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문제 정의
- 하지만 pan 증발량 변화는 기후요소뿐만 아니라 지리 및 지형적 특성과도 밀접한 연관성을 가지고 있다. 따라서 이러한 지리 지형적 요소의 영향이 고려되어야 하며, 본 연구결과는 이러한 연구를 위한 사전적 연구로서 우리나라 56개 연구지역을 선정하여 가급적 다양한 지역에 대해서 분석함으로서 pan 증발량과 pan 증발량 추세의 공간적 분포를 파악하고자 하였다.
- 본 연구에서는 전국적으로 가급적 많은 연구지역을 선정하여 pan 증발량 분포 및 pan 증발량 추세분포를 분석하고자 하였다. 따라서 pan 증발량의 장기적 추세를 분석하기 위해서는 가급적 자료 분석기간이 길어야 하나, pan 증발량 관측자료의 제약으로 인하여 전국 56곳의 기후관측지점에서 1973년부터 1990년까지의 소형 pan 증발량 자료를 수집하여 분석을 실시하였다.
가설 설정
- 반대로 Z값이 큰 음의 값을 갖는다면 이는 자료계열의 후반에 관측된 자료가 전반에 관측된 자료보다 작은 것을 의미한다. 따라서 만일 분석하고자 하는 자료가 상승추세라는 대립가설을 HA라 하고, 상승추세가 없다는 귀무가설 Ho를 검증하고자 한다면 Z값이 양의 값을 갖고 그리고 Z값이 검증하고자 하는 유의수준에서의 Z값보다 크다면 귀무가설 Ho는 기각된다.
제안 방법
- 1990년 이후 증발량 자료가 관측된 11개 지점에 대해서 1973년부터 2006년까지 34년간의 증발량 추세를 산정하여 1990년까지 18년간의 증발량 추세와 비교분석하였다. 비교분석 결과에 의하면 연별자료의 경우 춘천, 인천, 수원, 대전, 부산, 목포, 서귀포 등 7개 지역에서 1973년부터 1990년까지의 증발량 추세와 2006년까지의 증발량 추세 모두에서 감소추세를 보이고 있다.
- 1). 또한 1990년 이후 소형 pan 증발량과 대형 pan 증발량 관측자료가 있는 지점에 대하여 2006년까지 증발량자료를 수집하여 증발량추세를 비교분석하였다.
- 또한 pan 증발량 추세와 기후요소의 추세의 연관성을 비교 분석하기 위하여 증발량자료가 관측되어 있는 11개 지점에 대하여 1973년부터 2006년까지 기온, 상대습도, 일사량, 풍속 그리고 강수량의 추세를 분석하였다. 기온의 경우 11개 지역의 평균 기온 변화량에서 1월을 제외하고 증가추세를 보이고 있다.
- 본 연구에서는 Mann-Kendall 검증방법을 이용한 연 및 월별 pan 증발량 변화추세를 분석하였고, Sen 방법을 이용하여 18년간(1973-1990) pan 증발량 변화분포를 분석하였다. 연별 pan 증발량은 56개 연구지역 중에서 38개 연구지역에서 감소추세를 보이고 있고, 18년간의 pan 증발량 감소량은 양평지역이 18년 동안 -1.
- 본 연구에서는 pan 증발량의 추세를 알아보기 위하여 Mann-Kendall 추세분석을 실시하였다. 만일 xj와 xk를 관측점에서 측정된 j번째와 k번째 시기의 관측값이라 하고, xj-xk가 양(+)의 값을 갖는지 혹은 음(−)의 값을 갖는지에 따라서 sgn(xj-xk)을 1, 0, -1을 취하는 함수라고 한다면 다음 Eq.
