[논문]상세 전자기후지도를 이용한 미래 한반도 기후대 변화 전망

윤은정; 김진희; 문경환

doi:10.5532/kjafm.2020.22.4.287

상세 전자기후지도를 이용한 미래 한반도 기후대 변화 전망
Future Projection of Climatic Zone Shifts over Korean Peninsula under the RCP8.5 Scenario using High-definition Digital Agro-climate Maps 원문보기

한국농림기상학회지 = Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology, v.22 no.4, 2020년, pp.287 - 298

윤은정 ((재)국가농림기상센터) , 김진희 ((재)국가농림기상센터) , 문경환 (국립원예특작과학원 온난화대응농업연구센터)

초록
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지구온난화로 기후변화 및 이상 기상현상이 증가함에 따라 전 세계적으로 미래 기후 전망에 대한 관심과 연구의 필요성이 증대되고 있다. 온난화로 인한 기온의 상승 경향은 미래에도 지속될 것으로 예상되며, 현재 남해안에 국한되는 아열대 기후구는 점차 북상할 것으로 전망된다. 기후대의 이동은 작물재배지의 변화를 의미하기 때문에 본 연구에서는 변화하는 농업기후 조건에서 작물 재배 적응 대책을 마련할 수 있도록 우리나라의 고해상도 기후 자료를 기반으로 현재-미래에 대한 기후대 전망을 살펴보고자 하였다. 이를 위해 평년 기간(1981-2010)에 대해 제작된 남한과 북한의 통합된 고해상도 월 최고기온 및 최저기온, 월 적산강수량을 확보 및 제작하였고, 쾨펜 기후대 구분 기준에 따라 한반도 기후대를 분류하였다. 동일한 방법으로 기상청의 RCP8.5 기후변화 시나리오를 기반으로 30-270m 격자 해상도로 상세화 된 한반도 지역의 월 단위 기후 자료를 확보하여, 미래에 예상되는 기후대 변화를 전망하였다. RCP8.5 시나리오를 바탕으로 같은 기후 구분 기준을 적용한 결과, 한반도의 기온과 강수량은 지속적으로 증가하여 기후가 점차 단순해지는 것으로 나타났다. 현재 남부지방에 나타나는 온대기후(C)는 점차 확대되어, 2071-2100년대에는 북한의 함경도와 평안도 일부 지역을 제외한 한반도의 대부분이 온대기후(C)가 될 것으로 예상되었다. 반면 냉대 기후(D)는 서서히 북쪽으로 후퇴하여 한반도가 점점 온난 습윤해질 것으로 예상되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

It is predicted that future climate warming will occur, and the subtropical climate zone currently confined to the south coast of Korea will gradually rise north. The shift of climate zone implies a change in area for cultivating crops. This study aimed to evaluate the current and future status of climate zones based on the high-resolution climate data of South Korea to prepare adaptation measures for cultivating crops under changing agricultural climate conditions. First, the climatic maps of South and North Korea were produced by using the high-resolution monthly maximum and minimum daily temperature and monthly cumulative precipitation produced during the past 30 years (1981-2010) covering South and North Korea. Then the climate zones of the Korean Peninsula were classified based on the Köppen climate classification. Second, the changes in climate zones were predicted by using the corrected monthly climate data of the Korean Peninsula (grid resolution 30-270m) based on the RCP8.5 scenario of the Korea Meteorological Administration. Köppen climate classification was applied based on the RCP8.5 scenario, the temperature and precipitation of the Korean Peninsula would continue to increase and the climate would become simpler. It was predicted that the temperate climate, appearing in the southern region of Korea, would be gradually expanded and the most of the Korean Peninsula, excluding some areas of Hamgkyeong and Pyeongan provinces in North Korea, would be classified as a temperate climate zone between 2071 and 2100. The subarctic climate would retreat to the north and the Korean Peninsula would become warmer and wetter in general.

