Projections of Tropical Cyclones in a warming world

Abstract

기후시스템은 여러 가지 자연적 요인(태양변화, 화산폭발로 인한 성층권의 에어로솔의 변화, 천문학적 요인 등)과 인위적 요인(온실 기체의 배출, 산림의 파괴, 도시화 등)에 의해 과거와 다른 양상을 보이며 계속적으로 변화하고 있다. 2007년 발간된 유엔정부간 기후변화위원회(International Panel in Climate Change, IPCC) 제4차 보고서(2007)에서 지구온난화는 논란의 여지가 없을 정도로 명백하다고 평가하고 있다. 1906년 이후 100년간 전지구 평균기온이 0.74°C 증가하였으며 최근 12년(1995~2006)년 중 11년이 최고기록을 가진다고 보고되었다. 특히 전구평균 해수면의 상승과 북극해빙면적의 감소 등이 지구온난화의 증거로 제시되었으며, 다양한 온실가스 배출시나리오에 의한 결과로부터 21세기는 20세기 기후변화보다 클 가능성이 매우 높고 2100년 지구평균기온변화는 1.1~6.4°C로 온실가스 배출량에 비례할 것으로 전망하였다. 이러한 기후변화는 자연재해에도 영향을 미친다. Tropical cyclone은 인류가 겪는 자연재해 중 인명과 재산에 가장 큰 피해를 주는 것 중 하나로 기후변화에 따른 미래 변화가 과학적 관점과 사회·경제적 관점에서 우선적인 이슈가 되고 있다. Tropical cyclone의 미래 변화 양상을 보기 위해 수행되어야할 미래 기후변화 예측에 관한 연구는 전구 규모의 순환을 연구하기 위해 개발된 대기 대순환 모델(Atmospheric General Circulation Model, AGCM)이 전통적인 방법으로 사용되고 있다. 하지만 지금까지 이루어진 대부분의 연구에서는 시공간 분해능의 한계로 인해 상세한 지역적인 정보를 제공해주지 못하였고, 이를 해결한 고해상도의 AGCM 자료는 일부에서 이루어지고 있다. 따라서 본 연구에서는 Tropical cyclone 분석을 위한 세밀한 규모의 미래 기후 정보를 얻기 위해 진보된 격자체계인 Icosahedral-hexagonal grid-point를 가진 GME 모델을 이용한다. 모델의 초기자료는 ECMWF MARS (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts Meteorological Archive and Retrieval System)의 operating analysis data를 사용하고, IPCC A1B emission scenario(IPCC 2001)에 따른 100 km 이상의 해상도를 가진 4개 모델 수행 결과에서 얻어진 평균 SST와 Sea-ice를 forcing으로 사용한다. 수평해상도 40 km로 현재(1979∼1983), 21세기 중반(2041∼2045), 21세기 후반(2081∼2085)의 각각 5년의 기간을 Time-slice 기법으로 모의하여 고해상도 시나리오 자료를 분석한다. 모의 결과 서태평양 지역에 발생하는 태풍에 대해, 관측과 현재 모의는 태풍 분포가 유사하게 나타났고, 태풍의 특성을 잘 나타내었다. 이를 바탕으로 현재 모의와 21세기 중반, 후반의 모의를 비교한 결과 빈도수가 미래로 갈수록 감소하는 추세를 나타내었고, 강도는 점차 증가하는 추세를 보였다. 또한 태풍 생존 기간 분석에서는 현재보다 미래에 주기가 줄어드는 경향을 보였으나, 21세기 중반과 후반을 비교하였을 때, 중반보다 후반이 0.2일 정도 길 것으로 예상된다. 본 결과는 단순한 변동을 넘어서 인류에게 심각한 영향을 미치고 있는 Tropical cyclone을 예측함으로써, 미래 사회경제적 영향을 최소화 시킬 수 있는 하나의 정보가 될 것이다.