대상 데이터
- Table 10은 1973년부터 2006년까지 소형증발접시 증발량과 대형증발접시 증발량 자료가 관측된 10개 지점에 대해서 계절적 요인을 고려하여 증발량의 추세를 비교 분석하였다. 겨울철에는 대형증발량 관측자료가 없고 4월 및 10월의 경우 대형증발량 자료의 결측치가 많아서 대신에 5월과 9월 증발량 자료를 비교 분석에 활용하였다. 인천과 부산지역의 경우 소형 증발접시 증발량이나 대형 증발접시 증발량 모두에서 유의한 감소추세를 보이고 있으나, 여수와 진주의 경우 소형 증발접시 증발량이나 대형 증발접시 증발량 모두에서 유의한 추세를 보이지 않고 있다.
- 본 연구에서는 전국적으로 가급적 많은 연구지역을 선정하여 pan 증발량 분포 및 pan 증발량 추세분포를 분석하고자 하였다. 따라서 pan 증발량의 장기적 추세를 분석하기 위해서는 가급적 자료 분석기간이 길어야 하나, pan 증발량 관측자료의 제약으로 인하여 전국 56곳의 기후관측지점에서 1973년부터 1990년까지의 소형 pan 증발량 자료를 수집하여 분석을 실시하였다. 선정된 56곳의 연구지역은 우리나라 한반도 전역에 걸쳐서 해안지역 및 내륙지역에 고르게 위치하고 있으며, 또한 연구지역의 지형특성이 평야, 산악, 호소 등에 고르게 분포하여 pan 증발량 변화를 분석하는데 적절하리라 판단된다(Fig.
이론/모형
- 하지만, 자료의 오류로 인하여 이상적으로 크거나 혹은 작은 값이 포함되어 있다면 단위시간당 변화는 크게 다른 값을 산정할 것이다. 따라서 이러한 경우 Sen(1968)에 의해서 제안된 방법을 적용함으로써 단위시간당 변화를 산정할 수 있다. Sen(1968)에 의해서 제안된 방법은 자료의 오류로 인하여 이상적으로 크거나 혹은 작은 값들에 영향을 받지 않고, 또한 자료가 부족한 경우에도 적용할 수 있다.
- 본 연구에서는 Mann-Kendall 검증방법과 Sen 방법을 적용하여 연 및 월별 증발량 변화추세와 증발량 변화정도를 분석하였다.
성능/효과
- 1에서 유의한 증가 추세를 보이고 있다. Sen 경사를 이용한 18년간의 pan 증발량 감소량은 고창지역이 18년 동안 -0.624 mm가 감소함으로서 가장 큰 감소를 보였으며, 성산포지역이 18년 동안 증발량이 0.918 mm가 증가하여 가장 큰 증가를 보였다.
- 1에서 유의한 증가추세를 보이고 있다. Sen 경사를 이용한 18년간의 pan 증발량 변화는 서산지역이 18년 동안 -1.946 mm가 감소함으로서 가장 큰 감소를 보였으며, 해남지역이 0.612 mm의 pan 증발량 증가를 보여서 가장 큰 증가를 보였다.
- 56개 연구지역 중에서 춘천을 비롯하여 12개 연구지역에서 유의수준 α=0.05에서 유의한 감소추세를 보이고 있으며, 충주를 비롯하여 5개 연구지역에서 유의수준 α=0.1에서 유의한 감소추세를 보이고 있다.
- 1에서 유의한 증가 추세를 보이고 있다. Sen 경사를 이용한 18년간의 pan 증발량 감소량은 고창지역이 18년 동안 -0.624 mm가 감소함으로서 가장 큰 감소를 보였으며, 성산포지역이 18년 동안 증발량이 0.918 mm가 증가하여 가장 큰 증가를 보였다.
- 1에서 유의한 증가추세를 보이고 있다. Sen 경사를 이용한 18년간의 pan 증발량 감소량은 양평지역이 18년 동안 -1.009 mm가 감소함으로서 가장 큰 감소를 보였으며, 해남지역이 0.612 mm가 증가함으로서 가장 큰 증가를 보였다.
- 1에서 유의한 증가추세를 보이고 있다. Sen 경사를 이용한 18년간의 pan 증발량 변화는 서산지역이 18년 동안 -1.946 mm가 감소함으로서 가장 큰 감소를 보였으며, 해남지역이 0.612 mm의 pan 증발량 증가를 보여서 가장 큰 증가를 보였다.
