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문제 정의
- 이에 본 연구는 CCIC의 고해상도 남한상세 기후변화 자료를 활용하여 제주도에서 사면과 해발고도에 따른 미래 가뭄 발생의 차이를 연구하였다. 그리고 이를 통해 제주도에서 지역에 따른 가뭄 대처 계획의 수립에 필요한 기초정보를 제공하고자 하였다.
- 본 연구는 가까운 미래에 발생할 수 있는 제주도 각 지역의 가뭄 발생 특성을 제시하였다. 이 연구 결과는 제주도 각 지역의 특성을 고려하여 미래 가뭄에 대비한 수자원 정책을 수립할 때 유용한 정보가 될 것으로 기대된다.
- 본 연구에서 현재는 CCIC 자료의 기간을 고려하여 2001년부터 2010년(10년)으로 설정하였으며, 미래기간은 가까운 미래에 제주도에서 발생할 수 있는 가뭄의 공간적 분포 특성을 파악하기 위하여 2015년부터 2044년(30년)으로 설정하였다. 본 연구에서는 두 기간의 가뭄을 비교하기 위하여 전체 기간에 대한 가뭄지수를 산정하고 현재와 미래의 가뭄지수를 비교하였다.
- 본 연구에서는 현재(2001~2010년) 제주도의 가뭄 발생횟수, 가뭄 지속기간, 가뭄 심도에 대비해 향후 30년(2015~2044년) 제주도에서 발생할 가뭄의 변화 경향에 대하여 분석하였다.
- 이에 본 연구는 CCIC의 고해상도 남한상세 기후변화 자료를 활용하여 제주도에서 사면과 해발고도에 따른 미래 가뭄 발생의 차이를 연구하였다. 그리고 이를 통해 제주도에서 지역에 따른 가뭄 대처 계획의 수립에 필요한 기초정보를 제공하고자 하였다.
제안 방법
- 1 km 정규 격자인 남한 상세 기후변화 시나리오를 본 연구에서 설정한 각 지역별 강수량 자료로 생산하기 위해, 본 연구에서는 기후변화 자료를 연구자가 설정한 지역별 자료로 생산하는데 효과적인 툴을 포함하고 있는 “농어촌 용수구역 지하수 가뭄예측 시스템”을 활용하였다(Park, 2013).
- 5 시나리오로 생산된 자료를 활용하였다. IPCC 4차 평가보고서에 사용한 special report on emissions scenarios (SRES) 온실가스 시나리오를 대신하여 IPCC 5차 평가보고서에서는 대표농도경로 RCP를 새로운 시나리오로 사용하며, RCP 시나리오는 최근 온실가스 농도변화 반영 및 최근 예측모델에 맞게 해상도 등을 업데이트 하였다(CCAS, 2014). 따라서 본 연구에서는 RCP 시나리오를 연구에 사용하였다.
- SPI는 McKee 등(1993)에 의해 제안되었으며, 강수량만을 이용하여 가뭄을 평가하는 지수이다. SPI 산정을 위해서는 주어진 지속기간(1, 3, 6, 9, 12개월 등)에 대한 누가강수시계열을 작성하고 이를 1월부터 12월까지 월별로 분석하여 월별 확률분포형을 선정한다. 선정된 확률분포형을 이용하여 누가확률을 산정한 후, 그 누가확률에 해당하는 표준정규분포의 변량을 구하면 이 값이 SPI가 된다.
- 본 연구는 제주도 각 지역에서의 가뭄 발생 경향을 예측하기 위해 각 지역의 현재와 미래의 가뭄 발생횟수, 가뭄 지속기간(duration), 가뭄 심도(severity)를 산정하였다. 그리고 현재에 대비해 미래에 이러한 가뭄특성들이 어떻게 변화되는지에 대하여 분석하였다.
- 기후값은 관측자료(2000~2010년)를 PRIDE(PRISM based downscaling estimation model) 모델에 적용하여 1 km 해상도의 자료를 생산하여 획득한다. 다음으로 12.5 km 한반도 시나리오 자료에서 각 격자점별로 계절 변동을 제거한 편차(anomaly) 자료를 추출한 후 관측에서 얻은 기후값에 지역기후모델의 편차를 더하여 모델 계통오차가 제거된 새로운 1 km 격자형 시나리오 자료를 생산한다. 시나리오 자료 생산 과정에 최근의 관측자료를 활용한 모델의 계통오차 제거가 포함되어 있으므로 본 연구에서는 이 자료를 활용함에 있어 별도의 편의보정(bias-correction)을 수행하지 않았다.
