[논문]제주지역 기온과 강수량의 기후 변동 특성

김성수; 장승민; 백희정; 최흥연; 권원태

제주지역 기온과 강수량의 기후 변동 특성
Climatological Variability of Temperature and Precipitation in Jeju 원문보기

한국지구과학회지 = Journal of the Korean Earth Science Society, v.27 no.2, 2006년, pp.188 - 197

김성수 (제주지방기상청) , 장승민 (제주지방기상청) , 백희정 (기상연구소 기후연구실) , 최흥연 (제주지방기상청) , 권원태 (기상연구소 기후연구실)

초록
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1924년부터 2004년까지 제주관측지점 자료를 이용하여 제주의 기온과 강수량의 변동 특성을 조사하였다. 지난 81년 동안 연평균 기온은 $0.02^{\circ}C/year$ 정도로 증가하였으며 1980년 이후에는 $0.05^{\circ}C/year$로 이전보다 큰 폭으로 증가하였다. 최저기온의 증가가 최고기온 증가보다 크게 나타나 결과적으로 최저기온의 상승이 평균기온의 상승을 유발한 것으로 보인다. 기온과 강수의 특이기후 발생빈도 또한 조사하였다. 최고기온 특이값 빈도에 대한 기온편차는 지구온난화경향과 더불어 1980년대에 증가하였으며, 최저기온 특이값은 여름과 겨울 동안 감소하는 것으로 나타났다. 강수일수는 감소하고 일강수량이 80 mm 이상인 호우일수의 빈도는 증가하여 강수강도가 강화되는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

The characteristics of variability of temperature and precipitation in Jeju were investigated using data observed in Jeju station for from 1924 to 2004. Annual mean temperature change for the last 81 years is $0.02^{\circ}C$ increase per year. After 1980, the increase is $0.05^{\circ}C$ per year, larger than the former. The increase of the minimum temperature is larger than that of the maximum temperature in Jeju and has resulted in the increase of mean temperature. The frequency of climate extreme occurrence of temperature and rainfall was also investigated. The temporal variation of frequency of the extremely higher temperature has increased in the 1980's with global warming. The appearance of the extremely lower minimum temperature has decreased during the summers and winters. The facts that the frequencies of rainy days has decreased and heavy rainfall days of more than 80 mm per day in precipitation has increased indicate the increase of rainfall intensity.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

기후자료의 분석에 앞서 먼저 관측 이래 기온 및강수에 대한 일반적인 기후특성에 대해 살펴보고자한다. 1924년부터 2004년까지 81년간 제주의 연평균기온 및 연강수량은 각각 15.
따라서 본 연구에서는 제주지역의 기상관측자료를이용하여 기후변화 연구에 있어서 균질적인 장기자료를 확보하고자 기온과 강수의 추세 변동성을 분석하고 기후 변동을 직접적으로 반영하는 특이기상의 발생 및 변화경향을 조사하여 제주지역 기온 및 강수의 변동성을 파악하고자 한다.
본 연구에서는 1924년부터 2004년까지 기온 및 강수량 관측자료를 이용하여 제주 기온과 강수량의 변동 특성을 살펴보았다. 시계열 분석을 통하여 전체적인 변화경향을 조사하였고, 이와 더불어 특이기온 및특이강수 발생이 어떻게 변화하고 있는지 살펴보았다.

제안 방법

기온과 강수의 변화경향을 알아보기 위해 1924년 이후의평균기온, 최고기온, 최저기온 및 강수량의 시계열과 1924년부터 2004년까지 관측값의 평균에 대한 편차를 구하였으며, 강수가 감지된 날을 기준으로 한 강수일수와 일강수량이 80 mm 이상인 호우일수의 빈도변화 및 기온과 강수의 관계도 살펴보았다. 또한기온과 강수의 분포에서 5% 이내의 범위에 포함되는수치를 특이기온과 특이강수로 정의하여 이에 대한변화경향도 알아보았다.
기온과 강수의 변화경향을 알아보기 위해 1924년 이후의평균기온, 최고기온, 최저기온 및 강수량의 시계열과 1924년부터 2004년까지 관측값의 평균에 대한 편차를 구하였으며, 강수가 감지된 날을 기준으로 한 강수일수와 일강수량이 80 mm 이상인 호우일수의 빈도변화 및 기온과 강수의 관계도 살펴보았다. 또한기온과 강수의 분포에서 5% 이내의 범위에 포함되는수치를 특이기온과 특이강수로 정의하여 이에 대한변화경향도 알아보았다.
특성을 살펴보았다. 시계열 분석을 통하여 전체적인 변화경향을 조사하였고, 이와 더불어 특이기온 및특이강수 발생이 어떻게 변화하고 있는지 살펴보았다.
이를 위해 여름철과 겨울철에 나타날 수있는 폭염과 혹한, 냉해와 관련된 특이기온의 발생빈도를 조사하였다. 이들의 기준값은 여름철과 겨울철의 일최고기온과 일최저기온의 상위 5%와 하위 5% 로 정하였으며, 여름(겨울)에 일최고기온이 33.

