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문제 정의
- 연구를 위해 국내외에 보고된 석조유산의 기후변화 영향 사례와 연구문헌을 분석하여 동향을 파악하고 미래의 변화된 기후가 일반적으로 석조유산에 가져오게 될 손상 변화의 가능성을 물리, 화학 및 생물학적 풍화 관점에서 정리하였다. 또한 한반도 지역의 기후변화에 수반되는 국내 석조유산의 보존과 훼손에 대한 영향을 광역적으로 파악하기 위해 국내 기상청에서 기후변화 시나리오에 의해 산출한 기후자료를 분석하여 개별 기후요소 변화가 우리나라 석조유산의 물리적, 화학적 및 생물학적 풍화에 미치는 영향을 이론적으로 예측하였다. 기후에 의한 석조유산의 풍화 예측은 현재까지 국내에서 개발되거나 연구된 사례가 없기 때문에 유럽위원회에서 6차 및 7차 연구프로그램을 통해 개발한 연구방법을 본 연구에 적용하였다.
제안 방법
- 따라서 미래에 기온과 강수량의 변화에 따른 동결융해와 서릿발 작용의 영향을 분석하였다. 2011년과 2100년 기온자료를 토대로 일 최고기온이 영하로 떨어지는 날의 출현빈도를 기준으로 결빙일수를 산출하였다. 그 결과 2011년에는 강원도 대부분의 지역과 경기 일부지역 및 남부지방의 산악지역을 중심으로 연중 결빙일수가 40일 이상 출현하였으나 2100년에는 강원도 산악지역 일부에서만 높은 결빙일수를 보일 뿐 중남부 대부분의 지역은 20일 이하의 낮은 결빙일수를 나타냈다 (Figure 4).
- 또한 한반도 지역의 기후변화에 수반되는 국내 석조유산의 보존과 훼손에 대한 영향을 광역적으로 파악하기 위해 국내 기상청에서 기후변화 시나리오에 의해 산출한 기후자료를 분석하여 개별 기후요소 변화가 우리나라 석조유산의 물리적, 화학적 및 생물학적 풍화에 미치는 영향을 이론적으로 예측하였다. 기후에 의한 석조유산의 풍화 예측은 현재까지 국내에서 개발되거나 연구된 사례가 없기 때문에 유럽위원회에서 6차 및 7차 연구프로그램을 통해 개발한 연구방법을 본 연구에 적용하였다.
- 후자의 경우 석조유산 손상의 주된 원인이자 기온과 수분의 존재 여부가 크게 영향을 미친다(Honeyborne, 1990). 따라서 미래에 기온과 강수량의 변화에 따른 동결융해와 서릿발 작용의 영향을 분석하였다. 2011년과 2100년 기온자료를 토대로 일 최고기온이 영하로 떨어지는 날의 출현빈도를 기준으로 결빙일수를 산출하였다.
- 이후 후속된 Climate for Culture에서는 이전의 위험지도에 대한 정밀도와 해상도를 높이는 동시에 문화유산의 손상에 직접적으로 영향을 미치는 기후인자들의 미래 자료를 생산하는 것은 물론 이들의 공간적 변화를 약 2만장의 고해상도 지도에 표현하여 방대한 기후자료 데이터베이스를 구축하였다. 또한 이 연구에서는 이전 연구에서 고려되지 않았던 박물관이나 역사건축물의 실내 환경변화에도 주목하여 기후변화 영향을 시뮬레이션 할 수 있는 다양한 기법과 모델링 소프트웨어를 개발하고 효율적인 보존환경을 조성하기 위한 실제적 응용연구를 진행하였다(Fraunhofer, 2014).
- 화학적 풍화는 강수량과 기온에 크게 영향을 받으므로 이들 요소의 과거 대비 미래 변화를 파악하여 광역적인 결과를 전망하였다. 마지막으로 생물학적 풍화는 기온과 강수량에 따른 단위 석조유산당 생물체량(biomass)과 지의류 종풍부도(lichen species richness) 지수를 이용하여 분석하였다.
- 2015년 말 제2차 국가기후변화적응대책을 마련하면서 우리나라 기후변화에 따른 각 분야별 리스크 평가가 이루어졌다. 먼저 문헌과 연구사례를 분석하여 280여개 리스크 목록을 추출한 다음 파급영향을 평가하고 주요 7개 부분(건강, 물, 산림/생태계, 국토/연안, 산업/에너지, 농축산, 해양/수산)을 선정하여 최종 87개의 우선 대응 리스크 목록을 작성하였다. 여기에 천연기념물을 제외한 문화유산은 제외되어 있다.
