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(1)Jour. Korean Earth Science Society, v. 34, no. 2, p. 136−147, April 2013 http://dx.doi.org/10.5467/JKESS.2013.34.2.136. ISSN 1225-6692 (printed edition) ISSN 2287-4518 (electronic edition). 6월의 남극진동이 한국의 6월 강우량에 미치는 영향 1, 2 1 최기선 *·김백조 ·이종호 1. 기상청 국가태풍센터, 699-942, 제주특별자치도 서귀포시 남원읍 서성로 810번길 2 2 국립기상연구소 정책연구과, 156-720, 서울특별시 동작구 여의대방로 16길 61. Relationship between rainfall in Korea and Antarctic Oscillation in June Ki Seon Choi1,*, Baek Jo Kim2, and Jong Ho Lee1 1. National Typhoon Center, Korea Meteorological Administration, Jeju 699-942, Korea Policy Research Laboratory, National Institute of Meteorological Research, Seoul 156-710, Korea. 2. Abstract: This study examined the effect of the Antarctic Oscillation (AAO) in June on the June rainfall in Korea by using a correlational statistical analysis. Results showed that there is a highly positive correlation between the two variables. In other words, the June rainfall in Korea is influenced by the Mascarene High and Australian High that are strengthened in the Southern Hemisphere, which is a typical positive AAO pattern. When these two anomalous pressure systems strengthen, the cold cross-equatorial flows in the direction from the region around Australia to the equator are intensified, which in turn, force a western North Pacific subtropical high (WNPSH) to develop northward. This pressure development eventually drives the rain belt to head north. As a result, the Changma begins early in the positive AAO phase and the June rainfall increases in Korea. In addition, a WNPSH that develops more northward increases the landfall (or affecting) frequency of tropical cyclones in Korea, which plays an important role in increasing the June rainfall. Keywords: Antarctic Oscillation, Mascarene High, Australian High, Tropical cyclone 요 약: 이 연구는 6월 남극진동이 한국 6월 강우량에 영향을 주는지 알아보기 위해 두 변수 사이에 상관분석이 이루어 졌고 높은 양의 상관관계가 있음이 밝혀졌다. 이는 한국 6월 강우량이 같은 시기에 남반구에서 강화되는 머스커렌 고 기압과 호주 고기압의 영향을 받음을 의미하는 것이다. 이 두 고기압이 발달할 때 호주 주위지역으로부터 적도방향으로 적도 횡단류가 강화되며, 이 적도 횡단류의 강화는 북태평양고기압의 북쪽으로의 강화로 이어진다. 이는 결국 장마전선 을 한국으로 북상시키는 역할을 한다. 더욱이 북태평양 고기압의 북쪽으로의 강화는 한국에 상륙하거나 영향을 주는 태 풍의 빈도를 증가시켜 6월 강우량의 증가에 중요한 역할을 한다. 주요어: 남극진동, 머스커렌 고기압, 호주 고기압, 열대 저기압. 서 론 한국에서의 우기는 크게 봄우기(4월 초순-5월 중순), 장마(6월 하순-7월 하순), 그리고 이차장마 또는 가을 *Corresponding author: [email protected] *Tel: +82-64-801-0231 *Fax: +82-64-805-0366 This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http:// creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.. 장마(이후 이차장마라 함, 8월 중순-9월 초순)와 같이 세 기간으로 나뉘어진다(Byun and Lee, 2002). 이 중 장마 동안의 강우량은 년 강우량의 절반이상을 차지한다. 따라서 장마가 시작하는 6월의 강우량은 그 해 강우량의 많고 적음에 큰 비중을 차지하며, 장 마 이후에 발생하는 가뭄의 상태를 결정짓는 중요한 역할을 한다(Kim et al., 2012; Lee and Ryu, 2012; Lim et al., 2012). 한국에서의 장마를 포함하여 동북아시아 여름몬순 은 아시아 기후시스템의 중요한 부분을 차지하며, 열 대 아열대-한대 지역 사이, 대륙-해양 사이에서 발생 하여 매우 복잡한 시·공간적을 특징을 지니고 있다.