- 서부권역은 대부분이 해발고도 200 m 이하의 평지 및 구릉성 지형을 나타낸다. 따라서 동일한 해발고도 조건을 가진 다른 권역의 특성을 비교하기 위해 첫 구간을 200 m 구간으로 구분하였으며, 첫 구간 이후는 등간격으로 분류하였다.
- 본 연구는 제주도 각 지역에서의 가뭄 발생 경향을 예측하기 위해 각 지역의 현재와 미래의 가뭄 발생횟수, 가뭄 지속기간(duration), 가뭄 심도(severity)를 산정하였다. 그리고 현재에 대비해 미래에 이러한 가뭄특성들이 어떻게 변화되는지에 대하여 분석하였다.
- 본 연구에서 가뭄 심도는 가뭄 규모(magnitude)를 가뭄의 지속기간으로 나눈 값을 사용하였다. 여기에서 가뭄의 지속기간은 가뭄이 시작되고 종료되는 기간(개월)을 의미하며, 가뭄 규모는 가뭄의 지속기간 동안에 각 월별 가뭄지수의 합을 의미한다.
- 두 지수 모두 그 값이 음수에서 작아질수록 가뭄이 심하다는 것을 의미한다. 본 연구에서 분석한 가뭄은 PDSI와 SPI 분류 상의 약한 가뭄(moderate drought)과 심한 가뭄(severe drought), 극심한 가뭄(extreme drought)이다.
- SPI는 지수산정을 위해 강수량의 계산 시간단위를 1개월부터 3, 6, 9, 12, 24개월 등으로 자유롭게 설정할 수 있다. 본 연구에서는 다양한 기간의 가뭄을 평가하기 위해 시간단위를 3개월(단기 또는 계절가뭄), 6개월(중기가뭄), 12개월(장기가뭄)로 설정하였다.
- 1). 본 연구에서는 먼저 한라산을 중심으로 사면에 따라 제주도를 4개 권역으로 구분하였다. 이때 각 사면의 경계는 행정구역을 기반으로 결정하였다.
- 본 연구에서는 제주도의 미래 가뭄 발생을 지역별로 사면과 해발고도별로 나누어 분석하였다(Fig. 1). 본 연구에서는 먼저 한라산을 중심으로 사면에 따라 제주도를 4개 권역으로 구분하였다.
- 5 km 한반도 시나리오 자료에서 각 격자점별로 계절 변동을 제거한 편차(anomaly) 자료를 추출한 후 관측에서 얻은 기후값에 지역기후모델의 편차를 더하여 모델 계통오차가 제거된 새로운 1 km 격자형 시나리오 자료를 생산한다. 시나리오 자료 생산 과정에 최근의 관측자료를 활용한 모델의 계통오차 제거가 포함되어 있으므로 본 연구에서는 이 자료를 활용함에 있어 별도의 편의보정(bias-correction)을 수행하지 않았다.
대상 데이터
- 미래 기상자료는 남한 상세 기후변화 시나리오 자료를 활용하였다. 기후변화 시나리오는 representative concentration pathways (RCP) 4.5 시나리오로 생산된 자료를 활용하였다. IPCC 4차 평가보고서에 사용한 special report on emissions scenarios (SRES) 온실가스 시나리오를 대신하여 IPCC 5차 평가보고서에서는 대표농도경로 RCP를 새로운 시나리오로 사용하며, RCP 시나리오는 최근 온실가스 농도변화 반영 및 최근 예측모델에 맞게 해상도 등을 업데이트 하였다(CCAS, 2014).
- 미래 기상자료는 남한 상세 기후변화 시나리오 자료를 활용하였다. 기후변화 시나리오는 representative concentration pathways (RCP) 4.
- 본 연구는 CCIC에서 관측자료를 토대로 작성한 기후값 자료 중 2001~2010년 자료를 현재 기상자료로 활용하였다. 2000년 자료는 SPI를 산정하는데 사용하였지만 초기 3, 6, 12개월은 지수가 산정되지 않으므로 가뭄 특성 해석에서는 제외하였다.
