지구온난화와 기상이변에 대한 이해와 ê³¼í•™ì  ëŒ€ì± - IBM

지구온난화와 기상이변에 대한이해와 과학적 대책정현숙(hsjung@kma.go.kr)기상청기후변화과학대책과1

OUTLINE• 서 론• 기후변화의 실상• 우리나라의 기후변화 실상과 전망• 기후변화의 영향과 적응2

제4차 평가보고서승 인기후변화에 따른경제적 피해미래 가장 큰 영향으로기후변화 선정

기후변화의 원인태양에너지의 변화화산폭발과 지각변동기후시스템의 자연변동성지구공전궤도의 변화(밀란코비치 이론)`온실가스 및 에어러솔의 증가산림파괴 및 환경변화

42만년 기후 역사: 남극 빙하코아Temperature Difference1086420-2-4-6-8Present state400350300250200CO2 Concentration (ppmv) .-100 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000 450000Age of Ice (yr BP): Vostok Ice Core Data150

OUTLINE• 서 론• 기후변화의 실상• 우리나라의 기후변화 실상과 전망• 기후변화의 영향과 적응

1979-20031951-19781901-1950fewermorefewermoreFrequency of occurrence of cold or Warm temperatures for 202 globalstations for 3 time periods : 1901 to 1950(black), 1951 to 1978(blue) and1979 to 2003(red).

※ 출처 : 세계자연보호기금(Nature Report, 2007)

시나리오 (2100년 농도) 2090년대기온변화 2090년대해수면 상승2000년 농도 (370 ppm) 0.6 [0.3-0.9]℃ NAB1 (550 ppm) 1.8 [1.1-2.9]℃ 18-38 cmA1T (540 ppm) 2.4 [1.4-3.8]℃ 20-45 cmB2 (600 ppm) 2.4 [1.4-3.8]℃ 20-43 cmA1B (720 ppm) 2.8 [1.7-4.4]℃ 21-48 cmA2 (830 ppm) 3.4 [2.0-5.4]℃ 23-51 cmA1FI (970 ppm) 4.0 [2.4-6.4]℃ 26-59 cm

550 ppm720 ppm830 ppmTemperature pattern: A1B Multi-model ensemble시나리오에 상관없이 2030년까지 0.2도/10년 상승효과이산화탄소의 농도가 높을 수록 기온 상승폭은 크다.북반구, 고위도, 육지의 기온상승은 지구평균보다 크고,남반구 해양 및 북대서양의 기온상승은 평균보다 작다.적도지방은 일반적으로 강수량 증가 추세아열대지방은 강수량 감소 추세고위도 지방은 강수량 증가 추세

육지 강수량의 변화 추세DecreasesSmoothed annual anomalies for precipitation (%) over land from1900 to 2005; other regions are dominated by variability.

해수면 상승1993-2003년 해수면 상승(위성관측)20세기 지구평균 해수면 0.17 m 상승원인: 열팽창과 육지빙하의 녹음2100년: 0.18~0.59 m 상승 전망2300년: 1 m 상승 가능성그러나 급격한 빙하 녹음도 일어날 수있음

(출처: Science)

미래 기후변화의 영향• IPCC WGII SPM: 기후변화에 따른 자연계에서 관측된 영향으로는수권, 생물권, 해양 등에서 다양하게 나타남– 홍수의 증가와 빙하호의 확장 및 증가– 고산지역과 영구동토지역 지반의 불안정 증가– 북극, 남극의 식물군과 동물군의 변화– 고위도 해양에서 플랑크톤, 해조류, 어류의 극쪽으로 이동• 아시아의 미래 기후변화 영향– 히말라야산맥의 빙하 퇴각으로 홍수와 산사태 증가, 수자원 수급에 차질 예상됨.– 아시아의 인구가 많은 해안지역(방글라데시, 대도시)은 해수면 상승 및 호우 증가로 위험성이 가중됨– 빠른 경제 성장과 인구의 증가, 인구의 도시집중 등으로 기후변화에 의한 악영향증가– 온도증가와 강수변화는 농작물 생산 감소를 가져오고, 아시아 개도국의 기근을증가시킴

OUTLINE• 서 론• 기후변화의 실상• 우리나라의 기후변화 실상과 전망• 기후변화의 영향과 적응23

전구와 한반도 평균기온의 변화Data: HadCRUT_3v (1980-2005), KMA_6 stations (1912-2005)지구평균기온(1906-2005): +0.74℃우리나라 평균기온 (1912-2005): +1.5℃(도시화 효과 포함, 20~30%)

한반도 기온과 강수량의 변화추세1912-2005년 6개 관측지점(서울 인천 강릉 대구 목포 부산)자료 사용평균기온은 지속적으로 증가추세이며, 1.5℃ 상승(온난화+도시화 30%)강수량은 장기적으로 증가추세이나 자연변동성이 큼

