초록 ▼

지구시스템 모형을 적용하여 기후 계절예측을 위한 역학 시스템을 구축하였다. 실시간으로 관측자료를 수집하고 기후자료동화시스템을 적용하여 실시간 기후예측을 위한 초기화 방안을 수립하고 앙상블 예측 기법을 적용하여 기후예측 성능을 향상시켰다. 한반도 주변해역에 대한 역학시스템의 예측 성능 평가 결과 미국 NCEP CFS의 계절예측 결과와 비교할 만한 것으로 나타났다. 특히 여름철과 겨울철 예측 성능이 높게 나타났다.
역학모형의 한반도 부근 수온의 계절예측성능을 개선하기 위하여 통계모델 중 하나인 정준상관분석 모형을 이용하여 역학-통

지구시스템 모형을 적용하여 기후 계절예측을 위한 역학 시스템을 구축하였다. 실시간으로 관측자료를 수집하고 기후자료동화시스템을 적용하여 실시간 기후예측을 위한 초기화 방안을 수립하고 앙상블 예측 기법을 적용하여 기후예측 성능을 향상시켰다. 한반도 주변해역에 대한 역학시스템의 예측 성능 평가 결과 미국 NCEP CFS의 계절예측 결과와 비교할 만한 것으로 나타났다. 특히 여름철과 겨울철 예측 성능이 높게 나타났다.
역학모형의 한반도 부근 수온의 계절예측성능을 개선하기 위하여 통계모델 중 하나인 정준상관분석 모형을 이용하여 역학-통계모형을 개발하였다. 통계모형의 예측변수는 한반도 주변 3차원 수온구조이고, 예측인자로 역학모형에서 예측된 북서태평양 아열대고기압변동성과 열대/아열대지역 해수면온도 및 강수량을 이용하였다. 개발된 역학-통계모형의 예측성을 성능점수로 진단한 결과, 역학모형만 이용한 경우보다 많은 지역에서 예측성이 상당 수준 개선되었다.
한반도 주변해의 해수면에 대해 중장기 변동을 파악하고 미래 변화를 전망하였다. 관측과 모델에 의한 해수면 상승률(mm/yr)은 93-14년에 동해, 황해, 동중국해에서 각각 2.8～3.1, 3.4～3.8, 2.6～4.1로 추산되었다. RCP 4.5 시나리오에 기반한 2006-2100년의 한반도 주변해 해수면 상승률(mm/yr)은 GFDL-ESM2M에서 6.2～6.5, MPI-ESM-LR에서 5.0～5.3으로 예측되었다. 미래 기간의 해수면 상승은 황해와 동중국해에서 밀도변화외 성분이, 동해에서는 밀도변화성 성분이 각각 주도하는 것으로 예측되었다.

(출처 : 초록 5p)

Abstract ▼

Ⅳ. Results
1. Seasonal Climate Prediction System Based on Dynamic Model
Seasonal climate prediction system based a dynamic model of the KIOST Earth System Model (KIOST-ESM) has been developed. By applying the Data Assimilation System of KIOST, which is developed based on the Ensemble Optimal

Ⅳ. Results
1. Seasonal Climate Prediction System Based on Dynamic Model
Seasonal climate prediction system based a dynamic model of the KIOST Earth System Model (KIOST-ESM) has been developed. By applying the Data Assimilation System of KIOST, which is developed based on the Ensemble Optimal Interpolation, ocean observation data have been assimilated into the KIOST-ESM to produce climate reanalysis. In this study, the climate reanalysis during 30 years from 1981 to 2010 has been utilized as the initial condition for the seasonal hindcast experiments. The ensemble prediction system composed of 8 ensemble members has improved the seasonal climate predictability. The seasonal hindcast outputs enable to access the predictability of the KIOST climate prediction system and to remove the model drift of the KIOST-ESM. Also, we have set up a real-time ocean observation data collection and quality control system, which is the basis of the real-time seasonal climate prediction system. The KIOST-ESM as the real-time seasonal climate prediction system has been initialized by the climate analysis by applying the Data Assimilation System of KIOST to assimilate the real-time ocean observation. To access the KIOST climate prediction system, its predictability have been estimated by comparing with the ocean reanalysis of the SODA regarded as the observation in the Korean seas. In a result, its predictability is comparable to that of the NCEP CFS, or better than that particularly in summer and winter season. Also, we have established a real-time seasonal climate prediction system.

