1995). 'Climate Signal Detection Using Wavelet Transform: How to Make a Time Series Sing.' Bull. Amer. Meteor. Soc., Vol. 76, No. 12, pp. 2391-2402

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Rayner, N.A., Parker, D.E., Horton, E.B., Folland, C.K., Alexander, L.V., Rowell, D.P., Kent, E.C., and Kaplan, A. (2003), 'Global analyses of SST, sea ice and night marine air temperature since the late nineteenth century.' Journal of Geophysical Research., Vol. 108, No. D14, 4407, paper No. 10.1029/2002JD002670

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Singh, N., Baek, S.-K. and Kwon, W.-T. (2002). 'Seasonal/Subseasonal Rainfall Prediction Through Time Series Modelling and Extrapolation Using Harmonic Analysis.' Korean Journal of Atmospheric Sciences, Vol. 5, No. 2, pp. 131-145
Torrence, C. and Compo, G.P. (1998). 'A Practical Guide to Wavelet Analysis.' Bull. Amer. Meteor. Soc., Vol. 79, No. 1, pp. 61-78

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

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용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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