[논문]기후변화를 고려한 홍수 및 가뭄적응 정책비용 전망 (RCP 8.5 기후변화시나리오 기반)

김병식; 성장현

문제 정의

본 원고에서는 현재기후에서의 극한강수의 변화 전망을 위하여 GEV 분포를 이용한 빈도해석을 수행하였다. 그림 9.

가설 설정

본고에서는 기후변화가 미래 홍수 및 가뭄에 미치는 영향과 변화를 전망하고 그로 인한 피해금액을 산정하는데 있으며 이를 이용하여 영국에서의 사례와 같이 피해를 막기 위한 지출이 수익이라는 가정에서 이를 물 관리 예산이라고 가정하였다. 선행연구를 통해 피해 금액분석에 있어서 기후변화의 정보를 활용할 수 있는 가장 현실적인 방법을 찾았으며, 유출빈도는 강우빈도와 동일하다는 기본 개념에 착안하여 현재기후 및 미래기후에서의 피해금액을 전망하였다.

제안 방법

일본의 경우에도 A2 기후변화시나리오를 이용해 100년 후 강수량 변화가 여러 하천에 있어 홍수 규모에 어떠한 영향을 미칠지 검토하였다. 기후자료는 GCM20 예측결과에서 산출한 각 지역의 100년 후 연 최대 일 강수량의 변화율을 사용하였다. 이를 통해 시험적으로 전국 82개 수계의 1급 하천을 대상으로 현 계획상 치수 안전도¹⁾가 어느 정도 떨어질지 계산한 것이다.
본고에서는 최근 기후변화 영향평가에서 널리 쓰이기 시작한 SPEI 지수를 이용하여 미래 극한가뭄의 발생정도를 전망하였다. 또한 앞에서의 극한강수의 변화전망과 같이 SPEI 값의 빈도해석 이용하여 가뭄의 심도 및 강도변화를 전망하였다. 먼저 SPEI를 이용하여 가뭄지수를 계산하였고, 계산된 SPEI에서 총 가뭄, 최대 가뭄강도와 평균 가뭄강도를 추출하였다.
또한 앞에서의 극한강수의 변화전망과 같이 SPEI 값의 빈도해석 이용하여 가뭄의 심도 및 강도변화를 전망하였다. 먼저 SPEI를 이용하여 가뭄지수를 계산하였고, 계산된 SPEI에서 총 가뭄, 최대 가뭄강도와 평균 가뭄강도를 추출하였다. SPEI 월 시계열 중 기준 ‘-1’보다 작은 값이 가뭄이며, 가뭄기간의 총 SPEI 값을 총 가뭄으로, 최대 SPEI 값을 최대 가뭄강도로 정의하였다(그림 13).
본고에서는 최근 기후변화 영향평가에서 널리 쓰이기 시작한 SPEI 지수를 이용하여 미래 극한가뭄의 발생정도를 전망하였다. 또한 앞에서의 극한강수의 변화전망과 같이 SPEI 값의 빈도해석 이용하여 가뭄의 심도 및 강도변화를 전망하였다.
일본의 경우에도 A2 기후변화시나리오를 이용해 100년 후 강수량 변화가 여러 하천에 있어 홍수 규모에 어떠한 영향을 미칠지 검토하였다. 기후자료는 GCM20 예측결과에서 산출한 각 지역의 100년 후 연 최대 일 강수량의 변화율을 사용하였다.

대상 데이터

본 원고에서는 분석 공간적 범위는 남한지역, 구체적으로는 행정구역 단위로 정하였으며 시간적 범위는 현재기후(1980〜2005) 대비 미래기후(2011〜2100)이며, 미래는 기간을 나눠서 각 기간에 대한 변화를 전망하였다. 관측자료는 최근까지 수집된 기상청 자료를 이용하였으며 기후변화 전망자료는 행정구역 단위로 HadGEM3-RA의 정보를 추출하여 모든 격자자료를 사용하였다.
본 원고에서는 분석 공간적 범위는 남한지역, 구체적으로는 행정구역 단위로 정하였으며 시간적 범위는 현재기후(1980〜2005) 대비 미래기후(2011〜2100)이며, 미래는 기간을 나눠서 각 기간에 대한 변화를 전망하였다. 관측자료는 최근까지 수집된 기상청 자료를 이용하였으며 기후변화 전망자료는 행정구역 단위로 HadGEM3-RA의 정보를 추출하여 모든 격자자료를 사용하였다.

