[논문]엘니뇨/라니냐 정의에 대한 제언

손혜영; 국종성; 예상욱; 김현경; 박이형

doi:10.14191/atmos.2013.23.1.063

엘니뇨/라니냐 정의에 대한 제언
A Suggestion for Definition of El Niño/La Niña 원문보기

대기 = Atmosphere, v.23 no.1, 2013년, pp.63 - 71

손혜영 (한국해양과학기술원) , 국종성 (한국해양과학기술원) , 예상욱 (한양대학교) , 김현경 (기상청) , 박이형 (기상청)

Abstract ▼ AI-Helper

KMA is operationally monitoring El Ni$\tilde{n}$o and La Ni$\tilde{n}$a events, which have tremendous impacts on global climate. Many scientific studies have used to define onset of El Ni$\tilde{n}$o and La Ni$\tilde{n}$a events based on the moving average and persistency of SST indices, and KMA has adopted such definition. Though the definition has been widely accepted, in the operational aspect there is a critical problem to use moving average and condition for the persistence. Because the future values for the SST indices cannot be used in the operational monitoring, the onset timing in El Ni$\tilde{n}$o and La Ni$\tilde{n}$a can be significantly delayed. We suggest here an appropriate definition of El Ni$\tilde{n}$o and La Ni$\tilde{n}$a events in the operational aspect. Instead of using the moving average and the condition for the persistence, the onset is defined based on NINO3.4 SST during last 3 months. In order to compare the new definition with the current KMA definition, we applied them to recent 60-years SST data. It is clear that the new definition can declare the onset timing of El Ni$\tilde{n}$o and La Ni$\tilde{n}$a several months earlier than that of the KMA definition. It suggest that the new definition is more appropriate to the operational monitoring on El Ni$\tilde{n}$o and La Ni$\tilde{n}$a.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

앞에서 언급한 것과 같이 이 방법을 사용할 경우, 5개월 이동평균과 지속 기간의 정의 때문에, 현업에서는 엘니뇨가 이미 시작하고 몇 달 후에 엘니뇨가 시작되었다고 선언될 수밖에 없다. 그러므로 본 연구에서는 NINO3.4 지수를 사용하여 좀 더 정확하고 신속하게 엘니뇨 진단 방법을 제안하고자 한다.
본 연구에서, 엘니뇨, 라니냐를 해수면 온도에 기반하여 정의하였다. 하지만, 엘니뇨, 라니냐의 진행 경향은 해수면 온도보다는 혼합층 아래의 해수온도 변화에 더 의존하는 경향이 있다.
본 연구에서는 현업에서 사용하고 있는 엘니뇨/라니냐 시작과 종료 시점의 진단을 보완하기 위하여 NINO3.4 SST 아노말리 자료를 사용하여 1950-2011년 기간의 엘니뇨/라니냐 시작의 새로운 정의로 제안하고 있다. 본 연구에서는 3가지 조건을 사용하여 엘니뇨(라니냐) 시작은 다음과 같이 간단히 정리될 수 있다.
본 연구에서는 현재 현업에서 사용하고 있는 엘니뇨 진단에서 나올 수 있는 위와 같은 문제를 해결하기 위하여, 현업에 적합한 새로운 엘니뇨 시작과 종료의 진단 방법을 제시하고자 한다.

제안 방법

연구용이 아닌 현업에 적합한 엘니뇨/라니냐 진단 기법을 개발하기 위해, 가급적 긴 기간의 이동평균과 지속 기간은 사용하지 않았다. 대신, 최근 해수면 온도 상태와 경향성을 고려하였다. 엘니뇨의 정의는 다음 세 가지 조건 중 하나 이상 만족하는 달을 엘니뇨가 시작되는 것으로 판단한다.
현업에서는 아노말리의 정의를 최근 30년 기간의 평균에서의 편차로 정의된다. 본 연구에서도 현재의 현업에 바로 적용 가능할 수 있도록, 각 월의 아노말리는 기후 값을 최근 30년, 즉 1981년-2010년의 월별 기후값을 사용하여 계산하였다. 예를 들면, 2011년 12월의 아노 말리를 구하기 위해서는, 1981-2010년 동안 12월 자료의 30년 평균값을 기후값으로 사용하였다.
앞에서 정의한 엘니뇨와 라니냐의 특징을 살펴보기 위해, 해수면 온도 분포를 조사하였다. Fig.