(2) 6월의 남극진동이 한국의 6월 강우량에 미치는 영향. (Lau and Li, 1984; Tao and Chen, 1987). 따라서 다 양한 기후 인자로부터 동아시아 여름몬순 변동의 원 인을 찾고자 하는 노력들이 이루어져왔다. El NiñoSouthern Oscillation(ENSO)와의 관계에 대한 연구들 로서 Ha et al.(2005)은 한국에서의 장마 시작일이 이전 봄 Niño-4 지역에서의 해수면 온도와 깊은 관 련성이 있음을 지적하였으며, Huang and Wu(1989)는 엘니뇨 다음 해의 여름에 동중국에서 강우량이 크게 증가한다는 연구결과를 보였다. 또한 Chang et al. (2000)은 양쯔강 유역에서의 5-6월 강우량은 이전 겨 울 적도 동태평양에서의 따뜻한 해수면 온도와 높은 관련성이 있음을 증명하였다. 하지만 이들 연구는 동 북아시아 여름몬순과 기후 인자 사이에 존재하는 지 연상관에 대해 명확하게 설명하지는 못했다. 북극진동과의 관계에 대한 연구들도 있다. Gong and Ho(2003)는 이전 봄철에 양의 위상이 나타날 경 우, 동아시아 영역에서 여름철 상층 제트의 북쪽으로 의 이동이 더욱 뚜렷해지기 때문에 양쯔강 유역으로 부터 일본까지 하강류가 강화되어 이 지역에 좀 더 건조한 대기상태가 발생함을 증명하였다. 좀 더 최근 의 연구로서 Ju et al.(2005)은 겨울철 북극진동에 대 한 십 년간 변동에서 1970년대 후반 이후로 양의 위 상이 강화되어 중국 북동부 지역으로부터 한국에 여 름 강우량이 증가함을 보였다. 이들은 이의 원인으로 서 1970년대 후반 이후 북극진동의 강화에 따른 북 태평양 고기압의 약화를 제시하였다. 한편, 동아시아 여름몬순 변동의 원인을 남반구 대 기순환 시스템들로부터 찾고자 하는 노력들도 이루어 져 왔다. 북반구 여름 동안 남반구에서 나타나는 가 장 대표적인 환상 모드 순환(annular mode circulation) 으로서 남극진동(Antarctic Oscillation)을 들 수 있다. 이 진동은 중위도와 고위도 사이에 대기순환에서의 시소진동으로서 특징된다(Kidson, 1988; Gong and Wang, 1999; Thompson and Wallace, 2000). 남극진 동은 다음과 같이 남반구의 다양한 기후변동에 영향 을 미치는 것으로 알려져 있다: 1) 남반구의 총 오존 량, 중 · 고위도에서의 대류권계면 고도, 무역풍의 강 도(Thompson and Wallace, 2000), 2) 해빙, 해수면 온도, 남극 지표기온의 변동(Hall and Visbeck, 2002; Kwok and Comiso, 2002), 3) 남아프리카의 남동 및 서쪽지역과 호주에서의 강우량 변동(Silvestri and Vera, 2003; Reason and Rouault, 2005; Hendon et al., 2007). 남극진동은 남반구뿐만 아니라 북반구의. 137. 여름 기후변동에도 원격 패턴을 통해 영향을 미친다. Ho et al.(2005)은 양의 위상 동안 호주 부근에서 강 화된 거대한 호주 고기압(Australian High)가 적도 횡 단류를 강화시키고, 이로 인해 동아시아 중위도 지역 으로 북태평양 고기압이 북상하여 이 지역에서의 태 풍 활동도 증가함을 보였다. 양의 위상 동안 동아시 아 중위도 지역에서 강화된 이 북태평양 고기압은 북중국에서의 황사 빈도를 감소시키는 역할도 하는 것으로 알려져 있다(Fan and Wang, 2004). 한편 Wang and Fan(2007)은 양의 위상 동안에 적도부근 지역에서만 대류가 강화됨으로 인해 태풍의 발생빈도 에서는 평균보다 낮음을 강조하였다. 