성능/효과

최대 혹서기 기간은 수도권 및 경기, 강원도, 경상남도 지역에서의 경향성이 가장 크게 증가 하는 것으로 전망되었다. Cold-night 한계점의 경우 전체적으로 경향성이 증가하는데 수도권 및 경기와 강원도 그리고 남해안 지역에서 경향성이 비교적 더 크게 증가하는 것으로 전망되었다. 동결일수의 경우 우리나라 전체적으로 경향성이 감소하고 있고 특히, 강원도 영동지역과 남해안 지역에서 비교적 더 크게 감소하는 것으로 전망되었다(그림 8).
강수관련 극한지수의 경우 집중호우 한계점은 수도권, 강원도 영동, 남해안, 제주도 지역에서 경향성이 증가하리라 전망되었지만, 강원도 영서지역, 중부 내륙지역에서는 경향성이 감소하는 것으로 전망되었다. 지속기간 5일 최대 강수량의 경우 수도권, 충청남북도, 전라남북도와 경상남도에서 경향성이 증가하리라 전망되었고, 강원도 영서지역과 경상북도 내륙지역에서는 경향성이 감소하는 것으로 전망되었다.
치수 안전도는 빈도²⁾로 표시하였고, 지역과 현 계획상 치수 안전도별로 정리하였다. 그 결과, 현 계획이 목표로 하는 치수 안전도를 기준으로 200년 빈도는 90~145년 빈도로, 150년 빈도는 22~100년 빈도로, 100년 빈도는 25~90년 빈도로 모두 발생빈도가 높아졌다. 특히, 홋카이도와 토호쿠의 경우 높은 강수량 증가율을 나타내었다.
집중호우 한계점이상 강수량 비율과 집중호우 한계점 이상 발생 빈도의 경우 수도권, 강원도 영동, 남해안 지역에서 경향성이 증가하지만, 경상북도 내륙지역과 영서지역에서는 경향성이 감소하리라 전망되었다. 기온관련 극한지수를 확인한 결과 Hot-day 한계점의 경우 우리나라 전 지역의 경향성이 증가하는 것으로 전망되었고 특히, 강원도와 중부 내륙지역에서 비교적 더 크게 증가하였다. 최대 혹서기 기간은 수도권 및 경기, 강원도, 경상남도 지역에서의 경향성이 가장 크게 증가 하는 것으로 전망되었다.
Cold-night 한계점의 경우 전체적으로 경향성이 증가하는데 수도권 및 경기와 강원도 그리고 남해안 지역에서 경향성이 비교적 더 크게 증가하는 것으로 전망되었다. 동결일수의 경우 우리나라 전체적으로 경향성이 감소하고 있고 특히, 강원도 영동지역과 남해안 지역에서 비교적 더 크게 감소하는 것으로 전망되었다(그림 8).
지속기간 5일 최대 강수량의 경우 수도권, 충청남북도, 전라남북도와 경상남도에서 경향성이 증가하리라 전망되었고, 강원도 영서지역과 경상북도 내륙지역에서는 경향성이 감소하는 것으로 전망되었다. 습윤일의 강우강도는 수도권, 강원도 영동, 경상도 동해안 그리고 남해안 지역에서 경향성이 증가, 강원도 영서지역과 중부 내륙지역에서 감소하는 것으로 전망되었다. 최대 건조지속기간의 경우 수도권과 중부 내륙지역에서 경향성이 크게 증가하고, 강원도 영동지역과 서해안 지역에서 경향성이 감소하는 것으로 전망되었다.
강수관련 극한지수의 경우 집중호우 한계점은 수도권, 강원도 영동, 남해안, 제주도 지역에서 경향성이 증가하리라 전망되었지만, 강원도 영서지역, 중부 내륙지역에서는 경향성이 감소하는 것으로 전망되었다. 지속기간 5일 최대 강수량의 경우 수도권, 충청남북도, 전라남북도와 경상남도에서 경향성이 증가하리라 전망되었고, 강원도 영서지역과 경상북도 내륙지역에서는 경향성이 감소하는 것으로 전망되었다. 습윤일의 강우강도는 수도권, 강원도 영동, 경상도 동해안 그리고 남해안 지역에서 경향성이 증가, 강원도 영서지역과 중부 내륙지역에서 감소하는 것으로 전망되었다.
최대 건조지속기간의 경우 수도권과 중부 내륙지역에서 경향성이 크게 증가하고, 강원도 영동지역과 서해안 지역에서 경향성이 감소하는 것으로 전망되었다. 집중호우 한계점이상 강수량 비율과 집중호우 한계점 이상 발생 빈도의 경우 수도권, 강원도 영동, 남해안 지역에서 경향성이 증가하지만, 경상북도 내륙지역과 영서지역에서는 경향성이 감소하리라 전망되었다. 기온관련 극한지수를 확인한 결과 Hot-day 한계점의 경우 우리나라 전 지역의 경향성이 증가하는 것으로 전망되었고 특히, 강원도와 중부 내륙지역에서 비교적 더 크게 증가하였다.
습윤일의 강우강도는 수도권, 강원도 영동, 경상도 동해안 그리고 남해안 지역에서 경향성이 증가, 강원도 영서지역과 중부 내륙지역에서 감소하는 것으로 전망되었다. 최대 건조지속기간의 경우 수도권과 중부 내륙지역에서 경향성이 크게 증가하고, 강원도 영동지역과 서해안 지역에서 경향성이 감소하는 것으로 전망되었다. 집중호우 한계점이상 강수량 비율과 집중호우 한계점 이상 발생 빈도의 경우 수도권, 강원도 영동, 남해안 지역에서 경향성이 증가하지만, 경상북도 내륙지역과 영서지역에서는 경향성이 감소하리라 전망되었다.
기온관련 극한지수를 확인한 결과 Hot-day 한계점의 경우 우리나라 전 지역의 경향성이 증가하는 것으로 전망되었고 특히, 강원도와 중부 내륙지역에서 비교적 더 크게 증가하였다. 최대 혹서기 기간은 수도권 및 경기, 강원도, 경상남도 지역에서의 경향성이 가장 크게 증가 하는 것으로 전망되었다. Cold-night 한계점의 경우 전체적으로 경향성이 증가하는데 수도권 및 경기와 강원도 그리고 남해안 지역에서 경향성이 비교적 더 크게 증가하는 것으로 전망되었다.