대상 데이터

본 연구에서 사용된 자료는 제주지방기상청(33° 31, N, 126° 31' E, 해발고도 19.97m)에서 관측된 기온자료와 강수량 자료를 제주지역의 대표값으로 사용하였으며, 도시화에 의한 효과는 배제하지 않았다.

데이터처리

기온자료가 어떠한 경향성을 가지는지 살펴보기 위해 회귀분석을 실시하였다. 시간 t에 대하여 반응변수인 연평균 기온을 y라고 둘 때 회귀모형은 다음과같이 정의된다.
또한, 선형회귀직선은 유의수준 0.05에서 F-test를 사용하여 유의성 검정을 실시하였다.
분석방법은 자료의 흐름을 연속적인 시간에 따라어떤 현상이 발생됐는지, 자료의 패턴이 어떠한지 파악하고자 시계열 분석을 실시하였으며, 추세분석은선형회귀분석을 이용하여 경향변화를 분석하였다. 또한, 선형회귀직선은 유의수준 0.

이론/모형

제주의 특이기온 발생분포를 구체적으로 분석하기위해 하주영(1998)이 사용하였던 방법을 이용하여 조사하였다. 이를 위해 여름철과 겨울철에 나타날 수있는 폭염과 혹한, 냉해와 관련된 특이기온의 발생빈도를 조사하였다.

