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최근 표준 기후 평년 (1991-2020) 기간 동아시아 겨울 기온과 태평양 장주기 변동성의 상관성 변화
홍진실,예상욱 한국기상학회 2021 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10
날씨 예보 및 기후 현상 연구 시 여러 기상 변수들의 표준 기후 평년값을 기준으로 통계적인 특성을 분석하고 해석한다. 세계기상기구의 규정에 따라 최근 표준 기후 평년기간이 1981-2010년에서 1991-2020년으로 변경되었다. 본 연구에서는 최근 표준 기후 평년기간 동안의 다양한 기후 변동 현상들의 특성을 이해하기 위해 동아시아 겨울 기온과 태평양 장주기 변동성인 PDO (Pacific Decadal Oscillation) 와의 상관성 변화에 대해 조사하였다. 동아시아 겨울 기온과 PDO는 이전 표준 평년기간에서는 (1981-2010) 음의 상관관계를 가지는 반면 최근 표준 평년 시기에서는(1991-2020) 양의 상관관계를 가졌다. 분석 결과 1991-2020년 기간에 양/음의 PDO 위상일 때 1981-2010년 기간과 비교하여 동아시아에 각각 남동풍 및 북풍 계열 바람이 상대적으로 강하게 유입되어 이 지역에서의 겨울 기온-PDO 상관성의 변화가 나타났다. 동일한 PDO 위상 아래에서 겨울철 동아시아 지역으로 유입되는 바람장구조의 변화는 PDO와 관련된 북태평양 대기 순환장의 변화에 기인하는데 이는 여러 선행연구에서 제시되었듯 북대서양-북태평양의 원격상관의 영향으로 사료된다. 본 연구에서도 1991-2020년 기간 북대서양 지역 표층 수온 및 강수 모두 이전 시기 (1981-2010)와 비교하여 증가하여 북태평양 지역 대기순환 변화를 유도하는 직접적인 강제력으로 작용하였음을 확인할 수 있었다.
다중 지역기후모델의 동아시아 겨울 몬순과 한반도 강설 모의 특성
신석우,박창용,문태호,김가영,이민규,차동현 한국기상학회 2021 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10
동아시아 겨울몬순(EAWM: East Asian Winter Monsoon)은 한반도를 포함한 동아시아 지역에서 중요한 시스템이며, 한기를 가진 시베리아 고기압과 난기를 가진 알류샨 저기압, 대류권 하층, 중층, 상층에선 각각 북풍 계열의 바람, 동아시아 기압골, 동아시아 제트 기류의 특징이 나타나진다. 여러 선행연구들에서는 인간활동과 기후변화에 영향을 받을 수 있는 EAWM의 변동성은 한반도 한파의 발생과 강한 상관성이 있으며, 한반도 겨울철 강수 기작의 하나임을 보였다. 이러한 EAWM과 연관된 한반도 강설과 같은 겨울철 극한현상은 생명과 사회·경제적 피해와 밀접한 관련이 있다. 한편, 지역적인 극한 기후 현상 모의에 있어서 added value를 가지고 있는 지역기후모델은 모델 내부변동성을 가지고 있으며, 이는 미래 기후 전망의 불확실성을 높여줄 가능성을 가지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 EAWM과 관련된 극한현상들을 면밀히 이해하고, 미래기후 전망의 불확실성을 낮추기 위해서 CORDEX에 참여한 다중지역기후모델(SNURCM, HadGEM3-RA, WRF, RegCM4, CCLM)의 모의 검증을 진행하였다. 구체적으로 EAWM과 관련된 강수, 기온, 대기 종관장을 관측(APHRODITE, GPCP 등) 및 재분석장(ERA-Interim)과 모델 자료간 비교 분석 하였고, 선행연구에서 정의된 EAWM 지수와 강도관련 대기 변수를 이용하여 모델들의 EAWM 모의 성능을 분석하였다. 다중지역기후모델은 EAWM을 관측보다 약하게 모의하는 것으로 나타났지만, 공간분포 등 전반적으로 잘 모의함을 확인하였다. EAWM과 영동지방(서해안지방) 강설의 높은 상관성을 확인하였으며, 동해(서해) SST, 대기종관장, 강설 사이의 기작을 위한 분석을 진행하였다.
북대서양-동아시아 원격상관이 1월 한국 초고농도 PM<SUB>10</SUB> 사례에 미치는 영향
김정훈,김성중,윤대옥,김맹기,김주홍,김주완,노엘 한국기상학회 2021 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10
최근 빈번하게 발생하는 한국의 초고농도 PM10 오염은 사회·경제적인 문제를 심각하게 발생시키고 있으나 초고농도 PM10 농도 발생을 일으키는 대기순환 형성의 기작에 대한 연구는 여전히 충분하지 않다. 이 연구에서는 지난 19년 (2001 2019년)동안 PM10 농도의 일 자료를 사용하여 그 중앙값과 95분위수를 기준으로 전체 사례를 낮음 (L; <50 μg/㎥), 높음 (H; 51 100 μg/㎥), 매우 높음 (EH; ≥100 μg/㎥)의 3개 그룹으로 분류한 후, 각 그룹의 대기 순환 특성을 분석하였다. 분석 결과 L과 H 사례는 주로 동아시아 규모에서 겨울 몬순의 강도가 PM10 농도의 변동에 영향을 미치는 반면, EH 사례는 동아시아 규모를 넘어 유라시아 규모에서 발생하는 원격상관에 영향을 받는 것으로 밝혀졌다. 특히, EH 사례는 북대서양 동부와 북유럽 (Eastern North Atlantic and Northern Europe; ENE) 지역에서 4일 전에 시작해서 급성장하는 고기압성 편차가 정체 로스비파를 촉발하여 한반도 상공에 강한 고기압성 편차를 유발하고, 그로 인해 겨울 몬순이 약화되면서 발생하는 것으로 나타났다. 그 결과 단 4일 만에 PM10 농도가 약 3배 정도 급격히 치솟는 초고농도 PM10 오염을 유발하였다. 준지균 지위 경향수지 분석과 선형 경압 모형을 이용하여 검증한 결과는 ENE에서 발달하는 고기압성 편차가 주로 와도 이류에 의해 유도되며, EH 사례를 발생시키는데 유리한 원격상관 패턴을 유도한다는 것을 보여준다. 이 연구 결과는 북대서양-동아시아 원격상관의 이해가 초고농도 PM10 사례의 단기 예측에 유용하며, 대기 오염으로 인한 인체 건강 위험을 줄이는데 기여할 수 있음을 시사한다.