후속연구

최근 기후변화로 인한 물 관련 재해의 패러다임의 변화를 요구하고 있으며 기후변화로 인한 이상기후로 「너무 많은 물」, 「너무 적은 물」의 관리에의 새로운 대책이 재차 요구되고 있다. 그러나 물 관리가 기후변화에 가장 취약한 분야 임에도 불구하고 우리나라의 경우 기후변화에 대한 별도의 조치가 아직까지 없었으나 최근 설계 홍수량을 벗어나는 극한 홍수를 자주 경험하고 있는 상황에서 좀 더 적극적으로 새로운 접근 방식과 기술 개발을 추진해야 한다고 판단되며 보다 더 체계적이고 깊이있는 연구로 기후변화에 대응한 물 관리 정책을 개발함으로써 국민의 안전과 삶의 질을 위하여 기여할 수 있도록 하여야 할 것이다. 이미 선진 외국은 잠재적인 기후변화 영향을 이미 인지하고 “후회 없는(no-regrets)” 정책으로 불확실한 미래를 준비하고 있다.
미래의 지구환경변화에 따른 이상 가뭄과 홍수 등에 대비한 각종 시나리오를 수립하고 그 대응책을 마련해야 한다. 최선의 대안을 선택해야 하고 효율적인 개발·공급·관리를 위해서 장기적인 적응 정책을 수립하여 체계적으로 시행하여야 할 것이다. 물 관련 재해 문제는 종합적이고 합리적으로 계획하여야 하고 무엇보다도 사회적 공감대가 형성하도록 하여야 할 것이다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	기후변화에 적응하기 위한 예산의 투입은 미래에 비용을 절감할수 있다는 것을 보여주는 영국의 예는?	여기서, 기후변화를 고려한 물 관리 예산이라 함은 기존의 예산투입의 패턴과 수준에서 벗어나 기후변화 적응 또는 완화를 위해 추가적으로 할당된 예산이라고 정의될 수 있다. 예를 들어 기후변화 대응에 있어 가장 앞서 있는 영국의 경우 장기적 관점에서 홍수방어활동을 공공부문 투자 중 가장 높은 수익을 올리는 것 중 하나로 평가하고 있다. 이는 홍수로 인한 자산파괴와 복구비를 절감하기 위한 목적으로 사용되는 1유로의 지출이 8유로의 수익을 가져온다는 판단에 기인한다. 물론 이는 효과적인 1유로의 지출을 전제로 한다. 이처럼 기후변화에 적응하기 위한 예산의 투입은 미래에 비용을 절감할 수 있다는 판단에 근거한다(수자원공사, 2012).
	기후변화를 고려한 물 관리 예산이란 무엇인가?	그러므로 미래 국가 물 관리는 기후변화를 고려하여 달라져야 하며 기후변화에 대응하기 위해 그 영향을 경제학적으로 정량화하고 이에 따른 필요예산을 전망할 필요가 있다. 여기서, 기후변화를 고려한 물 관리 예산이라 함은 기존의 예산투입의 패턴과 수준에서 벗어나 기후변화 적응 또는 완화를 위해 추가적으로 할당된 예산이라고 정의될 수 있다. 예를 들어 기후변화 대응에 있어 가장 앞서 있는 영국의 경우 장기적 관점에서 홍수방어활동을 공공부문 투자 중 가장 높은 수익을 올리는 것 중 하나로 평가하고 있다.
	우리나라에서 기후전망 자료를 이용하여 기후변화 영향평가가 시도되기 시작한 것은 언제인가?	대부분의 기후변화 관련 선행연구에서는 우리나라 역시 기후변화로 인해 극과 극의 자연재해에 위험에 노출되어 있음을 경고하고 있다. IPCC 4차보고서 발표 이후로 우리나라에서도 기후전망 자료를 이용하여 기후변화 영향평가 시도되기 시작했다. 극한강수와 가뭄, 홍수와 갈수로 대표되는 이상기후를 평가하기 위하여 지역기후모형, 그리고 통계적 상세화를 거친 전망자료에 여러 분석들이 적용되었다.

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