- 본 연구에서 제주도의 현재와 미래 기상자료는 CCIC(2014)에서 생산하여 배포하는 1×1 km 공간해상도의 남한 상세 기후변화 시나리오 자료를 활용하였다.
- 본 연구에서 현재는 CCIC 자료의 기간을 고려하여 2001년부터 2010년(10년)으로 설정하였으며, 미래기간은 가까운 미래에 제주도에서 발생할 수 있는 가뭄의 공간적 분포 특성을 파악하기 위하여 2015년부터 2044년(30년)으로 설정하였다. 본 연구에서는 두 기간의 가뭄을 비교하기 위하여 전체 기간에 대한 가뭄지수를 산정하고 현재와 미래의 가뭄지수를 비교하였다.
- 다음으로 4개 권역을 해발고도에 따라 구분하였다. 해발고도에 따른 구분에서는 200 m 간격으로 4개의 분류(200 m 이하, 201~400 m, 401~600 m, 601 m 이상)를 사용하였다. 첫 구간을 200 m 이하로 구분한 이유는 제주도의 4개 권역 중 강수량이 가장 적은 서부권역의 지형특성을 반영하였기 때문이다.
이론/모형
- 본 연구의 예측 대상 가뭄은 기상학적 가뭄으로, 이를 위해 기상학적 가뭄지수인 파머가뭄지수(Palmer drought severity index, PDSI)와 표준강수지수(standardized precipitation index, SPI)를 연구에 활용하였다. 두 지수는 국내의 과거 주요 가뭄사상과의 비교 연구(Kwon과 Moon, 2005; Lee 등, 2012)를 통해 그 활용성이 검증된 가뭄지수이므로 본 연구에서 가뭄평가를 위해 채택하였다.
- IPCC 4차 평가보고서에 사용한 special report on emissions scenarios (SRES) 온실가스 시나리오를 대신하여 IPCC 5차 평가보고서에서는 대표농도경로 RCP를 새로운 시나리오로 사용하며, RCP 시나리오는 최근 온실가스 농도변화 반영 및 최근 예측모델에 맞게 해상도 등을 업데이트 하였다(CCAS, 2014). 따라서 본 연구에서는 RCP 시나리오를 연구에 사용하였다. RCP 4.
- 본 연구의 예측 대상 가뭄은 기상학적 가뭄으로, 이를 위해 기상학적 가뭄지수인 파머가뭄지수(Palmer drought severity index, PDSI)와 표준강수지수(standardized precipitation index, SPI)를 연구에 활용하였다. 두 지수는 국내의 과거 주요 가뭄사상과의 비교 연구(Kwon과 Moon, 2005; Lee 등, 2012)를 통해 그 활용성이 검증된 가뭄지수이므로 본 연구에서 가뭄평가를 위해 채택하였다.
성능/효과
- 남부권역의 해발고도 401~600 m 지역과 동부권역의 해발고도 201 m 이상 지역에서도 이와 같은 현상이 발생할 것으로 나타났다. 12개월 단위 SPI 분석결과에서는 동부권역의 해발고도 201 m 이상 지역에서 심한 가뭄의 심도가 깊어질 것으로 예상되었다. PDSI에서는 대체로 각 권역의 해발고도 200 m 이하 지역의 가뭄심도가 현재에 비해 깊어질 것으로 분석되었다.
- 6개월 단위 SPI 분석결과에 의하면 남부권역의 해발고도 400 m 이하 지역에서 극심한 가뭄의 심도가 깊어지며, 해발고도 200 m 이하 지역에서 그 심도가 현재에 비해 많이 깊어질 것으로 나타났다. 12개월 단위 SPI 분석결과에서는 제주도 전 지역의 극심한 가뭄 심도가 현재에 비해 얕아질 것으로 예상되었다. PDSI의 분석결과에서도 그 심도가 현재와 비슷하거나 얕아질 것으로 예상되었으며 북부권역의 해발고도 200 m 이하지역에서는 극심한 가뭄의 심도가 특히 얕아질 것으로 예상되었다.
- 6개월 단위 SPI 분석에서도 약한 가뭄의 발생횟수는 현재에 비해 감소하고 있으며 해발고도 400 m 이하 지역과 601 m 이상 지역에서 가뭄 발생횟수가 상대적으로 많이 감소하였다. 12개월 단위 SPI 분석에서는 서부와 남부권역의 해발고도 200 m 이하 지역에서 가뭄 발생횟수의 감소가 두드러졌다. 6개월과 12개월 단위의 SPI 분석에서 상대적으로 가뭄 발생횟수의 감소가 적었던 지역은 해발고도 401~600 m 지역이었다.