주제어

표/그림 (10)

표 Table 1. Previous studies of climate classification
표 Table 2. Description of Köppen Climate Symbols
표 Table 3. Detail subdivision of Köppen climate classification
그림 Fig. 1. Climate factor distributions (Thot and Tcold) used in Köppen climate classification during the period of 1981-2010 and 2011-2100 based on RCP8.5 scenario.
그림 Fig. 2. Climate factor distributions (Pswet, Psdry, Pwwet and Pwdry) used in Köppen climate classification during the period of 1981-2010 and 2011-2100 based on RCP8.5 scenario.
표 Table 4. Area (%) of Köppen climate classification during the period of 1981-2010
그림 Fig. 3. The spatial distribution of Köppen climate classification during the period of 1981-2010.
그림 Fig. 4. The spatial distributions of Köppen climate classification during the period of 2011-2100 based on RCP8.5 scenario.
그림 Fig. 5. Pie chart of Köppen climate classification during the period of 1981-2010 and 2011-2100 based on RCP8.5 scenario.
표 Table 5. Area (%) of Köppen climate classification during the period of 2011-2100

AI 본문요약
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문제 정의

온난화로 인한 기온의 상승 경향은 미래에도 지속될 것으로 예상되며, 현재 남해안에 국한되는 아열대 기후구는 점차 북상할것으로 전망된다. 기후대의 이동은 작물재배지의 변화를 의미하기 때문에 본 연구에서는 변화하는 농업기후조건에서 작물 재배 적응 대책을 마련할 수 있도록우리나라의 고해상도 기후 자료를 기반으로 현재-미래에 대한 기후대 전망을 살펴보고자 하였다. 이를 위해평년 기간(1981-2010)에 대해 제작된 남한과 북한의통합된 고해상도 월 최고기온 및 최저기온, 월 적산강수량을 확보 및 제작하였고, 쾨펜 기후대 구분 기준에따라 한반도 기후대를 분류하였다.
이들 기후 정보는 격자 별로 좌표 정보를 포함하는 수치 자료 형태로 GIS 프로그램을 이용한 병합 및 중첩 분석이 가능한 특징을 가진다. 본 연구에서는 평년 기간(1981-2010)에 대해 제작된 남한과 북한의 고해상도 일 최고기온 및 최저기온, 일 적산강수량을 확보하고, 남북한 기후도를 통합한 월 단위 기후 자료를 제작하였다.
따라서 미래 북한의 기후가 어떠한 모습으로 변화하고 이로 인해 식생분포가 어떻게 달라질 것인지 새로운 정보가 필요한 시점이지만 관련 연구는 부족한 것이 현실이다. 이를 위해 본 연구에서는 북한까지 포함한 완전한 한반도 미래 기후대의 지리적 변동 정보를 전망할 수 있도록 고해상도의 연속된 기후정보를 활용하여 현재평년(1981-2010) 기간 북한을 포함한 한반도 전역에 대한 쾨펜 기후구분 기준에 따른 기후대를 분류하고, 기상청의 RCP 시나리오를 기반으로 미래 기후대 변동 전망을 함께 살펴보고자 하였다.

제안 방법

미래 전망 자료 또한 동일한 방법으로 자료를 확보하였는데, 선행연구를 통해 제작된 남한과 북한의 미래 기간(2011-2100년)의 월 단위 기후정보자료를 수집하고 이를 통합하여, 현재부터 미래까지 지역별 기후 특성을 반영한 연속된 고해상도 기후정보자료를제작하였다. 이때 사용된 미래 기후 시나리오는 기상청 기후정보포털에서 제공하는 RCP (Representative Concentration Pathways) 시나리오 가운데 2100년에복사강제력이 8.
Sanderson, 1999). 본 연구에서는 가장 널리 사용되는 1936년에 수정된 기준을 사용하였으며, 기후구분을 위한 기준월은 Table 3에 제시된 기준에 따라설정하였고 GIS 프로그램(ArcGIS, ESRI Inc., USA) 을 사용하여 수행하였다(Table 3).
기후대의 이동은 작물재배지의 변화를 의미하기 때문에 본 연구에서는 변화하는 농업기후조건에서 작물 재배 적응 대책을 마련할 수 있도록우리나라의 고해상도 기후 자료를 기반으로 현재-미래에 대한 기후대 전망을 살펴보고자 하였다. 이를 위해평년 기간(1981-2010)에 대해 제작된 남한과 북한의통합된 고해상도 월 최고기온 및 최저기온, 월 적산강수량을 확보 및 제작하였고, 쾨펜 기후대 구분 기준에따라 한반도 기후대를 분류하였다. 동일한 방법으로기상청의 RCP8.

