[논문]RCP 시나리오 및 전지구 수문 모형을 활용한 아시아 미래 수문인자 예측

김다운; 김다은; 강석구; 최민하

doi:10.3741/jkwra.2016.49.6.551

RCP 시나리오 및 전지구 수문 모형을 활용한 아시아 미래 수문인자 예측
Prediction of future hydrologic variables of Asia using RCP scenario and global hydrology model 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.49 no.6, 2016년, pp.551 - 563

김다운 (성균관대학교 수자원전문대학원) , 김다은 (한양대학교 건설환경공학과) , 강석구 (한양대학교 건설환경공학과) , 최민하 (성균관대학교 수자원전문대학원)

초록
AI-Helper

기후변화에 관한 정부간 협의체 (Intergovernmental Panel on Climate Change; IPCC)의 4차 및 5차 보고서에 따르면 인류 활동에 의한 기후변화가 산업혁명 이후 급속하게 진행되고 있다고 한다. 기후변화는 주로 온도와 이산화탄소 농도의 변화로 감지되는데, 지난 100여년 간 지구 평균 온도는 $0.74^{\circ}C$ 상승하였으며, 대기 중 이산화탄소의 농도는 최소 800,000년 동안의 최대치를 기록하였다 (IPCC, 2007, 2014). 이러한 기후 변화는 수문학 연구에서 중요한 강수, 증발산, 토양수분 등에도 커다란 영향을 미치므로 이에 대한 꾸준한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 아시아 지역을 대상으로 1951년부터 2100년까지의 주요 에너지 인자들에 대한 모의를 실시하였다. 전 세계적으로 다양한 분야에서 사용되고 있는 Common Land Model을 미래 예측을 위한 기반으로 활용하였으며, 강제입력자료는 기후변화에 대응하기 위하여 IPCC 5차 보고서에 소개된 가장 최신의 온실가스 시나리오인 대표농도경로 (Representative Concentration Pathway; RCP)를 활용하였다. 과거 기간에 대한 순복사량, 현열 및 잠열에 대한 검증은 Asiaflux 사이트에 속한 5개 지점의 자료를 활용하여 수행하였으며, 모든 인자들에 대하여 모형의 월별 경향성이 관측 자료와 거의 일치함을 확인하였다. 미래 기간의 모의에 대해서는 RCP 4.5 및 RCP 8.5를 활용한 모의 모두 순복사량은 거의 변화가 없었으며 현열은 대체적으로 하강하는 경향을, 이와 대조적으로 잠열의 경우에는 상승하는 경향을 나타내었다. 특히 RCP 8.5를 활용한 결과에서 이 증감폭은 더 크게 나타났으며, 2060년대 후반부터 순복사량과 현열의 변동성이 매우 커지는 등의 극한기후의 특징을 나타내는 것으로 보인다. 추후 연구에서는 본 연구를 토대로 다양한 시나리오를 활용하여 더욱 다양한 조건하에서의 에너지 인자 및 다른 수문학적 주요 인자들에 대한 모의를 수행할 예정이다.

Abstract ▼ AI-Helper

According to the 4th and 5th assessment of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), global climate has been rapidly changing because of the human activities since Industrial Revolution. The perceived changes were appeared strongly in temperature and concentration of carbon dioxide ($CO_2$). Global average temperature has increased about $0.74^{\circ}C$ over last 100 years (IPCC, 2007) and concentration of $CO_2$ is unprecedented in at least the last 800,000 years (IPCC, 2014). These phenomena influence precipitation, evapotranspiration and soil moisture which have an important role in hydrology, and that is the reason why there is a necessity to study climate change. In this study, Asia region was selected to simulate primary energy index from 1951 to 2100. To predict future climate change effect, Common Land Model (CLM) which is used for various fields across the world was employed. The forcing data was Representative Concentration Pathway (RCP) data which is the newest greenhouse gas emission scenario published in IPCC 5th assessment. Validation of net radiation ($R_n$), sensible heat flux (H), latent heat flux (LE) for historical period was performed with 5 flux tower site-data in the region of AsiaFlux and the monthly trends of simulation results were almost equaled to observation data. The simulation results for 2006-2100 showed almost stable net radiation, slightly decreasing sensible heat flux and quite increasing latent heat flux. Especially the uptrend for RCP 8.5 has been about doubled compared to RCP 4.5 and since late 2060s, variations of net radiation and sensible heat flux would be significantly risen becoming an extreme climate condition. In a follow-up study, a simulation for energy index and hydrological index under the detailed condition will be conducted with various scenario established from this study.

주제어

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	기후변화 시나리오란?	이에 따라 IPCC에서는 기후변화에 대응하기 위하여 기후 변화 시나리오를 발표하고 있다. 기후변화 시나리오는 온실 가스, 에어로졸 등의 인위적 원인에 의한 기후변화에 대한 전망을 위하여 수치모델을 활용하여 계산된 미래기후의 정보이다. 현재까지 발표된 기후변화 시나리오 중 가장 최신은 IPCC 5차 평가보고서에서 발표된 대표농도경로 (Representative Concentration Pathway; RCP)로 태양 복사강제력에 대한 가정에 따라 4가지 시나리오로 나뉘어져 있다.
	CLM의 강제 입력자료에는 어떤 것들이 있는가?	CLM은 여러 검증들을 통해 그 신뢰성이 높게 평가 되는 모형임에도, 모의 구동에 필요한 사용자 변수가 상대적으로 적은 편이다. 초기 입력자료로는 초기 토양 수분, 초기 토양 온도 특성, 초기 대기 온도 등이 필요하며, 강제 입력 자료로 하향 단파복사, 하향 장파복사, 강수량, 대기 온도, 풍속, 대기압, 비습 등이 필요하다. 매개변수로는 위도, 경도, 토양 특성, 토양 색, 강제 입력 자료 측정 높이, 토지 피복 백분율 등이 있 다.
	RCP 시나리오의 단점은?	IPCC 5차 평가보고서에서 제공되는 RCP 시나리오는 전지구를 대상으로 모의영역이 설정되어 있으며, 공간 해상도가 수 백 km에 달해 지나치게 넓다는 단점이 있다. 이 때문에 국지 규모의 모의를 수행할 때 낮은 공간 해상도로 인해 소규 모의 기후 현상을 제대로 나타내지 못하는 경우가 있으며, 특히 바다 가까이에 여러 방향으로 산맥이 형성되어 있는 한반 도와 같은 복잡한 지역을 대상으로 한 모의에서는 해당 지역의 기후적 특성을 제대로 반영하지 못한다는 한계점을 드러내고 있다 (Oh et al.

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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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