그러나 남극진동과 동아시아 여름몬순 사이의 관계 에 대한 연구에서는 주로 양쯔강 유역에서의 강우량 에 초점을 두고 조사되는 경향이 있다(Gao et al., 2003; Xue et al., 2004; Wang and Fan, 2005; Fan, 2006; Sun et al., 2009). 이들 연구에서의 공통점은 양의 위상시에 강화된 호주 고기압이 남반구에서의 남극진동과 동아시아 여름몬순 사이에 가교 역할을 한다는 것이다. 특히, 이들 연구는 호주 고기압이 이 전 봄철부터 뚜렷하게 나타남으로써 동아시아 여름몬 순 예측시 예측인자로서의 충분한 활용 가능성이 있 음을 언급하였다. 이 연구는 1985-2009년(25년) 동안 한국 6월 강우 량과 남극진동 사이의 관계에 대해 조사한다. 1985년 이후부터 분석이 이루어진 것은 동아시아 여름몬순을 포함하여 태풍 활동 및 일조시간 등이 1980년 대 초 중반 이후로 상당히 변화되었다는 이전 연구들이 존 재하기 때문이다(Sato and Takahashi, 2001; Inoue and Matsumoto, 2003, 2007).. 자료 및 분석방법 자료 a. 재분석 자료 이 연구는 다음과 같은 변수를 가진 National Center for Environmental Prediction-National Center for Atmospheric Research(NCEP-NCAR) 재분석 자 료를 사용하였다(Kalnay et al., 1996; Kistler et al., 2001): 지위고도(gpm), 수평바람(m s−1), 연직속도(hPa s−1) 및 비습(g kg−1). 이 자료는 위 경도 2.5o×2.5o 및 연 직 17개 층(비습의 경우 8개의 층)의 공간해상도로 구성되어 있다..

(3) 138. 최기선·김백조·이종호. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) interpolated Outgoing Longwave Radiation (외향장파복사) 자료가 사용되었다. 이 자료는 NOAA 위성 시리즈로부터 수집되었으며, 1974년부터 이용 가능하다. 외향장파복사 자료에 대한 좀 더 자세한 사항은 NOAA의 Climate Diagnosis Center(CDC) 웹 사이트(http://www.cdc.noaa.gov) 또는 Liebmann and Smith(1996)의 연구결과에서 찾을 수 있다. 또한 이 연구는 Climate Prediction Center(CPC) Merged Analysis of Precipitation(CMAP; Xie and Arkin, 1997) 자료를 사용하였다. 이 자료는 우량계 관측자료, 위성으로부터 수집된 관측자료 및 모델결 과 자료로부터 자료동화과정을 거쳐 산출된 월 평균 자료로서 1979년부터 이용 가능하다. b. 태풍 태풍활동에 대한 정보는 일본 동경에 위치해 있는 지역특별기상센터로부터의 자료를 이용하였다. 이 자 료는 6시간 간격의 태풍 이름, 위 경도 위치, 최소중 심기압, 중심최대풍속으로 구성되어 있다. 일반적으로 열대 저기압(tropical cyclone)은 다음과 같이 중심최 대풍속(maximum sustained wind speed, MSWS)을 기준으로 네 단계로 나뉘어진다: 열대 저압부(MSWS −1 −1 −1 <17 m s ), 열대 폭풍(17 m s MSWS 24 m s ), 강 −1 −1 한 열대 폭풍(25 m s MSWS 32 m s ), 태풍(MSWS −1 33 m s ). 이 연구에서의 태풍은 이 네 단계에 포함 되는 모든 열대 저기압을 의미한다. 또한 이 연구는 열대 저기압으로부터 온대 저기압으로 변질된 태풍도 분석에 포함하였다. 이는 온대 저기압화 된 태풍 역 시 동아시아 중위도 지역에 많은 재산과 인명 피해 를 입히기 때문이다. c. 