대상 데이터

5km 격자 자료를 30-270m의 동일 해상도로 상세화 한 것이다. 한반도의 기후대 변화에 따른 지리적이동 전망을 동일한 시공간 해상도로 변동 경향성을파악할 수 있도록, 미래기간(2011-2100년)의 매년 만들어진 월별 자료는 30년씩 평균하여 3개의 미래평년 (2011-2040년, 2041-2070년, 2071-2100년)으로 구분하여 분석에 활용하였다.

이론/모형

경험적 기법에는 식생 분포를지표로 하는 쾨펜의 기후 구분 방법, 강수량, 기온, 증발량을 바탕으로 한 손스웨이트(Thornthwaite)의 방법 등이 있으며, 통계적 기법으로는 요인분석(Factor Analysis), 군집분석(Clustering Analysis), 주성분 분석(Principal Component Analysis) 등이 있다(Park and Moon, 1998). 이 외에도 기후대 구분을 위한 연구는 다방면으로 이루어지고 있으나, 본 연구에서는 기후대 구분 연구에서 가장 많이 사용되고 있는 쾨펜의기후 구분법(Köppen’s climate classification) 기준을적용하였다(Ackerman, 1941; Kesseli, 1942; Kottek et al., 2006; Alvares et al., 2013).

성능/효과

4%)로 나타났다. D 기후는 한반도 전체 면적의 51.8%로, 이 중 냉대 하계 건조인 Dsb 기후 지대는 0.1% 미만(평년 대비 -5.8%), 냉대 동계 건조인 Dwa 26.9%(평년 대비 -5.9%), Dwb 6.8%(평년 대비 -4.2%), 냉대 습윤 기후인 Dfb (평년대비 -4.5%), Dfc (평년 대비 -4.6%) 지대가 12.0%로 나타났다.
5 기후변화 시나리오를 기반으로 30- 270m 격자 해상도로 상세화 된 한반도 지역의 월 단위기후 자료를 확보하여, 미래에 예상되는 기후대 변화를 전망하였다. RCP8.5 시나리오를 바탕으로 같은 기후 구분 기준을 적용한 결과, 한반도의 기온과 강수량은 지속적으로 증가하여 기후가 점차 단순해지는 것으로 나타났다. 현재 남부지방에 나타나는 온대기후(C) 는 점차 확대되어, 2071-2100년대에는 북한의 함경도와 평안도 일부 지역을 제외한 한반도의 대부분이 온대기후(C)가 될 것으로 예상되었다.
Tcold는 쾨펜의 기후구분 기준에서 온대기후(C)와 냉대기후(D)를 구분 짓는 요소이며, 나머지 요소들은 그외 세부 기후를 구분하는데 사용된다. Thot과 Tcold에 해당하는 기온은 미래로 갈수록 점차 상승하는 것으로 나타났고, Pswet와 Psdry와 관련된 여름철 강수량은 현재와 비교하여 먼 미래(2071-2100)에 전반적으로 증가하고 큰 지역적 편차를 가지는 것으로 전망되었다(Fig. 1 and Fig. 2).
0% 이상으로 나타났다. 양강도는 Dfb 기후 지대가 44.7%, Dfc 기후 지대가 25.2% 이상이며 함경도는 Dfb 기후 지대가 58.0% 이상으로 나타났다.
5; Table 5). 전체적으로 D 기후는 평년 보다 59.3% 감소하고 점차 북쪽으로후퇴하여 북한의 자강도와 양강도, 함경도 일부 지역만 냉대 기후를 유지하는 것으로 전망되었다.
(2017)이 평년(1981-2010)에 대해 남한지역에 쾨펜 기후구분법을 적용했을 때 제시된, 온대기후인 Cfa 지대와 Cwa 지대, 냉대기후인 Dfa, Dfb, Dwa, Dwb 지대가 주로 나타났던 결과와 유사하다. 한반도 전체 면적 대비 각 기후 별 특성이 나타나는면적을 살펴보면, Cfa (온대 습윤) 기후 지대가 8.2%, Cwa (온대 동계 건조) 기후 지대가 15.8%를 차지하며,Dwa (냉대 동계 건조, 하계 고온) 기후 지대는 32.8%, Dwb (냉대 동계 건조, 하계 온난) 기후 지대 11.0%, Dfb (냉대습윤, 하계 온난) 기후 지대 16.5%로, 이 5개의 기후가 한반도의 84% 이상을 차지하는 것으로 나타났다(Table 4). 서울, 인천을 포함한 수도권과 충청도는 온대 기후(C) 33.

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저자의 다른 논문 :

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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