2. Dynamical-statistical model for seasonal prediction of ocean temperature in the vicinity of Korean Peninsula
Coupled atmosphere-ocean general circulation models including initialization processes can be utilized for seasonal prediction of ocean temperature in the vicinity of Korean Peninsula. It is difficult to have high seasonal predictability of the mid-latitudinal climate using the-state-of-the-art coupled dynamical models. Although climate models have difficulty to simulate and predict the mid-latitude climate, the dynamical model can significantly predict the tropical climate including El Nino-active region up to 12 months. In addition, tropical-subtropical climate variability is highly correlated with mid-latitude climate, in spite of regional differences.
Therefore, we developed a dynamical-statistical model using prediction results by dynamical models as predictors and mid-latitude ocean temperature in the vicinity of Korea as predictands. It was analyzed that atmospheric circulation associated with subtropical High in the western Pacific was important predictors for summertime seasaonl prediction of ocean temperature in the vicinity of Korea. Using these results, we developed a dynamical-statistical model for ocean temperature in the vicinity of Korea in summertime and evaluated the predictability of the model. In order to predict ocean temperature at the all calendar months, we used tropical/subtropical sea surface temperature and precipitation as predictors. We introduced some skill scores to evaluate the predictability of the dynamical-statistical model, which was developed in this study. It was revealed that the dynamical-statistical model has a high predictability, which could be operationally utilized.

3. Simulation of long-term sea level variations and projection of future sea level change for the seas around the Korean Peninsula
Based on the ocean-sea ice coupled model(GFDL MOM5-SIS), a series of numerical experiments were conducted to understand the historical long-term sea level variations in the seas around the Korean Peninsula and to predict the future sea level change due to the global warming. Rate of sea level rise for 1958-2009 estimated from model simulation and reconstructed sea level analysis is 2.1∼2.2 mm/yr for the East Sea and the Yellow Sea, and 1.9∼2.6 mm/yr for the East China Sea. For 1993-2014, it is estimated to be 2.8∼3.1 mm/yr for the East Sea, 3.4∼3.8 mm/yr for the Yellow Sea, and 2.6∼4.1 mm/yr for the East China Sea from model and satellite altimeter data. Future sea level rise rate for 2006-2100 based on RCP 4.5 scenario is projected to be 6.2∼6.5 mm/yr around the Korean Peninsula from the GFDL-ESM2M climate forcing experiment and 5.0∼5.3 mm/yr from the MPI-ESM-LR. Major contribution to the future sea level rise is predicted to be non-steric sea level component in the Yellow Sea and the East China Sea, and steric component in the East Sea from both the GFDL-ESM2M and the MPI-ESM-LR climate forcing experiments. The projected sea level rise for 2006-2100 in the regional seas around the Korean Peninsula is 59∼62 cm from the GFDL-ESM2M, and 47∼51 cm from the MPI-ESM-LR experiments, respectively.

(출처 : SUMMARY 12p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 초록 ... 5
• 요 약 문 ... 7
• SUMMARY ... 11
• CONTENTS ... 17
• 목차 ... 19
• 그림목차 ... 20
• 표목차 ... 26
• 제 1 장 서 론 ... 27
• 제 1 절 연구개발의 필요성 ... 27
• 제 2 절 연구개발 목표 및 내용 ... 30
• 제 2 장 국내 · 외 기술개발 현황 ... 32
• 제 1 절 국내 기술개발 현황 ... 32
• 제 2 절 국외 기술개발 현황 ... 35
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 37
• 제 1 절 한반도 주변해 수온 구조예측을 위한 역학모형 ... 37
• 제 2 절 통계모형 ... 58
• 제 3 절 한반도 주변해 중장기 해수면 변동 특성 모의 및 미래 해수면 변화 전망 연구 ... 87
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 137
• 제 1 절 계획대비 연구수행의 적절성 ... 137
• 제 2 절 연구개발 성과의 달성도 및 우수성 ... 138
• 제 3 절 관련분야에의 기여도 ... 146
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 147
• 제 6 장 참고문헌 ... 149
• 끝페이지 ... 152