성능/효과

강수가 있었던 날을 기준으로 강수량의 발생확률을구한 결과, 총강수일의 약 80%가 0~10mm의 강수가있었던 경우이며, 특이값으로 정의할 수 있는 약 5% 정도의 발생빈도를 보이는 값은 35 mm이고, 약 1% 정도를 나타내는 값은 100 mm로 나타났다. 이렇게분석된 각 강수량에 대한 9년 이동합을 구하여 발생경향을 Fig.
여름에 가장 많게 나타났다. 강수량별 발생 빈도를 조사한 결과 0~10mm 의 발생빈도는 전반적으로 감소하는 경향을 보였으나 상위 약 5%에 해당하는 강수량의 발생빈도는 증가하는 경향을 보이고 있어 최근 호우 발생가능성이 증대되는 형태를 보여주고 있다. 강수시간과 연강수량은 비슷한 변화경향을보이고 있으나 1980년대 중반과 1990년대 후반에서 2000년대에는 강수시간과 강수량의 차이가 크게 나타났다.
강수량은 기온에 비해 변동성이 매우 크게 나타나고 있으며, 계절별 강수량은 태풍 및 장마의 영향을받는 여름에 가장 많게 나타났다. 강수량별 발생 빈도를 조사한 결과 0~10mm 의 발생빈도는 전반적으로 감소하는 경향을 보였으나 상위 약 5%에 해당하는 강수량의 발생빈도는 증가하는 경향을 보이고 있어 최근 호우 발생가능성이 증대되는 형태를 보여주고 있다.
026°C/year 정도 증가한 것으로 나타났다. 결과적으로 최저기온의 상승률이 최고기온의 상승률보다 높게나타나고 있어 평균기온의 상승은 최고기온보다는 최저기온의 상승이 더 많은 기여를 하고 있는 것으로나타났다. 특이기온 분석 결과 일최저기온 특이값에서는 발생빈도가 시간에 따라 감소하는 경향을 보이는 반면, 일최고기온 특이값은 전체적으로는 증가하지만 10년 이상의 장주기 변동을 하는 것으로 나타났다.
평균기온의 증가경향은 계절에 따라 차이를 보이고 있으며, 연별 변동 또한 상당한 차이를 보이고 있다. 계절별 기온상승폭은 봄에 0.03°C/year로 가장 컸으며, 다음으로 가을, 겨울, 여름 순으로 나타나 봄에가장 뚜렷하게 기온 증가경향이 나타났고, 여름에 가장 약하게 나타났다. 이러한 결과는 이명인(1995)이 1906년부터 1994년까지 13개 기상대의 평균기온을 분석한 결과 봄에 가장 뚜렷하게 기온 증가경향이나타났다는 연구결과에 부합된다.
특이기온 분석 결과 일최저기온 특이값에서는 발생빈도가 시간에 따라 감소하는 경향을 보이는 반면, 일최고기온 특이값은 전체적으로는 증가하지만 10년 이상의 장주기 변동을 하는 것으로 나타났다. 또한 기온과 관련된 특이지수 발생일수는 최고기온과 관련된 요소는 점차 감소하고, 최저기온과 연관된 요소는 점차 증가하고 있어 온난화경향을 반영하는 것으로 나타났다.
온난화 경향은 계절별로 다르게 나타나 기온의 증가는 봄철에 가장 크게 나타났다. 또한, 일최고기온과 일최저기온은 81년 동안 각각 0.01°C/year, 0.026°C/year 정도 증가한 것으로 나타났다. 결과적으로 최저기온의 상승률이 최고기온의 상승률보다 높게나타나고 있어 평균기온의 상승은 최고기온보다는 최저기온의 상승이 더 많은 기여를 하고 있는 것으로나타났다.
12에서 온난일은 관측기간 중 최고기온의 상위 1% 이내의 값을, 한랭일은 최고기온 하위 1% 이내의 값으로 정의하였으며, 온난야는 최저기온 상위 1% 이내, 한랭야는 최저기온'하위 1% 이내의 값을택하였다. 분석결과 온난일은 33.5°C 이상, 한랭일은 2.4°C 이하, 온난야는 26.2°C 이상 그리고 한랭야는 -1.7°C 이하로 나타났다.
이러한 이유는 강수일의 80% 이상을 차지하여 총강수시간을 좌우할 수 있는 0〜10 mm 발생빈도의 감소경향과 특이 강수량 발생빈도가 같은 기간에증가한 점과 관련이 있는 것으로 볼 수 있다. 이와더불어 강수일수는 감소하고 호우일수는 증가하는 경향을 보이고 있어 결과적으로 강수강도가 증가하였음을 알 수 있었다.
제주의 기온관련지수 발생일수 변동을 살펴보면 시간이 지나면서 최고기온과 관련된 요소인 난방도일, 한랭일, 한랭야는 점차 감소하는 경향을, 최저기온과연관된 냉방도일, 온난일, 온난야는 점차 증가하는경향을 보이고 있다. 특히 1990년대에 들어 온난일과온난야의 발생일수와 비교하여 한랭일과 한랭야의 편차가 갑자기 커지는 경향을 나타내고 있는데 이것은 최근 가속화되고 있는 온난화현상을 반영한 결과로사료된다.
961901로 F값이 그 이상으로 나타나 귀무가설 &:。= 0이 기각된다. 즉, 회귀직선은 유의한 것으로 나타났다. 다만, Table 3과 같이연평균 최고기온의 경우 R2이 0.
결과적으로 최저기온의 상승률이 최고기온의 상승률보다 높게나타나고 있어 평균기온의 상승은 최고기온보다는 최저기온의 상승이 더 많은 기여를 하고 있는 것으로나타났다. 특이기온 분석 결과 일최저기온 특이값에서는 발생빈도가 시간에 따라 감소하는 경향을 보이는 반면, 일최고기온 특이값은 전체적으로는 증가하지만 10년 이상의 장주기 변동을 하는 것으로 나타났다. 또한 기온과 관련된 특이지수 발생일수는 최고기온과 관련된 요소는 점차 감소하고, 최저기온과 연관된 요소는 점차 증가하고 있어 온난화경향을 반영하는 것으로 나타났다.

후속연구

본 연구의 분석결과는 온실기체 증가 등에 따른제주 기후의 변화경향을 파악하고자 하는 시나리오작성이나 온난화 지수를 산출하려는 이후의 연구에대한 기초 작업이 될 수 있으리라 판단된다.

참고문헌 (16)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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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