- 12개월 단위의 SPI 분석결과에서는 해발고도 601 m 이상 지역에서 지속기간의 단축이 두드러지며 서부·남부·북부권역의 해발고도 400 m 이하 지역에서도 심한 가뭄의 지속기간이 현재에 비해 크게 단축될 것으로 예상되었다.
- 그 분석결과에서 서부권역의 심한 가뭄 발생횟수는 현재에 비해 상대적으로 많이 감소할 것으로 예상되었는데, 약 15~20 month/10years 감소할 것으로 예상되었다. 12개월 단위의 SPI 분석에서는 북부권역의 해발고도 201~400 m 지역에서 심한 가뭄의 발생횟수가 상대적으로 많이 감소할 것으로 예상되었다. PDSI의 분석결과에서 심한 가뭄의 발생횟수 역시 제주도 전 지역에서 감소할 것으로 예상되었으며 상대적으로 많이 감소하는 지역은 서부권역과 남부권역의 해발고도 200 m 이하 지역이었다.
- 3개월 단위 SPI 분석에서 약한 가뭄의 발생횟수는 제주도 전역에서 현재에 비해 감소할 것으로 예상되었다. 상대적으로 그 감소가 크게 일어나는 지역은 해발고도 401 m 이상 지역이다.
- 3개월 단위 SPI에서 북부·남부·서부권역의 해발고도 200 m 이하 지역의 가뭄심도는 현재에 비해 깊어질 것으로 나타났으며, 북부권역에서는 해발고도 201~400 지역에서도 가뭄심도가 깊어질 것으로 분석되었다.
- 3개월 단위 SPI의 분석결과에서 약한 가뭄의 심도는 제주도 동부권역의 해발고도 200 m 이하 지역에서 현재에 비해 약 0.2 이내에서 깊어질 것으로 예상되었으며, 남부권역의 해발고도 401~600 m 지역에서 역시 가뭄심도가 현재에 비해 다소 깊어지고 그 외 지역에서는 가뭄심도가 현재에 비해 얕아질 것으로 분석되었다. 6개월 단위 SPI의 분석결과에서도 동부권역의 해발고도 400 m 이하 지역에서는 약한 가뭄의 심도가 깊어질 것으로 예상되었으며, 12개월 단위 SPI에서는 남부권역에서 가뭄심도가 깊어지는 지역이 나타날 것으로 분석되었다.
- 3개월 단위 SPI의 심한 가뭄 분석결과에서는 남부권역의 해발고도 201~600 m 지역과 북부권역의 401 m 이상 지역에서 심한 가뭄의 지속기간이 현재 보다 다소 길어질 것으로 예상되었다. 6개월 단위의 SPI 분석결과에서는 제주도 전 지역의 심한 가뭄 지속기간이 1~3개월 짧아질 것으로 예상되었다.
- 3개월 단위의 SPI 분석결과에 의하면 서부권역과 남부권역에 해발고도 600 m 이하 지역에서 극심한 가뭄의 심도가 현재에 비해 깊어지며, 특히 서부권역의 해발고도 200 m 이하 지역에서 극심한 가뭄의 심도가 두드러지게 깊어질 것으로 나타났다. 6개월 단위 SPI 분석결과에 의하면 남부권역의 해발고도 400 m 이하 지역에서 극심한 가뭄의 심도가 깊어지며, 해발고도 200 m 이하 지역에서 그 심도가 현재에 비해 많이 깊어질 것으로 나타났다.
- 3개월 단위의 SPI 분석결과에 의하면 서부권역과 남부권역에 해발고도 600 m 이하 지역에서 극심한 가뭄의 심도가 현재에 비해 깊어지며, 특히 서부권역의 해발고도 200 m 이하 지역에서 극심한 가뭄의 심도가 두드러지게 깊어질 것으로 나타났다. 6개월 단위 SPI 분석결과에 의하면 남부권역의 해발고도 400 m 이하 지역에서 극심한 가뭄의 심도가 깊어지며, 해발고도 200 m 이하 지역에서 그 심도가 현재에 비해 많이 깊어질 것으로 나타났다. 12개월 단위 SPI 분석결과에서는 제주도 전 지역의 극심한 가뭄 심도가 현재에 비해 얕아질 것으로 예상되었다.