대상 데이터

본 연구에서 사용한 엘니뇨 지수는 NOAA ERSST (Extended Reconstructed Sea Surface Temperature) 월별 자료를 사용하여 구하였으며, 해수면 온도 자료의 수평해상도는 2 × 2°이다.
본 연구에서 사용한 엘니뇨 지수는 NOAA ERSST (Extended Reconstructed Sea Surface Temperature) 월별 자료를 사용하여 구하였으며, 해수면 온도 자료의 수평해상도는 2 × 2°이다. 총 데이터의 기간은 1854년 1월부터 2011년 12월까지 월별 데이터로 구성되어 있지만, 본 연구에서는 최근 발생한 엘니뇨에 대해 연구하기 위하여 1950년 1월부터 2011년 12월까지 총 62년에 대해 분석하였다. 엘니뇨 정의에서 사용하는 지수로는 NINO3.

이론/모형

상수 A는 B보다 작으며, 여러 가지 민감도 실험을 통해 결정되었다. 연구용으로 Trenberth (1997)의 정의를 사용할 때 구해진 엘니뇨, 라니냐해와 가장 일치하고, 일찍 엘니뇨 시작선언을 할 수 있는 값으로 선택되었다. 민감도 실험 결과, A = 0.

성능/효과

엘니뇨 시작 선언 이후, 양의 해수면 온도는 더욱 발달하여 엘니뇨의 절정기로 진행하게 된다. Fig. 4에서 나타난 해수면 온도의 진행과정은, 본 연구에서 제안한 방법이 합리적으로 엘니뇨 시작을 정의하고 있음을 보여준다.
html)에서 기술하고 있는 과거 엘니뇨/라니냐의 발생년도와도 거의 일치함을 볼 수 있다. WMO에서 정의한 엘니뇨는 1950년부터 2011년까지 총 19개의 엘니뇨 발생을 나타내고 있는데, 본 연구에서 제안한 정의를 사용하였을 때는 5번을 제외하고 WMO에서 정의한 것과 같은 엘니뇨 발생년도를 나타내고 있다. 또한 이러한 차이도 엘니뇨 정의 문제라기보다는 현재 현업에 맞추기 위해 최근 30년 자료를 사용 했기 때문이라고 판단된다.
4 SST 아노말리 값을 구할 때, 기후값을 1981-2010년 자료를 사용하였기 때문에 이전 자료에서 라니냐 시작 시기의 차이가 나타나는 것으로 보인다. 그러므로 본 연구에서 제시한 진단방법은 엘니뇨/라니냐의 시작 시점을 현업에 적합하고 신속하게 진단하는 것에 효과적이며, 특히 엘니뇨의 경우 엘니뇨 시작 선언과 발생 기간을 라니냐의 경우보다 좀더 효과적으로 진단할 수 있는 것으로 나타났다.
5℃ 선을 나타낸다. 대체적으로 기상청즉 현업에서 사용하고 있는 엘니뇨 진단 기법을 사용한 엘니뇨 시작은 본 연구에서 제시한 조건을 만족하는 엘니뇨 시작과 비교했을 때 평균 6개월 정도 늦게 시작을 선언하고, 시작 시점도 1-2개월 늦게 진단하는 것을 볼 수 있다. 특히, 강한 엘니뇨가 발생하여 전 세계적으로 이슈가 되었던 1982/83년이나 1997/98년의 경우, 이미 NINO3.
라니냐 발생도 마찬가지로 WMO에서 정의한 시작 시기와 비슷한 것으로 나타났다. 또한 1980년대 이후에 강도가 약하거나 기간이 짧게 나타난 엘니뇨/라니냐의 경우도 본 연구에서 제안한 정의를 사용함으로써 매우 잘 진단할 수 있음을 알 수 있다.
또한 라니냐의 경우, 1980년 이전에 현업과 새로운 정의를 사용하여 선언한 라니냐 시작 시기가 약간 차이가 나는 것을 볼 수 있는데, 라니냐 시기에 최소 NINO3.4 SST 아노말리값이 –1℃ 이하가 넘지 않는 라니냐의 경우는 본 연구에서 새롭게 정의한 방법으로 라니냐 시작을 선언하지 못하는 것으로 나왔다.
