초록 ▼

□ 연구개요
북극 소용돌이의 축, 강도, 중위도 장출 특성 등에 대한 구조적 변화를 탐지하고 극한 한파 사례 등에서 북극 소용돌이 변동이 중위도 지역에 어떤 근본적인 영향을 초래하는지 분석을 수행하였음. 극지역의 급격한 가열이 만들어내는 대기 반응이 수륙 및 지형 분포 존재에 따른 대기 정상파(stationary wave)에 의해 어떻게 변형되는지 확인하고, 관측 자료 통계분석에서 확인된 극소용돌이의 거동이 어떤 과정을 통해 형성되는지 확인하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
1차년도 추진 목표: 북극소용돌이에

□ 연구개요
북극 소용돌이의 축, 강도, 중위도 장출 특성 등에 대한 구조적 변화를 탐지하고 극한 한파 사례 등에서 북극 소용돌이 변동이 중위도 지역에 어떤 근본적인 영향을 초래하는지 분석을 수행하였음. 극지역의 급격한 가열이 만들어내는 대기 반응이 수륙 및 지형 분포 존재에 따른 대기 정상파(stationary wave)에 의해 어떻게 변형되는지 확인하고, 관측 자료 통계분석에서 확인된 극소용돌이의 거동이 어떤 과정을 통해 형성되는지 확인하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
1차년도 추진 목표: 북극소용돌이에 대한 통계적 특성분석
(주요성과) 북극소용돌이의 평균강도, 면적 및 중위도 장출 특성에 대한 통계적 특성 분석 수행을 통해 북극소용돌이의 상층 변동성과 대기 하층 변동성이 디커플링 되어 있음을 확인하였고 이로 인해 대기 하층 해면기압 변수에 의존하는 북극진동지수는 중위도 극한기상을 유발하는 북극소용돌이의 상층 변동성을 제대로 표현하지 못함을 확인함.
2차년도 추진목표: 잠재와도 역전기법을 활용한 대기 상하층 커플링 분석
(주요 성과) 북극고온 현상이 강했던 2012년 사례와 평년 사례를 중심으로 잠재와도 역전기법을 적용, 극지역 지표 비단열 가열이 유도하는 상층 지위고도 반응에 대해 분석을 수행한 결과, 2012년 사례의 경우 바렌츠/카라 해 해빙 감소에 따른 극지역 지표 비단열 가열항의 존재가 고위도 상층양의 지위고도 반응을 유도하였고 이는 다시 인근지역의 편서풍 강도를 약화시켜 보다 짧은 시간규모의 블로킹 현상을 발생시켰음을 확인하였음. 본 연구를 통해 극지역 비단열 가열의 역할에 대해 정량적인 평가가 이루어진 것은 의미있는 성과로 자체 평가함.
3차년도 추진목표: 수치모델 실험을 통한 극지역 하층 가열이 유도하는 대기반응 분석
(주요 성과) 미국 GFDL에서 개발한 심플 모델 실험도구인 FMS를 활용하여 북극 대기 하층지역 열원의 폭과 강도 변화에 따라 유도되는 상층 북극 소용돌이 반응을 확인하였음. 특히 극지역 열원의 비대칭성이 어떤 대기 반응을 유도할 수 있는지를 파악하기 위해 북극 전체 영역에 대칭적으로 열원을 준 경우와 일부 경도대에 강제력을 준 경우를 비교 분석하였음. 분석 결과 ,북극지역 대기하층 강제력이 강화될수록 북극소용돌이 확장과 함께 소용돌이 남쪽 경계에 존재하는 강한 바람인 폴라제트의 남하가 두드러짐을 확인하였음. 특히 비대칭 강제력의 경우 풍하측을 시작으로 파수2의 상층 정상파가 형성됨을 확인하였음. 반응하는 상층 대기 파동의 파수의 경우, 열원의 폭에 민감하게 반응하고 있음을 확인하였음.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구결과를 통해 북극진동과 북극소용돌이는 차별화된 변동 특성을 지니고 있음이 확인되었고, 북극소용돌이에 관한 체계적인 연구 분석에 잠재와도에 기반한 다양한 분석방법이 효과적임을 확인하였음. 본 과제 수행동안 획득한 기초연구 방법을 발전시키면 유라시아 지역의 폴라볼텍스 거동에 대한 체계적인 모니터링이 가능하여 국가 기상재해 사전대비 체계 구축에 도움이 될 것으로 판단됨. 관련 연구 확장을 위해 노력하겠음. 본 연구를 통해 생산된 북극소용돌이에 관한 새로운 연구결과들은 학회 발표, 워크샵 등을 통해 제공될 것이며 이를 통해 학계에서 북극 소용돌이 연구가 활성화되는데 기여할 예정임.
북극고온 현상이 북극소용돌이 발달에 미치는 정량적 효과는 아직 학계중에서 논란이 있음. 본 연구에서 잠재와도 역전기법에 근거하여 북극 지표온난화가 형성할 수 있는 상층 기압계편차의 이론적 크기를 추정해 내고 모델 실험을 통해 이를 확인하여 관련 논의에 큰 진전이 있었다고 평가함. 특히 관련 학계가 관측 연구와 모델링 연구 그룹으로 양분되어 있기에 본 연구에서처럼 관측과 모델링 양쪽을 분석한 연구결과는 심층적인 논의에 도움이 될 것으로 기대됨. 관련 분야 연구 활성화에 노력하겠음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 8
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 8
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 3) 목표 달성 수준 ... 17
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 19
• 6. 참고문헌 ... 20
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 21
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 22
• 끝페이지 ... 31