초록 ▼

온실가스 증가에 따른 미래 기후변화가 수자원에 미치는 영향을 평가하기 위하여 전구기후모델(AOGCM)의 기온과 강수 자료로부터 한반도 지역에 대한 통계적 규모 상세화 기법을 개발하였다. 20세기말(1973-2000) 동안의 관측기온(ECMWF)과 관측강수(CMAP) 및 AOGCM의 기온 강수자료에 통계적 상세화 기법을 적용하고 비교함으로써 이 기법의 유효성을 검증하였는데, 상세화된 기온 강수 자료는 관측된 계절변동성과 월변동성을 잘 모사하였다. 또한, 다중 지점에서의 시공간 상관성이 고려된 일차적인 일기 산출기를 제안하고, 국내 강

온실가스 증가에 따른 미래 기후변화가 수자원에 미치는 영향을 평가하기 위하여 전구기후모델(AOGCM)의 기온과 강수 자료로부터 한반도 지역에 대한 통계적 규모 상세화 기법을 개발하였다. 20세기말(1973-2000) 동안의 관측기온(ECMWF)과 관측강수(CMAP) 및 AOGCM의 기온 강수자료에 통계적 상세화 기법을 적용하고 비교함으로써 이 기법의 유효성을 검증하였는데, 상세화된 기온 강수 자료는 관측된 계절변동성과 월변동성을 잘 모사하였다. 또한, 다중 지점에서의 시공간 상관성이 고려된 일차적인 일기 산출기를 제안하고, 국내 강수량과 기온자료를 이용하여 우리나라 일기 자료에 적합한 모형을 제시하였다.
한국의 5대강유역에 대해 multi-model ensemble을 통한 수자원의 기후변화 영향을 전망하였다. IPCC AR4에서 적용된 3개 온실가스 배출 시나리오(A2, A1B, B1)에 대해 각각 13개 GCMs 결과를 이용하였으며, 유출모형 구조에 따른 불확실성을 평가하기 위해 8개 유출모형을 적용하여 불확실성의 원인을 평가하였다. 평가결과 한국의 경우 월별, 계절별 유출량이 크게 변화될 것으로 전망되었으며, 특히 여름철 유출량의 증가가 뚜렷하게 전망되었다. 공간적으로는 북쪽유역이 남쪽에 비해 더 크게 증가될 것으로 전망되었다. 기후변화에 따른 증발산량의 변화를 분석하기 위해 식생모형(SEBAL Model)을 국내 유역에 적용하여 에너지 수지방정식으로부터 유역증발산량을 추정하고 이를 모형 내 FAO Penman-Monteith 식으로부터 추정된 증발산량 값을 이용하여 검증하였다. 기후변화가 사회경제에 미치는 영향을 평가하기 위해 공간균형모델을 적용한 결과 기후변화에 대비한 도시용수관리의 방안으로 소규모, 탄력적 인프라의 도입이 필요하며, 가뭄 및 여름철 유출감소는 유역내 부문별 물이동을 촉진시켜 합리적 물배분이 필요함을 도출하였다. 또한, 기온상승 및 강우감소에 따라 여름철 도시용수는 25-35%가량 증가할 수 있음을 보였다.
동아시아 지역 기후패턴의 군집분석 결과를 이용한 국내 강수량 상관성은 당해 연도 및 차년도 강수량이 감소하는 집단으로 2008년이 분류되어 올해(2009년) 연 평균 강수량은 평년값보다 적을 것이며 전체 계절에 대하여도 평년값보다 적은 강수량이 올 것으로 판단되었다. 이는 기상청의 2009년 봄철 기후전망과 유사한 예측 결과를 보여주었다.

Abstract ▼

○ To develop a statistically downscaled scenarios of IPCC DDC climate scenarios
- Development of the statistical downscaling of IPCC DDC climate change scenarios.
- Development of climate change scenarios through applying the statistical downscaling.
- Analysis of characteristics of major v