또한 본 연구에서 제안한 정의로 엘니뇨/라니냐 해들은 WMO에서 제시한 해들과 매우 일치함을 알 수 있다. 또한 기상청-기후변화정보센터 (Climate Change Information Center; CCIC) 홈페이지 (http://www.
반면에, 현재의 기상청 정의를 사용할 경우, 엘니뇨 시작 선언 2개월 전에도 이미 충분한 해수면 온도 발달이 되어 있음을 알 수 있다. 또한, 엘니뇨 시작을 선언한 이후에는 양의 해수면 온도 아노말리가 조금씩 감소하여 엘니뇨가 쇠퇴하고 있음을 알 수 있다. 따라서, 현재 기상청의 정의는 엘니뇨 시작을 너무 늦게 선언하는 경향이 있어서, 현업 사용에 적합하지 않음을 알 수 있다.
연구용으로 Trenberth (1997)의 정의를 사용할 때 구해진 엘니뇨, 라니냐해와 가장 일치하고, 일찍 엘니뇨 시작선언을 할 수 있는 값으로 선택되었다. 민감도 실험 결과, A = 0.2, B = 0.3일 때 가장 합리적인 엘니뇨/라니냐의 시작/종료 정의가 되는 것으로 판단되었다. 본 정의는 자료 기간 및 기후값 정의에 크게 민감하지 않은 것으로 나타났다.
라니냐 시작 선언 이후에는 해수면 온도가 급격히 감소하는 경향을 나타내고 있다. 전체적으로, 본 연구에서 제안한 엘니뇨/라니냐 시작 정의가 기존의 현업 방법에 비해 좀더 합리적으로 시작 시점을 정의하고 있음을 알 수 있다.
이러한 양의 해수면 온도는 빠른 속도로 소멸하게 되어, 종료시점에는 매우 약한 양의 해수면 온도 아노말리가 중태평양에 제한되어 나타나고 있다. 종료 선언 이후, 양의 해수면 온도 아노말리는 사라지고, 음의 해수면 온도가 적도에서 나타나게 된다. 이는, 엘니뇨 종료시점의 정의가 적절하게 이루어지고 있음을 의미한다.
이 음의 아노말리는 점차 소멸되어, 종료 선언 1개월 전에 거의 정상상태로 돌아오게 된다. 종료 선언시점에는 적도 동태평양에 양의 아노말리가 약하게 발생하여, 그 이후 양의 아노말리가 성장하는 모습을 보여준다. 이는, 본 연구에서 제안한 방법이 엘니뇨와 라니냐의 종료시점을 합리적으로 정의하고 있음을 제시한다.
라니냐의 경우는 엘니뇨보다 시작 선언 시점의 차이가 더 많이 나는 것을 볼 수 있다. 최대 8개월 정도 라니냐 시작 선언 시점의 차이가 나타나게 되는데, 본 연구에서 제시한 라니냐 시작이 실제 라니냐 기간을 좀더 정확하게 진단하는 것을 볼 수 있다. 강한 라니냐의 경우는 현업에서 사용하는 진단기법은 실제 기간보다 늦게 라니냐 시작을 진단하지만, 라니냐의 강도가 약하고 발생 기간이 짧을 경우 (2005/06년 (Fig.
현업에서는 엘니뇨/라니냐 선언이 지연되는 문제점이 발견되었으나, 그에 반하여 본 연구에서 제시하는 조건으로 엘니뇨/라니냐를 진단했을 시 현업에서 제시하는 진단보다 평균 5-6개월 정도 빨리 선언할 수 있는 것으로 나타났다. 특히, 2006/07년 엘니뇨 같은 발생 기간이 짧은 엘니뇨/라니냐의 경우에 현업에서 사용하는 진단법으로는 엘니뇨/라니냐를 진단하지 못하는 문제점이 있었으나, 본 연구에서는 이러한 현상의 경우도 엘니뇨/라니냐를 진단해낼 수 있는 것으로 나타났다.
현업에서는 엘니뇨/라니냐 선언이 지연되는 문제점이 발견되었으나, 그에 반하여 본 연구에서 제시하는 조건으로 엘니뇨/라니냐를 진단했을 시 현업에서 제시하는 진단보다 평균 5-6개월 정도 빨리 선언할 수 있는 것으로 나타났다. 특히, 2006/07년 엘니뇨 같은 발생 기간이 짧은 엘니뇨/라니냐의 경우에 현업에서 사용하는 진단법으로는 엘니뇨/라니냐를 진단하지 못하는 문제점이 있었으나, 본 연구에서는 이러한 현상의 경우도 엘니뇨/라니냐를 진단해낼 수 있는 것으로 나타났다.