- 물리적 풍화는 구조적인 요인을 제외하고 기후요소에 의해 나타날 수 있는 영향을 분석하였고 지표로 사용될 결빙일수를 산출하기 위해 기온, 강수량, 서리일수 및 동결일수를 분석하였다. 화학적 풍화는 강수량과 기온에 크게 영향을 받으므로 이들 요소의 과거 대비 미래 변화를 파악하여 광역적인 결과를 전망하였다.
- , 2006). 물의 결빙에 의한 암석의 물리적 풍화 가능성을 분석하기 위해 과거 30년(1981~2010년)과 미래 30년(2071~2100년) 기간 중 일일 1 mm 이상의 강우가 발생한 후 익일 평균기온이 영하로 떨어지는 일수를 산출하였다(Grossi et al., 2007). 연구대상 55개 지역 중 주요 30개 지역을 선택하여 물의 결빙일수를 추출한 결과 남한 대부분의 지역에서 일수가 감소하는 것으로 나타났다(Figure 5).
- 연구를 위해 국내외에 보고된 석조유산의 기후변화 영향 사례와 연구문헌을 분석하여 동향을 파악하고 미래의 변화된 기후가 일반적으로 석조유산에 가져오게 될 손상 변화의 가능성을 물리, 화학 및 생물학적 풍화 관점에서 정리하였다. 또한 한반도 지역의 기후변화에 수반되는 국내 석조유산의 보존과 훼손에 대한 영향을 광역적으로 파악하기 위해 국내 기상청에서 기후변화 시나리오에 의해 산출한 기후자료를 분석하여 개별 기후요소 변화가 우리나라 석조유산의 물리적, 화학적 및 생물학적 풍화에 미치는 영향을 이론적으로 예측하였다.
- 이 연구에서는 기후변화가 석조유산에 미치는 영향에 대해 국내외 선행연구를 분석하여 동향을 파악하고, 한반도 기후변화가 옥외 석조유산의 손상에 미칠 주요 영향을 전망하였다. 연구결과는 기후변화로 인한 석조유산의 피해를 완화하기 위한 선제적 대응방안을 마련하고 향후 연구의 방향 제시 및 관련 정책을 제안하기 위한 근거자료로 활용될 것이다.
- 초기에 기후변화의 문화유산 영향 연구는 기온, 강수, 염, 동결, 생물 등에 의해 일어날 수 있는 변화를 최근 30년과 비교하여 광역 지도에 투영함으로써 전반적인 변화를 파악하는데 집중하였다. 이후 역사 기후자료와 현재 문화유산의 손상상태의 상관성을 해석하여 기후변수를 이용한 손상지수를 개발하였다. 오늘날에는 문화유산의 손상 유형별로 연구가 보다 세분화되어 이전보다 더욱 정밀하고 과학적인 데이터를 산출할 뿐만 아니라 문화유산을 위한 기후변화 연구를 별도로 진행하여 자체적인 미래 기후자료를 생산하기에 이르렀다(Fraunhofer, 2014).
- , 2012). 이후 후속된 Climate for Culture에서는 이전의 위험지도에 대한 정밀도와 해상도를 높이는 동시에 문화유산의 손상에 직접적으로 영향을 미치는 기후인자들의 미래 자료를 생산하는 것은 물론 이들의 공간적 변화를 약 2만장의 고해상도 지도에 표현하여 방대한 기후자료 데이터베이스를 구축하였다. 또한 이 연구에서는 이전 연구에서 고려되지 않았던 박물관이나 역사건축물의 실내 환경변화에도 주목하여 기후변화 영향을 시뮬레이션 할 수 있는 다양한 기법과 모델링 소프트웨어를 개발하고 효율적인 보존환경을 조성하기 위한 실제적 응용연구를 진행하였다(Fraunhofer, 2014).
- 물리적 풍화는 구조적인 요인을 제외하고 기후요소에 의해 나타날 수 있는 영향을 분석하였고 지표로 사용될 결빙일수를 산출하기 위해 기온, 강수량, 서리일수 및 동결일수를 분석하였다. 화학적 풍화는 강수량과 기온에 크게 영향을 받으므로 이들 요소의 과거 대비 미래 변화를 파악하여 광역적인 결과를 전망하였다. 마지막으로 생물학적 풍화는 기온과 강수량에 따른 단위 석조유산당 생물체량(biomass)과 지의류 종풍부도(lichen species richness) 지수를 이용하여 분석하였다.
대상 데이터
- 미래기후(2071~2100년)와 과거 평년기후(1981~2010년)를 지역별로 비교하기 위해 평년기후 자료가 확보된 국내 55개 지역을 연구지역으로 선정하였다(Table 1). 또한 기존에 풍화도가 조사된 513개의 국보 및 보물 석조유산을 기후의 각 지역적 특성과 연관하여 손상을 예측하였다(The Korean Society of Conservation Science for Cultural Heritage, 2001; 2002; 2003; 2004; 2005). 이들의 공간분석과 지도 작성을 위해 ArcGIS Desktop10.