- 1에서 유의한 감소추세를 보이고 있다. Sen 경사를 이용한 18년간의 pan 증발량 변화는 완도지역이 18년 동안 1.350 mm가 증가함으로서 가장 큰 증가를 보였으며, 양평지역이 18년 동안 -0.583 mm 감소하여 가장 큰 감소를 보였다.
- 1에서 유의한 감소추세를 보이고 있다. Sen 경사를 이용한 18년간의 pan 증발량 증가량은 정읍지역이 18년 동안 1.363 mm가 증가함으로서 가장 큰 증가를 보였으며, 합천지역이 18년 동안 -0.910 mm 감소함으로서 가장 큰 감소를 보였다.
- pan 증발량 추세와 기후요소 추세의 연관성을 비교 분석한 결과 기온, 상대습도 그리고 풍속추세는 연별이나 혹은 월별 pan 증발량 추세와 서로 상이한 추세를 보이나, 일사량 추세는 연별 및 월별 pan 증발량 추세와 동일한 추세를 보이고, 강수량 추세는 연별 및 월별 pan 증발량 추세와 상반된 추세를 보였다. 강수량이 증가하는 경우 pan 증발량은 감소하고, 강수량이 감소하는 경우 pan 증발량은 증가하는 것으로 나타났다.
- 강수량추세의 경우 11개 지역의 평균 강수 변화량이 4월과 10월을 제외하고 증가하는 추세를 보여서, 강수량과 pan 증발량은 서로 상반된 추세를 보이는 것으로 나타났다. 따라서 강수량이 증가하는 경우 pan 증발량은 감소하고, 강수량이 감소하는 경우 pan 증발량은 증가하는 것으로 나타났다. 또한 연 및 월별 강수량은 일사량과 상반된 추세를 보여서, 강수량이 증가하는 경우 일사량은 감소하고, 강수량이 감소하는 경우 일사량은 증가하는 것으로 나타났다.
- 강수량추세의 경우 11개 지역의 평균 강수 변화량이 4월과 10월을 제외하고 증가하는 추세를 보여서, 강수량과 pan 증발량은 서로 상반된 추세를 보이는 것으로 나타났다. 따라서 강수량이 증가하는 경우 pan 증발량은 감소하고, 강수량이 감소하는 경우 pan 증발량은 증가하는 것으로 나타났다.
- 강수량추세의 경우 11개 지역의 평균 강수 변화량이 4월과 10월을 제외하고 증가하는 추세를 보여서, 강수량과 pan 증발량은 서로 상반된 추세를 보이는 것으로 나타났다. 따라서 강수량이 증가하는 경우 pan 증발량은 감소하고, 강수량이 감소하는 경우 pan 증발량은 증가하는 것으로 나타났다. 또한 연 및 월별 강수량은 일사량과 상반된 추세를 보여서, 강수량이 증가하는 경우 일사량은 감소하고, 강수량이 감소하는 경우 일사량은 증가하는 것으로 나타났다.
- 507mm)이 가장 큰 감소를 보였다. 따라서 영산강 남부권역이 18년 동안 pan 증발량이 가장 크게 증가한 것으로 나타났고, 반면에 영산강 서부 권역에서는 연 및 10월에 가장 큰 pan 증발량 감소를 보여서 연구지역의 지리 및 지형적 특성에 따라서 각 권역별로 다른 pan 증발량 변화를 보이는 것으로 나타났다.
- 583 mm 감소하여 가장 큰 감소를 보였다. 따라서 전반적으로 연별과 1월, 7월은 pan 증발량이 감소추세를 보이고, 4월과 10월은 증가추세를 보여서 각 지점뿐만 아니라 월별로도 다른 추세를 보이는 것으로 나타났다.
- 또한 16개 연구 지역에서는 유의하지는 않으나 감소추세를 보이고 있다. 따라서 총 33개 연구지역에서 pan 증발량 감소추세를 보이고 있다. 56개 연구지역 중에서 강화지역이 Z-score가 -3.