후속연구

4 SST만 사용하기 때문에, 두 가지 타입의 엘니뇨의 시작과 종료를 정의하는 데 한계를 가지고 있다. 따라서, 추후 연구에서는 엘니뇨 패턴의 다양성을 고려하기 위하여 보다 다양한 지수를 사용한 엘니뇨/라니냐 정의와 두 가지 타입 엘니뇨의 시작, 종료 정의가 함께 이루어져야 할 것이다.
본 정의는 자료 기간 및 기후값 정의에 크게 민감하지 않은 것으로 나타났다. 하지만, 기후 평균장의 변화와 엘니뇨의 특성 변화에 따라, 두 상수값은 현업에 적합하게 조정될 수 있을 것이다.
따라서, 모든 상황에서 엘니뇨를 진단, 감시해야하는 현업에서는 아직까지는 해수 자료 사용하는 것은 어려울 수 있다. 하지만, 추후 연구에서는 보다 정확한 진단을 위해서는 해수 온도를 위한 진단 방법을 개발하고, 검증해보는 게 필요할 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	엘니뇨/라니냐 란?	엘니뇨/라니냐는 대기-해양의 상호작용에 의해 열대 태평양의 해수면 온도가 2-7년 주기로 변동하는 현상이다. 엘니뇨/라니냐는 열대 태평양 기후뿐만 아니라 전지구 기후 시스템을 변동시키는 가장 강력한 기후 현상이다 (Horel and Wallace, 1981, many others).
	엘니뇨는 정성적인 정의는 무엇인가?	엘니뇨는 정성적으로는 ‘중·동부 적도 태평양의 해면수온이 평년보다 높아져서 그 상태가 계속되는 현상’이라고 정의할 수 있지만 어느 정도로 해수면온도가 상승하였을 때를 엘니뇨라고 정의할 수 있는가에 대해서는 전 세계적으로 통일된 객관적인 기준이 아직 마련되어 있지 않고 있다. 현재까지, 여러 연구자나 연구기관에 따라 엘니뇨 지수 지역 (El Niño index area)과 엘니뇨 발생해도 차이를 보이고 있다 (차은정 등, 1999).

참고문헌 (19)

강인식, 1998: 엘니뇨와 한반도 기후변동의 관련성. 한국기상학회지, 34(3), 390-395.