- 미래 기후 자료는 기상청에서 제공하는 HadGEM3-RA 모델의 RCP4.5 시나리오에 의한 남한상세 지역 기후자료를 이용하였다(Korea Meteorological Administration, 2014). 미래기후(2071~2100년)와 과거 평년기후(1981~2010년)를 지역별로 비교하기 위해 평년기후 자료가 확보된 국내 55개 지역을 연구지역으로 선정하였다(Table 1).
- 5 시나리오에 의한 남한상세 지역 기후자료를 이용하였다(Korea Meteorological Administration, 2014). 미래기후(2071~2100년)와 과거 평년기후(1981~2010년)를 지역별로 비교하기 위해 평년기후 자료가 확보된 국내 55개 지역을 연구지역으로 선정하였다(Table 1). 또한 기존에 풍화도가 조사된 513개의 국보 및 보물 석조유산을 기후의 각 지역적 특성과 연관하여 손상을 예측하였다(The Korean Society of Conservation Science for Cultural Heritage, 2001; 2002; 2003; 2004; 2005).
이론/모형
- 또한 기존에 풍화도가 조사된 513개의 국보 및 보물 석조유산을 기후의 각 지역적 특성과 연관하여 손상을 예측하였다(The Korean Society of Conservation Science for Cultural Heritage, 2001; 2002; 2003; 2004; 2005). 이들의 공간분석과 지도 작성을 위해 ArcGIS Desktop10.2(ESRI사)를 활용하였다.
성능/효과
- 미래에 강수량과 기온 증가로 인해 우리나라 석조유산은 강한 화학적 풍화를 받는 환경에 노출되고 취약성이 증가할 것으로 예측된다. 또한 지의류 종풍부도는 감소하나 석조 표면의 단위면적당 생물체량이 증가할 가능성이 있는 것으로 나타났다. 다만 분석에 이용된 산출식이 우리나라보다 연평균 강수량이 다소 낮은 환경에서 개발되었음을 감안한다면 실제 우리나라 석조유산에서는 다른 양상으로 전개될 가능성도 충분하다.
- , 2007). 연구대상 55개 지역 중 주요 30개 지역을 선택하여 물의 결빙일수를 추출한 결과 남한 대부분의 지역에서 일수가 감소하는 것으로 나타났다(Figure 5).
- 예측된 미래기후에 대입한 값은 평균 87.0 mg·cm-2, 최대 229.6 mg·cm-2, 최소 21.9 mg·cm-2, 표준편차 52.0 mg·cm-2로써 과거에 비해 4.6배 크게 증가할 뿐만 아니라 지역 기후에 따라 편차가 매우 크다.
- 6배 크게 증가할 뿐만 아니라 지역 기후에 따라 편차가 매우 크다. 지의류 종풍부도는 과거에 평균 70.8종, 최대 80.7종, 최소 56.2종으로 산출되었으나 미래에는 평균 50종으로 약 29% 감소하는 것으로 나타난다.
- 특히 ‘동결작용이 있는 중간풍화’ 영역대와 ‘중간풍화’ 영역대의 석조유산들이 모두 ‘강한풍화’ 영역대로 이동하면서 전체 513개 중 88%에 해당하는 석조유산이 강한 화학적 풍화환경에 노출될 가능성이 있는 것으로 전망된다(Figure 2).
후속연구
- 이 연구는 앞으로 100년 내에 일어날 기후변화를 전제로 석조유산의 변화를 몇몇 제한된 영향인자를 통해 대략적으로 전망하였다. 본 연구에서 이용된 분석방법이 우리나라 석조유산과 환경 및 재질 측면에서 다른 조건을 갖고 있어 여기에서 분석된 결과만 가지고 기후변화가 앞으로 한국의 석조유산의 보존에 유리하게 작용할지, 풍화를 가속하여 부정적인 결과를 초래할지 아직은 단정지어 말하기 어렵다. 그러나 과거와 미래의 비교를 통해 대략적인 변화를 짚어보고 앞으로 과제를 파악하는 것은 매우 중요한 일이다.
- 이 분야 연구의 미진을 반증하는 것이다. 앞으로 미래기후에 대한 정밀한 자료가 산출되고 석조유산에 영향을 미치는 기후-풍화지수가 개발되어 손상요인별로 세분화된 정밀예측이 이루어야 한다.
- 이 연구에서는 기후변화가 석조유산에 미치는 영향에 대해 국내외 선행연구를 분석하여 동향을 파악하고, 한반도 기후변화가 옥외 석조유산의 손상에 미칠 주요 영향을 전망하였다. 연구결과는 기후변화로 인한 석조유산의 피해를 완화하기 위한 선제적 대응방안을 마련하고 향후 연구의 방향 제시 및 관련 정책을 제안하기 위한 근거자료로 활용될 것이다.
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