초록 ▼

본 연구과제의 목적은 우리나라 기상재해 중 가장 막대한 영향을 끼치는 태풍, 집중호우 및 기후변화에 의한 재해 방지를 위하여 관측자료 및 모델 분석을 통한 기상/기후의 특성 및 변동성 분석과 예측 능력 향상을 목표로 협동 연구를 수행하고자 하는 것으로서, 본 연구의 결과는 다음과 같다. 다양한 관측 자료 분석 및 모델 실험을 통하여 한반도 및 동아시아 지역에서 발생하는 태풍, 집중호우, 한파 등의 재해기상의 변동성을 분석하고, 기후 변화에 따른 재해 기상의 변화를 진단하는 한편, 각 재해기상을 조절하는 대기-해양 내 변동 기작을 이

본 연구과제의 목적은 우리나라 기상재해 중 가장 막대한 영향을 끼치는 태풍, 집중호우 및 기후변화에 의한 재해 방지를 위하여 관측자료 및 모델 분석을 통한 기상/기후의 특성 및 변동성 분석과 예측 능력 향상을 목표로 협동 연구를 수행하고자 하는 것으로서, 본 연구의 결과는 다음과 같다. 다양한 관측 자료 분석 및 모델 실험을 통하여 한반도 및 동아시아 지역에서 발생하는 태풍, 집중호우, 한파 등의 재해기상의 변동성을 분석하고, 기후 변화에 따른 재해 기상의 변화를 진단하는 한편, 각 재해기상을 조절하는 대기-해양 내 변동 기작을 이해하고자 하였다. 이를 통하여 한반도에 영향을 미치는 태풍 활동을 예측할 수 있는 예측 인자들을 파악하고 단기, 중장기 예측성을 평가하였다. 한반도로 접근하는 태풍의 진로와 강도를 예측할 수 있는 WRF 기반 통계 모형의 예측성을 향상시키고, 동중국해를 통과하는 태풍에 대한 계절 예측을 수행하기 위해 베이시안 회귀 분석, LAD 회귀 분석, 포아송 회귀 분석 등을 이용한 다양한 통계 예측 모형을 개발하였다. 또한 태풍-파랑-해양 접합 모델을 개발하여 북서태평양 지역에서의 태풍-파랑-해양 상호작용의 기작을 규명하였다. 마지막으로 예보 시스템 자체적으로 가지는 한계를 극복하기 위하여 현재 기후 모형에서 정확하게 모수화되지 못하고 있다고 알려져 있는 구름-복사 상호작용, 에어로졸-기후 관련성, 식생-기후 피드백 과정, 지표면 과정, 계절내 진동 모의 개선 등에 대한 연구를 통하여 기후 모형의 예측성을 개선하고자 하였다.