- 상대적으로 그 감소가 크게 일어나는 지역은 해발고도 401 m 이상 지역이다. 6개월 단위 SPI 분석에서도 약한 가뭄의 발생횟수는 현재에 비해 감소하고 있으며 해발고도 400 m 이하 지역과 601 m 이상 지역에서 가뭄 발생횟수가 상대적으로 많이 감소하였다. 12개월 단위 SPI 분석에서는 서부와 남부권역의 해발고도 200 m 이하 지역에서 가뭄 발생횟수의 감소가 두드러졌다.
- 3개월 단위 SPI에서 북부·남부·서부권역의 해발고도 200 m 이하 지역의 가뭄심도는 현재에 비해 깊어질 것으로 나타났으며, 북부권역에서는 해발고도 201~400 지역에서도 가뭄심도가 깊어질 것으로 분석되었다. 6개월 단위 SPI에서는 북부권역 전체와 서부권역의 해발고도 400 m 이하 지역에서 심한 가뭄의 심도가 깊어질 것으로 예상되었다. 남부권역의 해발고도 401~600 m 지역과 동부권역의 해발고도 201 m 이상 지역에서도 이와 같은 현상이 발생할 것으로 나타났다.
- 2 이내에서 깊어질 것으로 예상되었으며, 남부권역의 해발고도 401~600 m 지역에서 역시 가뭄심도가 현재에 비해 다소 깊어지고 그 외 지역에서는 가뭄심도가 현재에 비해 얕아질 것으로 분석되었다. 6개월 단위 SPI의 분석결과에서도 동부권역의 해발고도 400 m 이하 지역에서는 약한 가뭄의 심도가 깊어질 것으로 예상되었으며, 12개월 단위 SPI에서는 남부권역에서 가뭄심도가 깊어지는 지역이 나타날 것으로 분석되었다. PDSI의 분석결과에서는 서부권역의 해발고도 201~400 m 지역에서 가뭄심도가 깊어지는 곳이 나타날 것으로 예상되었으며, 그 외 지역에서는 가뭄심도가 얕아질 것으로 나타났다.
- 그러나 PDSI 분석결과에서는 남부권역의 해발고도 200 m 이하 지역과 해발고도 401~600 m 지역에서 심한 가뭄의 지속기간이 다소 길어질 것으로 예상되었다. 6개월 단위와 12개월 단위의 SPI 분석결과를 살펴보면 극심한 가뭄의 지속기간이 동부권역에서 크게 줄어들 것으로 예상되었다.
- 5개월을 넘지 않을 것으로 예상되었다. 6개월 단위와 9월 단위의 SPI 분석결과, 그리고 PDSI의 분석결과에서는 약한 가뭄의 지속기간이 현재에 비해 모든 지역에서 짧아질 것으로 예상되었다. 지속기간이 상대적으로 많이 짧아지는 지역은 서부권역과 남부권역의 해발고도 201 m 이상 지역이었다.
- 3개월 단위 SPI의 심한 가뭄 분석결과에서는 남부권역의 해발고도 201~600 m 지역과 북부권역의 401 m 이상 지역에서 심한 가뭄의 지속기간이 현재 보다 다소 길어질 것으로 예상되었다. 6개월 단위의 SPI 분석결과에서는 제주도 전 지역의 심한 가뭄 지속기간이 1~3개월 짧아질 것으로 예상되었다. 12개월 단위의 SPI 분석결과에서는 해발고도 601 m 이상 지역에서 지속기간의 단축이 두드러지며 서부·남부·북부권역의 해발고도 400 m 이하 지역에서도 심한 가뭄의 지속기간이 현재에 비해 크게 단축될 것으로 예상되었다.
- 12개월 단위 SPI 분석에서는 서부와 남부권역의 해발고도 200 m 이하 지역에서 가뭄 발생횟수의 감소가 두드러졌다. 6개월과 12개월 단위의 SPI 분석에서 상대적으로 가뭄 발생횟수의 감소가 적었던 지역은 해발고도 401~600 m 지역이었다.