상세보기
안중배, 류정희, 조익현, 박주영, 류강범, 1997: 한반도 기온 및 강수량과 적도 태평양 해면온도와의 상관관계에 관한 연구. 한국기상학회지, 33, 487-495.

상세보기
차은정, 전종갑, 정효상, 1999: 엘니뇨/라니냐 해의 우리나라 기후특성에 관한 연구. 한국기상학회지, 35(1), 98-117.

상세보기
An, S.-I. and B. Wang, 2001: Mechanisms of locking the El Nino and La Nina mature phases to boreal winter. J. Climate, 14, 2164-2176.

상세보기
Ashok, K., S. K. Behera, S. A. Rao, H. Weng, and T. Yamagata, 2007: El Nino Modoki and its possible teleconnection, J. Geophys. Res., 112, C11007, doi:10.1029/2006JC003798.

상세보기
Galanti, E. and E. Tziperman, 2000: ENSO's Phase Locking to the Seasonal Cycle in the Fast-SST, Fast-Wave, and Mixed-Mode Regimes. J. Atmos. Sci., 57, 2936-2950.

상세보기
Ham, Y.-G., J.-S. Kug, D. Kim, Y.-H. Kim, and D.-H. Kim, 2012: What controls phase locking of ENSO to boreal winter in coupled GCMs?. Climate Dyn., doi:10.1007/ s00382-012-1420-2.
Horel, J. D. and J. M. Wallace, 1981: Planertary scale atmospheric phenomena associated with the Southern Oscillation. Mon. Wea. Rev., 125, 773-788.
Jin, F.-F., D. Neelin, and M. Ghil, 1994: ENSO on the devil's staircase. Science, 264, 70-72.

상세보기
Kao, H.-Y. and J.-Y. Yu, 2009: Contrasting eastern-Pacific and central-Pacific types of ENSO. J. Climate, 22, 615-632.

상세보기
Kug, J.-S., F.-F. Jin, and S.-I. An, 2009: Two-types of El Nino events: Cold tongue El Nino and warm pool El Nino. J. Climate, 22, 1499-1515.

상세보기
Kug, J.-S., M.-S. Ahn, M.-K. Sung, S.-W. Yeh, H.-S. Min, and Y.-H. Kim, 2010: Satatistical Relatinoship between two types of El NINO events and climate variation over the Korean Peninsula. Asia Pacific J. Atmos. Sci., 46(4), 467-474.
Rasmusson, E. M. and T. H. Carpenter, 1982: Variations in tropical sea surface temperature and surface wind fields associated with the Southern Oscillation/El Nino. Mon. Wea. Rev., 110, 354-384.
Sooraj, K.-P., J.-S. Kug, T. Li, and I.-S. Kang, 2009: Impact of El Nino onset timing on the Indian Ocean-Pacific coupling and subsequent El Nino evolution. Theor. Appl. Climatol., 97, 17-27.

상세보기
Trenberth, K. E., 1997: The Definition of El Nino. Bull. Amer. Meteor. Soc., 78, 2771-2777.
Tziperman, E., M. A. Cane, and S. Zebiak, 1995: Irregularity and locking to the seasonal cycle in an ENSO prediction model as explained by the quasi-periodicity route to chaos. J. Atmos. Sci., 52, 293-306.

상세보기
Tziperman, E., M. A. Cane, and B. Blumenthal, 1998: Locking of El Nino peak time to the end of the calendar year in the delayed oscillator picture of ENSO. J. Climate, 11, 2191-2203.

상세보기
Yasunari, T., 1990: Impact of Indian monsoon on the coupled atmosphere/ocean system in the tropical Pacific. Meteor. Atmos. Phys., 44, 29-41.

상세보기
Wang, B. and J. Chan, 2001: How strong ENSO events affect tropical storm activity over the western north Pacific. J. Climate, 15, 1643-1658.

저자의 다른 논문 :

LOADING...

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증