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 보고서 요약서 ... 2
• 요약문 ... 3
• 목차 ... 13
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 18
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 21
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 25
• 1절. 재해기상/이상기후 분석 ... 25
• 1. 북서태평양 지역 태풍 활동의 변동성 ... 25
• 1.1. 여름철 태풍 발생에 있어서 필리핀해와 북부 남중국해를 극으로 하는 양극분포와 이와 관련된 메커니즘에 대한 연구 ... 25
• 1.2. 북서태평양 태풍 트랙에 대한 성층권 준-2년주기운동의 영향 ... 49
• 1.3. 최근 한반도와 일본열도에 상륙하는 태풍 강도에 대한 연구 ... 56
• 1.4. 한반도 상륙 태풍의 강도를 결정하는 상층 해양의 열적 구조 특성 ... 72
• 1.5. 태풍 통과 후 상층 해양의 변동 특성 조사 ... 83
• 1.6. 객관적인 태풍 통계 1.6. 자료 구축을 위한 한반도 근접 태풍의 정의 및 기준 설정 ... 118
• 1.7. 태풍과 계절내 진동의 관계의 장기 변동성 분석 연구 ... 138
• 2. 동아시아 지역 여름철 집중호우의 변동성 ... 145
• 2.1. 한반도 호우와 계절내 진동의 관계의 장기 변동성 분석 ... 145
• 2.2. 1990년 초반 남중국 여름철 강수의 수십년주기 변화에 대한 태풍의 기여도 ... 147
• 2.3. 몬순 서풍 발달 시기에 필리핀의 남중국해 상류 지역에서 오전 시간에 일 최대강수가 나타나는 현상과 그 원인 규명 ... 157
• 3. 동아시아 지역 겨울철 한파의 변동성 ... 178
• 3.1. 한국의 한파와 폭설에 미치는 극진동과 MJO의 영향 : 2009−2010년 겨울의 사례 연구 ... 178
• 3.2. 지구 온난화 환경에서 동아시아에 발생하는 추운 날과 한파 주기의 특성 차이 ... 199
• 4. 지구온난화에 따른 재해기상 변화 ... 215
• 4.1. 동아시아 지역에서의 지구온난화에 따른 재해기상에 대한 취약성 변화 ... 215
• 4.2. NCAR 접합 모델을 이용한 CO2 배증/4배증 실험을 통한 지구온난화에 따른 계절내 진동과 여름철 몬순의 계절내 성분의 시공간적 변화 특성 파악 ... 245
• 4.3. 지구온난화에 따른 계절내 진동의 변화에 의한 한반도를 포함한 동아 시아 대기 대순환, 강수, 기온의 변동성 분석 ... 252
• 4.4. 지구온난화에 따른 태풍/호우와 계절내 진동의 관계의 변동성 분석 연구 ... 270
• 4.5. 쾨펜 기후분류방안을 이용한 극지역의 기후 변화 평가 ... 280
• 4.6. 인도양 해수면 온도와 엘니뇨에서 라니냐 전이의 상관성 ... 303
• 2절. 재해기상/이상기후 예측 ... 328
• 1. 태풍 활동에 대한 단기 예측성 평가 ... 328
• 1.1. WRF 기반 모델을 이용한 태풍 진로 및 강도 예측 ... 328
• 1.2. WRF FDDA 최적화 연구 ... 360
• 1.3. DB 기반 태풍 진로 예측 ... 371
• 1.4. DYTRAP을 이용한 2009-2010년 태풍 진로 예측 실험 ... 386
• 1.5. DYTRAP을 이용한 2011년 실시간 태풍 진로 예측 ... 397
• 1.6. DYTRAP 기반 5일 태풍 진로 예측 ... 408
• 1.7. 태풍-파랑-해양 접합모델을 이용한 태풍 강도 예측에 있어 파랑의 효과 조사 ... 421
• 1.8. 태풍-해양 접합모델을 이용한 선행 및 근접 태풍이 태풍의 진로와 강도에 미치는 영향 조사 ... 432
• 1.9. 북서태평양 전향 태풍의 특성과 해양반응 조사 ... 486
• 1.10. 태풍-해양 접합모델을 이용한 상층해양의 열적구조가 태풍의 강도에 미치는 영향 조사 ... 513
• 2. 태풍 활동에 대한 중장기 예측성 평가 ... 517