- 12개월 단위의 SPI 분석에서는 북부권역의 해발고도 201~400 m 지역에서 심한 가뭄의 발생횟수가 상대적으로 많이 감소할 것으로 예상되었다. PDSI의 분석결과에서 심한 가뭄의 발생횟수 역시 제주도 전 지역에서 감소할 것으로 예상되었으며 상대적으로 많이 감소하는 지역은 서부권역과 남부권역의 해발고도 200 m 이하 지역이었다.
- PDSI의 분석결과에서는 서부권역의 해발고도 200 m 이하 지역에서 가뭄 발생횟수가 현재에 비해 크게 감소할 것으로 예상되었다. 하지만 북부권역의 해발고도 401 m이상 지역과 남부권역의 해발고도 401~600 m 지역에서는 그 횟수가 현재보다 다소 (5month/10years 이내) 증가할 것으로 예상되었다.
- 6개월 단위 SPI의 분석결과에서도 동부권역의 해발고도 400 m 이하 지역에서는 약한 가뭄의 심도가 깊어질 것으로 예상되었으며, 12개월 단위 SPI에서는 남부권역에서 가뭄심도가 깊어지는 지역이 나타날 것으로 분석되었다. PDSI의 분석결과에서는 서부권역의 해발고도 201~400 m 지역에서 가뭄심도가 깊어지는 곳이 나타날 것으로 예상되었으며, 그 외 지역에서는 가뭄심도가 얕아질 것으로 나타났다.
- 12개월 단위 SPI 분석결과에서는 제주도 전 지역의 극심한 가뭄 심도가 현재에 비해 얕아질 것으로 예상되었다. PDSI의 분석결과에서도 그 심도가 현재와 비슷하거나 얕아질 것으로 예상되었으며 북부권역의 해발고도 200 m 이하지역에서는 극심한 가뭄의 심도가 특히 얕아질 것으로 예상되었다.
- SPI 분석결과에 의하면, 제주도 전역에서 가뭄 발생횟수는 미래에 감소할 것으로 예상되었으며, PDSI 분석결과에 의하면, 일부 산지지역에서 약한 가뭄이 다소 증가할 것으로 예상되었다. Fig.
- SPI 분석결과에서 극심한 가뭄의 지속기간은 제주도 전 지역에서 현재에 비해 짧아질 것으로 예상되었다. 그러나 PDSI 분석결과에서는 남부권역의 해발고도 200 m 이하 지역과 해발고도 401~600 m 지역에서 심한 가뭄의 지속기간이 다소 길어질 것으로 예상되었다.
- SPI 분석결과에서는 가뭄 발생횟수가 전반적으로 감소할 것으로 예상된 가운데, 해발고도 401 m 이상 지역에서는 그 감소세가 다른 지역에 비해 약하게 나타났다. 이와 같은 현상은 이 지역의 강수량 증가폭이 다른 지역에 비해 적고, 봄철과 가을철 강수량은 오히려 감소할 것으로 예상된 것(Table 2)과 관련이 있을 것으로 판단된다.
- SPI와 PDSI의 분석결과에 의하면 극심한 가뭄의 발생횟수도 제주도 전역에서 그 횟수가 감소할 것으로 예상되었다. 극심한 가뭄의 발생횟수 감소는 해발고도 601 m 이상의 산지지역와 북부·서부권역의 201~400 m 지역에서 두드러졌다.
- 남부권역에서는 SPI 분석결과에서 가뭄 발생횟수가 현재에 비해 감소되지만, PDSI 분석에서는 해발고도 401~600 m 지역에서 현재에 비해 다소 증가하는 것으로 나타났다. 가뭄 지속기간은 3개월 단위 SPI에서 해발고도 401 m 이상 지역에서 그 기간이 현재에 비해 길어지며, PDSI 분석에서는 극심한 가뭄의 지속기간이 해발고도 200 m 이하 지역과 401~600 m 지역에서 길어지는 것으로 나타났다. 해발고도 200 m 이하 지역에서는 3개월과 6개월 단위의 SPI 분석과 PDSI 분석에 의해 심한 가뭄과 극심한 가뭄의 심도가 현재에 비해 깊어질 것으로 예상되었다.
- 북부권역에서는 PDSI 분석에서 해발고도 401 m 이상 지역의 약한 가뭄 발생횟수가 증가하며, 그 외 지역에서는 모두 감소하는 것으로 나타났다. 가뭄 지속기간은 3개월 단위의 SPI 분석에서 해발고도 201~600 m 지역의 그 기간이 길어질 것으로 예상되었다. 해발고도 200 m 이하 지역에서는 3개월과 6개월 단위의 SPI 분석과 PDSI 분석에서 심한 가뭄의 심도가 현재에 비해 깊어질 것으로 예상되었다.
