Precipitation Changes over the River Basins of Korea based on SRES A1B Scenario

Abstract

지난 세기동안 지구 평균 기온이 상승함에 따라 대기 중에 차지하는 수증기 함유량 또한 증가 추이를(7%/°C) 보이고 있으며, 이는 전 세계적인 수문 순환 패턴의 변화를 초래한다(IPCC, 2007). 특히 연강수량의 50 %이상이 여름철에 집중되는 우리나라의 경우 집중호우 및 돌발홍수가 국지적으로 이어지면서 사회·경제적으로 피해가 해마다 급증하고 있는 실정이다. 이러한 극심한 기후변화에 의한 피해를 최소화하기 위해 수계단위의 효율적인 물 관리가 필수적이다. 이에 온실가스 증가로 인한 국지적인 강수 특성의 변화를 탐지하고 예측하는 것에 대한 중요성이 점점 대두되고 있다. 또한 국내 소규모 단위의 관측망 분포는 제한적이므로 신뢰성 있는 고해상도 강수량 자료 제공이 필요한 시점이다. 따라서 기후변화 시나리오를 바탕으로 고해상도 강수량 진단 모형을 이용하여 한반도 수계별(한강, 금강, 영산강, 섬진강, 낙동강) 미래 강수 변화를 예측하고 분석하였다. 본 연구에서 사용한 모형은 수평해상도 1 km의 고해상도 강수량 진단 모형(QPM)으로, 한반도의 복잡한 지형 효과를 고려하여 상세 강수량을 산출함으로 소규모의 강수 분포 파악이 용이할 뿐만 아니라 계산 효율성도 개선된 모형이다. 현재 독일의 현업 모형인 GME의 40 km 자료를 생산하여 강수량 진단 모형의 초기 및 경계자료로 사용하였다. Time-slice method에 근거하여 the present-day(1979-2008), the middle of the 21C(2041-2060), 그리고 the end of the 21C(2081-2100)로 나누어 장기모의를 수행하였으며 미래 강수 변화를 분석하기 위해 IPCC 특별 보고서의 A1B 시나리오 자료를 이용하였다. 본 연구에서는 현재 기후 실험의 경우 5년(1979-1983), 미래 기후 실험의 경우 21C 중반(2041-2045), 21C 후반(2081-2085) 각각 5년의 모의 결과 자료를 이용하여 분석하였다. 먼저, 강수량 진단 모형의 모의능력을 검증하기 위해 이루어진 규준실험에서 현재 기후(1973-1983년) 모의실험 결과는 강수량 진단 모형(QPM)에서 모의한 총강수량 및 강우강도, 강우일수의 패턴이 전지구 모형(GME)보다 훨씬 더 관측값과 유사하게 모사함을 확인할 수 있었다. 온실가스 증가 시나리오(A1B)에 따른 한반도 수계별 미래 강수 변화 분석은 전반적인 강수 특성(연평균강수량, 강수량의 계절 및 월 변화), 여름철 강우강도 및 강우일수로 크게 3가지의 카테고리로 나누어 살펴보았다. 전반적으로 모든 강수요소의 변화에서 21C 중반에 감소, 21C 후반에는 다시 증가하는 경향을 보였다. 특히 봄, 가을, 겨울철 강수량은 거의 변화를 보이지 않는 반면 여름철 강수량이 21C 후반에 들어 모든 수계에서 뚜렷하게 증가하였으며, 월별 변화를 살펴본 결과 4월, 5월, 6월 강수가 모든 수계에서 증가함을 볼 수 있다. 여름철 강우강도의 경우 가장 낮은 강우 범위(20-40 mm/day)에서 21C 중반에는 감소경향을, 21C 후반에는 증가경향을 보이나 80 mm/day 이상의 집중호우현상의 경우 뚜렷한 변화를 볼 수 없었다. 또한, 섬진강 수계에서 대부분의 강우요소 증가율 및 값이 가장 크게 나타나는데 이는 21C 후반에서의 여름철 강우일수에서도 볼 수 있었다. 강우일수의 경우 연별 변화가 거의 없음에도 불구하고 여름철 강우일수를 분석한 결과 낙동강수계를 제외한 나머지 수계에서 21C 중반에는 감소하고 21C 후반에는 증가하는 패턴이 나타남을 확인 할 수 있었다. 강수량은 온도와는 달리 연변동성이 매우 크므로 장기분석 시 결과는 다소 차이가 있을 수 있다. 본 연구를 통해 소규모의 수계 단위의 신뢰성 있는 고해상도 강수량 자료를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.