• 2.1. Bayesian Poisson-Regression 방법을 이용한 동중국해의 태풍 활동 계절 예측 ... 517
• 2.2. 동중국해 지역에서의 여름철 태풍 활동에 대한 계절 예측 ... 530
• 2.3. 북서태평양 태풍 발생 개수에 대한 계절 예측 시스템 ... 547
• 2.4. 계절 예측 시스템을 이용한 당해 년도 예측 결과 및 검증 ... 563
• 3절. 재해기상/이상기후 예측성 향상 연구 ... 571
• 1. 에어로졸-기후 관련성 ... 571
• 1.1. 중국 북동부 지역 여름 주말 효과의 장기적인 변화와 지역적 온난화의 관련성 ... 571
• 1.2. 발원 지역 추정과 관련 기상장을 통해 살펴본 서울 지역 미세먼지 고농도 현상 ... 579
• 2. 과냉각수적의 기후 영향 평가 ... 594
• 2.1. 위성자료로부터 영하의 온도에서 (준)구형 구름입자 산출 ... 594
• 2.2. MODIS를 이용한 MTSAT-1R 산출 구름 변수의 검증 ... 599
• 3. 기후변화에 있어서의 식생 역할 규명 ... 624
• 3.1. 동아시아의 식생 초록도 증가 및 봄철 온난화 약화 ... 624
• 3.2. 한국지역에서 나타난 도시 온난화가 봄철 개화시기에 끼치는 영향 ... 632
• 3.3. 이산화탄소 배증 시에 나타나는 북반구의 여름철 온도 및 온도의 일교차 변화에 식생 되먹임 작용이 끼치는 영향 ... 647
• 3.4. 식생 피드백과 관련된 동아시아 지역의 봄철 온난화 감소 ... 666
• 3.5. 위성관측을 통해 살펴본 1982-2008 기간의 북반구 온대식생 생장계절변화: 시작시점과 종료시점의 다른 행보 ... 675
• 3.6. 이산화탄소 배증 환경에서 나타나는 식생 피드백에 의한 미국 지역의 기후학적 건조화도 감소 ... 695
• 3.7. 이산화탄소 배증조건 하에서 식생 되먹임이 유럽 열파에 미치는 잠재적 영향 ... 712
• 4. 지표면 증발산량 모수화 개선 ... 722
• 4.1. 지면에서 수증기 거칠기길이의 잠열속에 대한 영향 ... 722
• 4.2. CASES-99 관측에서 나타난 지표 경계층 수증기의 플럭스-경도 관계 ... 737
• 5. 계절내 진동의 변동에 따른 대기대순환과 강수 변화 ... 757
• 5.1. 대기 모델과 대기-해양 접합 기후 모델에서의 계절내 진동 모의의 심층 대류 모수화, 해상도에 따른 민감도 실험 분석 ... 757
• 5.2. 수십년(interdecadal) 주기 규모에서의 계절내 진동 변동성 메커니즘 규명 ... 765
• 5.3. 접합 모델과 역학 코어 모델을 이용하여 적도 구름대의 심층, 하층 대류와 층운형 잠열 강제력의 역학 메커니즘 파악 ... 771
• 5.4. 현재 기후에서의 연직 잠열 강제력에 따른 대기 대순환의 변동성 파악과 경압성, 배경 바람 쉬어 등에 따른 민감도 실험 분석과 지구 온난화의 미래 기후에서의 연직 잠열 강제력에 따른 대기 대순환의 변동성 이해 ... 780
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 799
• 1절. 재해기상/이상기후 분석 ... 799
• □ 북서태평양 지역 태풍 활동의 변동성 ... 799
• □ 동아시아 지역 여름철 집중호우의 변동성 ... 799
• □ 동아시아 지역 겨울철 한파의 변동성 ... 800
• □ 지구온난화에 따른 재해기상의 변화 ... 800
• 2절. 재해기상/이상기후 예측 ... 802
• □ 태풍 활동에 대한 단기 예측성 ... 802
• □ 태풍 활동에 대한 중장기 예측성 ... 802
• 3절. 재해기상/이상기후 예측성 향상 연구 ... 804
• □ 에어로졸-기후 관련성 ... 804
• □ 과냉각수적의 기후 영향 평가 ... 804
• □ 기후변화에 있어서의 식생 역할 규명 ... 804
• □ 지표면 증발산량 모수화 개선 ... 805
• □ 계절 내 진동의 모의 개선 ... 805
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 807
• 제6장 연구개발 과정에서 수집한 해외과학기술 정보 ... 809
• 제7장 참고문헌 ... 812