- 3개월과 6개월 단위의 SPI 분석에서 심한 가뭄의 감소 양상은 매우 유사하였다. 그 분석결과에서 서부권역의 심한 가뭄 발생횟수는 현재에 비해 상대적으로 많이 감소할 것으로 예상되었는데, 약 15~20 month/10years 감소할 것으로 예상되었다. 12개월 단위의 SPI 분석에서는 북부권역의 해발고도 201~400 m 지역에서 심한 가뭄의 발생횟수가 상대적으로 많이 감소할 것으로 예상되었다.
- 그러나 본 연구에서는 강수량의 증가에도 불구하고 서부권역과 북부권역의 해발고도 200 m 이하 지역을 중심으로 심한 가뭄의 심도가 현재에 비해 깊어지는 경향이 있을 것으로 분석되었다. 이 지역에서는 3개월 단위의 SPI (단기가뭄), 6개월 단위의 SPI (중기가뭄), 그리고 PDSI의 분석에서 심한 가뭄의 심도가 현재에 비해 깊어지는 경향을 보였다.
- 본 연구에서 각 지역의 가뭄 발생횟수와 가뭄 지속기간, 가뭄 심도의 변화는 사용하는 지수(SPI 또는 PDSI)와 SPI의 단위 기간에 의해 매우 다양한 양상을 보였다. 그러나 전반적으로 미래의 가뭄 발생횟수가 현재에 비해 감소하고 가뭄 지속기간 역시 대체로 짧아지는 경향이 있음을 알 수 있었다. 이는 미래 강수량의 증가와 연관되어 나타나는데, 이는 강수량만을 사용한 SPI와 기온까지 고려한 PDSI에서 공통된 경향을 보였기 때문이다.
- 남부권역에서는 SPI 분석결과에서 가뭄 발생횟수가 현재에 비해 감소되지만, PDSI 분석에서는 해발고도 401~600 m 지역에서 현재에 비해 다소 증가하는 것으로 나타났다. 가뭄 지속기간은 3개월 단위 SPI에서 해발고도 401 m 이상 지역에서 그 기간이 현재에 비해 길어지며, PDSI 분석에서는 극심한 가뭄의 지속기간이 해발고도 200 m 이하 지역과 401~600 m 지역에서 길어지는 것으로 나타났다.
- 서부권역에서 가뭄 발생횟수는 현재에 비해 뚜렷하게 감소하며, 가뭄 지속기간 역시 현재에 비해 짧아지는 것으로 나타났다. 다만 3개월과 6개월 단위의 SPI 분석과 PDSI 분석에서 심한 가뭄의 심도가 현재에 비해 깊어지며, 3개월 단위 SPI 분석에서는 극심한 가뭄의 심도가 깊어질 것으로 예상되었다.
- 동부권역에서 가뭄 발생횟수는 3개월, 6개월, 12개월 단위의 SPI와 PDSI 가뭄발생이 현재에 비해 감소되는 것으로 분석되었다. 그러나 해발고도 400 m 이하 지역에서 3개월 단위 약한 가뭄의 지속기간은 현재에 비해 다소 길어지며, 해발고도 200 m 이하 지역에서는 3개월과 6개월 단위 약한 가뭄의 심도가 현재에 비해 다소 깊어질 것으로 나타났다.
- 이는 미래 강수량의 증가와 연관되어 나타나는데, 이는 강수량만을 사용한 SPI와 기온까지 고려한 PDSI에서 공통된 경향을 보였기 때문이다. 따라서 제주도에서 미래 강수량의 증가는 빠른 기온상승에도 불구하고 가뭄 발생횟수와 가뭄 지속기간을 감소시키는 역할을 할 것으로 예상되었다. 다만 해발고도 401 m 이상 지역에서는 봄과 가을철의 강수량 감소와 산지지역에서 나타나는 상대적으로 빠른 기온상승이 복합적으로 작용하여 약한 가뭄의 발생횟수를 증가시킬 것으로 예상되었다.