○ To develop a statistically downscaled scenarios of IPCC DDC climate scenarios
- Development of the statistical downscaling of IPCC DDC climate change scenarios.
- Development of climate change scenarios through applying the statistical downscaling.
- Analysis of characteristics of major variables by comparing with observational dataset.
○ To propose various multi-site weather generators with spatio-temporal correlations.
- To choose the optimal weather generator.
- To calculate weather data under the chosen model.
○ Climate change impact assessments on Korean water resources
- Uncertainty analysis of hydrological model selection on climate change impact assessment on water resources.
- Uncertainty analysis of potential evapotranspiration methods on climate change impact assessment on water resources
- Climate change impact assessments on water resources using multi-model ensemble
○ An establishment of estimation technique for evapotranspiraion considering vegetation change
- Application of vegetation model and estimation of evapotranspiraion.
- Application of estimation method for evapotranspiraion and result analysis.
○ Collecting East Asia hydrological data and the analysis of their variability
- Collecting and quality control of data.
- Apply advanced statistical techniques to analyze East Asia hydrological data.
- Analysis of the relationship between Korea water resources and East Asia hydrological data.
○ Adaptive water resource management under climate change
- We first analyzed current water resource management practices and plans among water managers in United Kindom, Germany, the Netherlands,and South Africa. Second, we used a spatial equilibrium model for the Willamette River basin of Oregon to investigate the potential economic impacts of climate change on water resources of the basin. Third, we projected Portland's future water demand for 2040s and 2080s using three statistically-downscaled climate change scenarios.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 요약보고서 초록 ... 5
• 요약문 ... 7
• SUMMARY ... 13
• CONTENTS ... 20
• 목차 ... 22
• 표목차 ... 23
• 그림 목차 ... 24
• 제1장 연구 개발 과제의 개요 ... 30
• 1. IPCC DDC 기후시나리오의 통계적 상세화 시나리오 구축 ... 30
• 2. 시공간 상관성을 고려한 모수적 일기산출기 모형의 개발 ... 30
• 3. 불확실성이 평가된 국내 수자원의 기후변화 영향평가 ... 30
• 4. 식생변화를 고려한 증발산량 추정기법 정립 ... 31
• 5. 동아시아지역 기후 패턴 변화에 대한 우리나라 수자원의 상관관계를 분석 ... 31
• 6. 기후변화에 대비한 수자원 부문의 적응 정책개발 ... 31
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 32
• ■ IPCC DDC 기후시나리오의 통계적 상세화 시나리오 구축 ... 32
• ■ 시공간 상관성을 고려한 일기산출기 개발 ... 32
• ■ 기후변화 영향평가의 불확실성 평가 및 정량화 기법 개발 ... 33
• ■ 식생변화를 고려한 증발산량 추정기법 정립 ... 33
• ■ 동아시아 수문자료 구축 및 기후변화 변동성 분석 ... 34
• ■ 기후변화에 따른 유럽의 수자원 정책조사 및 사회경제적 영향평가 ... 34
• 제3장 연구 개발 수행 내용 및 결과 ... 37
• 제1절 수자원 영향평가를 위한 기후변화 시나리오 생산 및 구축 ... 37
• 1. 서론 ... 37
• 2. IPCC DDC 기후변화시나리오의 통계적 다운스케일링 기법 구축 ... 42
• 3. 통계적 다운스케일링을 통한 기후변화 시나리오 구축 ... 44
• 4. 관측자료와 비교통한 주요변수 특성 분석 ... 54
• 제2절 시공간 상관성을 고려한 모수적 일기산출기 모형의 제안 ... 60
• 1. 기존 일기산출기 모형 연구조사 ... 60
• 2. 분석 지역 및 자료 ... 60
• 3. 일차적 일기산출기 모형 ... 61
• 4. 결론 ... 69
• 제3절 수자원의 기후변화 영향평가 및 불확실성 정량화 ... 70
• 1. 수자원의 기후변화 영향평가의 불확실성 평가 ... 70
• 2. 기후변화에 따른 국내 수자원 전망 ... 79
• 제4절 식생변화를 고려한 증발산량 추정기법 정립 ... 91
• 1. 식생모형(SEBAL Model)을 이용한 유역 증발산량 추정 ... 91
• 2. 이산화탄소(CO2), 토지피복, 식생(LAI)의 변화가 증발산량에 미치는 영향 ... 101
• 제5절 관측 자료에 의한 기후변화 수자원 영향의 통계적 평가 ... 107
• 1. 동아시아 수문 자료 수집 및 QC ... 107
• 2. 동아시아 수문 자료를 이용한 기후변화 변동성 분석 ... 109
• 3. 군집화 기법을 이용한 기후 분석 ... 119
• 4. 결 론 ... 122
• 제6절 기후변화에 따른 유럽의 수자원 정책조사 및 사회경제적 영향평가 ... 123
• 1. Climate adaptation strategies in European Union ... 123
• 2. Application of a hydro-economic model to the Willamette River basin ... 129
• 3. Potential impacts of climate change on urban water demand ... 135
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 140
• ■ IPCC DDC 기후시나리오의 통계적 상세화 시나리오 구축 ... 140
• ■ 시공간 상관성을 고려한 일기산출기 개발 ... 140
• ■ 불확실성이 평가된 국내 수자원의 기후변화 영향평가 ... 140
• ■ 식생변화를 고려한 증발산량 추정기법 정립 ... 141
• ■ 동아시아 수문자료 구축 및 기후변화 변동성 분석 ... 141
• ■ 기후변화에 대비한 수자원 부문의 적응적 정책개발 ... 141
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 144
• ■ IPCC DDC 기후시나리오의 통계적 상세화 시나리오 구축 ... 144
• ■ 시공간 상관성을 고려한 일기산출기 개발 ... 144
• ■ 불확실성이 평가된 국내 수자원의 기후변화 영향평가 ... 144
• ■ 식생변화를 고려한 증발산량 추정기법 정립 ... 145
• ■ 동아시아 수문자료 구축 및 기후변화 변동성 분석 ... 145
• ■ 기후변화에 따른 유럽의 수자원 정책조사 및 사회경제적 영향평가 ... 145
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 147
• ■ IPCC DDC 기후시나리오의 통계적 상세화 시나리오 구축 ... 147
• ■ 시공간 상관성을 고려한 일기산출기 개발 ... 147
• ■ 식생변화를 고려한 증발산량 추정기법 정립 ... 147
• ■ 동아시아 수문자료 구축 및 기후변화 변동성 분석 ... 147
• ■ 기후변화에 따른 유럽의 수자원 정책조사 및 사회경제적 영향평가 ... 148
• 제7장 참고문헌 ... 150