- 따라서 강수량이 증가하는 경우 pan 증발량은 감소하고, 강수량이 감소하는 경우 pan 증발량은 증가하는 것으로 나타났다. 또한 연 및 월별 강수량은 일사량과 상반된 추세를 보여서, 강수량이 증가하는 경우 일사량은 감소하고, 강수량이 감소하는 경우 일사량은 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 일사량이 pan 증발량에 중요한 기후요소인 것을 고려하면 강수량 변화에 따른 일사량 변화가 pan 증발량에 직접적인 영향을 미치는 것으로 판단된다.
- 1990년 이후 증발량 자료가 관측된 11개 지점에 대해서 1973년부터 2006년까지 34년간의 증발량 추세를 산정하여 1990년까지 18년간의 증발량 추세와 비교분석하였다. 비교분석 결과에 의하면 연별자료의 경우 춘천, 인천, 수원, 대전, 부산, 목포, 서귀포 등 7개 지역에서 1973년부터 1990년까지의 증발량 추세와 2006년까지의 증발량 추세 모두에서 감소추세를 보이고 있다. 춘천, 인천, 대전, 부산지역의 경우 2006년까지 34년간의 증발량 추세가 1990년까지 18년간의 증발량 추세보다 더 큰 감소추세를 보이고 있어서 1990년 이후 증발량 감소추세가 커진 것으로 판단된다.
- 따라서 pan 증발량의 장기적 추세를 분석하기 위해서는 가급적 자료 분석기간이 길어야 하나, pan 증발량 관측자료의 제약으로 인하여 전국 56곳의 기후관측지점에서 1973년부터 1990년까지의 소형 pan 증발량 자료를 수집하여 분석을 실시하였다. 선정된 56곳의 연구지역은 우리나라 한반도 전역에 걸쳐서 해안지역 및 내륙지역에 고르게 위치하고 있으며, 또한 연구지역의 지형특성이 평야, 산악, 호소 등에 고르게 분포하여 pan 증발량 변화를 분석하는데 적절하리라 판단된다(Fig. 1). 또한 1990년 이후 소형 pan 증발량과 대형 pan 증발량 관측자료가 있는 지점에 대하여 2006년까지 증발량자료를 수집하여 증발량추세를 비교분석하였다.
- 속초를 비롯하여 13개 지역에서 유의수준 α=0.05에서 유의한 감소추세를 보이고 있으며, 대관령을 비롯하여 11개 연구지역에서 유의수준 α=0.1에서 유의한 감소추세를 보이고 있다.
- 본 연구에서는 Mann-Kendall 검증방법을 이용한 연 및 월별 pan 증발량 변화추세를 분석하였고, Sen 방법을 이용하여 18년간(1973-1990) pan 증발량 변화분포를 분석하였다. 연별 pan 증발량은 56개 연구지역 중에서 38개 연구지역에서 감소추세를 보이고 있고, 18년간의 pan 증발량 감소량은 양평지역이 18년 동안 -1.009 mm가 감소함으로서 가장 큰 감소를 보였으며, 해남지역이 0.612 mm가 증가함으로서 가장 큰 증가를 보였다.
- 원주를 비롯하여 10개 지역에서 유의수준 α=0.05에서 유의한 증가추세를 보이고 있으며, 대관령을 비롯하여 4개 연구지역에서 유의수준 α=0.1에서 유의한 증가추세를 보이고 있다.
후속연구
- 권역별로 56개 연구지역에서 1973년부터 1990년까지 18년간의 평균 pan 증발량과 pan 증발 변화량을 Sen 방법을 이용하여 산정한 결과에 의하면 연 및 월별로 각 권역에 따라서 각기 다른 pan 증발량 양상을 보이고 있다. 또한 Sen 방법을 이용한 18년간의 권역별 평균 증발량 변화는 연별의 경우 대부분의 권역에서 감소를 보이고 있으나, 인근 권역사이에도 다른 pan 증발량 변화 양상을 보여서 추후 연구에서는 각 지점별로 기후요소 및 지리 지형적 요인의 영향에 따른 증발량 변화 양상을 분석하는 것이 필요하다.
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