여름 전염병 봄철 발생률 증가 왜가리,백로,황로 여름철새 텃새화 겨울 짧아지고, 여름 길어지고 봄꽃 개화 시기 빨라져설악산 아열대 나비 출현집중호우로 한계령 산사태백령도 아열대 나비 출현안성 자운영단지 조성대나무 서식지 북상아열대 해파리 잡혀명태 대구 도루묵 어획량 감소오징어 자리돔 어획량 증가난류성 플랑크톤 증가경북 과수재배지 바뀜(사과, 배, 포도, 복숭아, 감등)해평습지-두루미 월동지화집중호우로 지리산 산사태해수 온도 0.03 o C/년 상승연안수온 0.02℃/년 상승적조현상 빨라짐?벚꽃 축제 이전에 벚꽃 만개솔나방-연2회 산란-제주도해송피해식생해양동물지형고등어, 멸치, 오징어생산율 증가

한반도 기후변화 전망 사례 (A1B)• MM5이용한 A1B 지역 기후전망(27km격자규모) 생산• 기간: 1971~2100(130년)• 52개 변수, 19개 연직층,5TB 생산• SRES A1B 시나리오에 근거한 21세기말 한반도 기온은 4도, 강수량은 17%증가• 여름 고온특이일의 빈도 증가와 겨울 저온특이일의 빈도 감소가 예상됨• 여름 강수량 증가는 한반도북쪽이 크고 50 mm/day이상 호우사례 증가 전망

아열대 기후 전망기상청30년 평년값 =+모델 기온증가분A1B 시나리오에 근거한아열대 기후구 전망(2071-2100년)트레와다의 아열대기후 기준- 월평균 기온 10도 이상인달이 8개월 이상- 최한월의 기온이 18도 이하30년(1971-2000년)관측 평년값에 근거한아열대 기후구통영시내진입구인원문고개근처겨울: 일평균기온 5℃ 이하여름: 일평균기온 20℃ 이상

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자료출처 : NASA자료출처 : NASA

영향평가에 적합한 시나리오는 …• 지역적 모의가 이론과 모델결과가 일치해야 함• 현실에서 기후변수들이 상호 일관성 있게 변하는 것처럼시나리오의 변수도 물리적 가능성이 있어야 함• 목적에 적합한 시간, 공간 규모의 기후변화정보를 제시해야 함• 미래 지역기후변화의 잠재적 범위를 대표해야 함• 쉽게 이용 가능해야 함

시나리오 활용의 증진을 위해서…• 상세한 시공간 해상도의 정보를 포함: 상세화– 정교한 정책 수립을 위한 영향평가의 기초 자료로 필요• 극한기후의 표현– 시나리오에 극값의 발생 빈도, 강도 변화가 포함되어야 함• 영향평가에의 활용– 모든 활용에 적당한 유일한 최상의 시나리오 구축기법은존재하지 않음– 매 경우마다 적절한 방법들이 상황과 시나리오 활용측면에의해 결정됨– 시나리오 생산 기법은 상대적으로 간단한 기법부터지역기후모델링같은 정교한 방법까지 매우 다양

자료출처 : IPCC

GHG emissionScenarioConcentrationsGHGs, AerosolsSocio-EconomicScenarioGlobal Climate ModelRegional Climate ModelLocal-scale DownscalingImpact/VulnerabilityAssessmentAdaptation Measures

지역기후모델을 이용한 상세화ECHO(Global climatescenario)244GBKMA CRAY: 1년 적분~ 2일소요/node80년 ~160일AFTERBURNInitial condition( p-level grid data)Horizontal, VerticalInterpolationInitial conditionBoundary conditionRegional ClimateChange Scenario총 3.75 TeraINTERPB 및변수 가공388 GB 추가MM5Dynamic downscaling3.36 Tera

내용구분목적전반기 (2010 ~ 2011)후반기 (2012 ~ 2013)기후예측o 12개월 예측시스템 개발- (3GB+5GB)/ 월 ×12 개 월 ×30 년 ×40개멤버≃120TBo 12개월 예측시스템 개선 및 10년 예측시스템 개발- 3GB/월×12개월×30년×40개 멤버 ×10개실험≃450TB- (12GB+20GB)/월×120개월×4년×10개멤버≃160TB기후변화과학지구시스템모델o 지구시스템모델 성능 평가-(5GB+5GB)/월×12개월×100년×70개실험 ≃ 850TBo 지구시스템모델 불확실성 평가 및 고해상도 지구시스템모델 개발- (5GB+5GB)/월×12개월×100년×100개앙상블≃1,200TB- 20GB/월×12개월×30년×10개멤버≃80TB기후시나리오o 전지구 시나리오 생산 및한반도 상세시나리오 생산-5GB/월×12개월×1,000년×5개멤버×5개시나리오≃1,500TB-20GB/월×12개월×130년×2개멤버×5개시나리오≃320TBo 전지구 시나리오 생산 및국가표준 기후변화 시나리오산출-20GB/월×12개월×100년×10개멤버×5개시나리오≃1,200TB-50GB/월×12개월×60년×10개멤버×5개시나리오≃1,800TB※ 슈퍼컴 3호기는 현재 10배 이상인 약 200 TF 이상 성능 필요