- 본 연구에서 각 지역의 가뭄 발생횟수와 가뭄 지속기간, 가뭄 심도의 변화는 사용하는 지수(SPI 또는 PDSI)와 SPI의 단위 기간에 의해 매우 다양한 양상을 보였다. 그러나 전반적으로 미래의 가뭄 발생횟수가 현재에 비해 감소하고 가뭄 지속기간 역시 대체로 짧아지는 경향이 있음을 알 수 있었다.
- 북부권역에서는 PDSI 분석에서 해발고도 401 m 이상 지역의 약한 가뭄 발생횟수가 증가하며, 그 외 지역에서는 모두 감소하는 것으로 나타났다. 가뭄 지속기간은 3개월 단위의 SPI 분석에서 해발고도 201~600 m 지역의 그 기간이 길어질 것으로 예상되었다.
- 서부권역에서 가뭄 발생횟수는 현재에 비해 뚜렷하게 감소하며, 가뭄 지속기간 역시 현재에 비해 짧아지는 것으로 나타났다. 다만 3개월과 6개월 단위의 SPI 분석과 PDSI 분석에서 심한 가뭄의 심도가 현재에 비해 깊어지며, 3개월 단위 SPI 분석에서는 극심한 가뭄의 심도가 깊어질 것으로 예상되었다.
- 앞서 제주도의 미래 기온상승 분포 특성에서 산지지역이 해안 저지대에 비해 상대적으로 높은 기온상승을 보일 것으로 예상되고 있었다. 아울러 강수량만을 이용하여 분석한 SPI의 단기, 중기, 장기 가뭄 예측에서는 가뭄 발생횟수가 감소할 것으로 예상된 반면 기온을 함께 고려하는 PDSI의 분석에서는 그 횟수가 증가할 것으로 예상되었다. 따라서 PDSI에서 산지지역의 가뭄 발생횟수가 현재에 비해 증가할 것으로 예측된 것은 산지지역의 강한 기온상승과 관련되어 있는 것으로 판단된다.
- 그러나 본 연구에서는 강수량의 증가에도 불구하고 서부권역과 북부권역의 해발고도 200 m 이하 지역을 중심으로 심한 가뭄의 심도가 현재에 비해 깊어지는 경향이 있을 것으로 분석되었다. 이 지역에서는 3개월 단위의 SPI (단기가뭄), 6개월 단위의 SPI (중기가뭄), 그리고 PDSI의 분석에서 심한 가뭄의 심도가 현재에 비해 깊어지는 경향을 보였다.
- 가뭄 지속기간은 3개월 단위의 SPI 분석에서 해발고도 201~600 m 지역의 그 기간이 길어질 것으로 예상되었다. 해발고도 200 m 이하 지역에서는 3개월과 6개월 단위의 SPI 분석과 PDSI 분석에서 심한 가뭄의 심도가 현재에 비해 깊어질 것으로 예상되었다.
- 해발고도 401 m 이상 지역에서는 PDSI의 분석결과에서 가뭄 발생횟수가 현재에 비해 미래에 증가할 것으로 예상되었다. 이는 이 지역에서 상대적으로 강한 기온상승이 있을 것으로 예상되었기 때문으로 판단된다.
후속연구
- 이 지역의 고가수조 밀도는 제주도에서 가장 높으며 이는 국내에서도 독특한 농업경관 중 하나이다. 따라서 제주도의 서부권역에서는 현재 건설되어 있는 고가수조가 미래의 가뭄 특성에 적절하게 대응할 수 있는지에 대한 검토도 필요할 것으로 판단된다.
- 본 연구는 가까운 미래에 발생할 수 있는 제주도 각 지역의 가뭄 발생 특성을 제시하였다. 이 연구 결과는 제주도 각 지역의 특성을 고려하여 미래 가뭄에 대비한 수자원 정책을 수립할 때 유용한 정보가 될 것으로 기대된다.
- 특히 제주도의 서부권역에 대해서는 현재의 용수공급 체계가 미래에 발생할 가뭄에 적절하게 대응할 수 있는지에 대한 검토가 필요할 것으로 판단된다. 이 지역은 Song과 Choi(2012)에 의하면 농업용수 수요량이 높은 시설재배작물이 많은 지역이며, Kim 등(2010)에 의하면 당근, 마늘, 양파를 광범위하게 재배하고 있어 9~10월의 가을철과 장마 전인 6월 초에 많은 용수를 필요로 하는 곳이다.
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