강우량 25년 동안의 6월 총 강우량은 한국 기상청 소속 60개 관측지점에서 관측된 강우량 자료가 사용되었다(Fig. 3). 여기서 울릉도 관측지점에서의 자료는 섬 기후의 독특 한 특징을 나타내기 때문에 분석에서 제외되었다. 정의 a. 엘니뇨 및 라니냐 o o o o Niño-3.4 지역(5 S-5 N, 170 W-120 W)에서의 해수 면 온도 아노말리를 이용한 엘니뇨 및 라니냐의 정 의는 다음과 같다:. Fig. 1. Time series of June Antarctic Oscillation (AAO) index and June rainfall in Korea for 25 years (1985-2009).. 엘니뇨: 해수면 온도 아노말리 0.5oC 라니냐: 해수면 온도 아노말리 0.5oC 여기서, 해수면 온도 아노말리를 구하기 위해서 Niño-3.4 지역에서의 25년 평균 해수면 온도가 이용 되었다. b. 남극진동 지수 남극진동 지수는 850 hPa 지위고도 자료를 이용하 여 경험적 직교함수 분석을 통해 산출된 제1모드의 결과로부터 정의되거나(Thompson and Wallace, 2000), o o 40 S와 65 S에서 동서방향으로 평균된 두 해면기압 사이의 차로 정의된다(Gong and Wang, 1999). 그러나 이 연구는 NOAA/National Prediction center (http://www.cpc.noaa.gov/products/precip/CWlink/ daily_ao_index/aao/)에서 제공하는 월별 남극진동 지 o 수를 사용하였다. 이 자료는 20 S 북쪽의 영역에서 1000 hPa 또는 700 hPa 지위고도 아노말리를 이용하 여 경험적 직교함수 분석을 통해 산출된 제1모드의 시계열 값이다. 여기서 주성분 시계열은 1979-2000년 기간에 대한 표준편차에 의해 정규화된 값이다. 강우량과 남극진동 사이의 6월 동시상관 Fig. 1은 최근 25년 동안의 한국 6월 강우량과 6월 남극진동 지수의 시계열을 나타낸다. 두 변수 사이에 는 99% 신뢰수준에서 0.62의 높은 양의 상관이 존재 한다. 즉, 남반구에서 남극진동이 강화되면 한국 6월 강우량이 증가할 수 있음을 의미한다. 이는 서론에 토의된 연구들에서의 결과들과 일치하지만, 한국 강 우량과의 직접적인 관계를 분석한 연구들은 찾기 쉽 지 않다. 한편, 6월 남극진동 지수는 최근까지 증가하는 추 −1 세를 보이는 반면(thick solid line, 0.01 yr ), 한국 6 월 강우량은 감소하는 추세를 나타낸다(thick dotted.

(4) 6월의 남극진동이 한국의 6월 강우량에 미치는 영향. 139. Table 1. High AAO years and low AAO years from the time series in Fig. 1. Here, El Niño and La Niña years in June are excluded in the analysis High AAO years. Low AAO years. Year. Rainfall (mm). Year. Rainfall (mm). 1990 1998 2001 2004 2006. 318.9 282.3 251.1 228.2 166.4. 1986 1995 2003 2005 2007. 235.6 74.4 193.5 158.1 92.0. Average. 249.4. Average. 150.7. 관계수는 반대를 나타낸다(Fig. 2b). 즉, 음의 상관계 수가 높을수록 그 지역에 강우 발생의 가능성이 높 다는 것을 의미한다. CMAP과는 다르게 동아시아 중 위도 지역 중 두 변수 사이의 상관관계는 한국에서 가장 높지만 그 계수는 CMAP보다 작다. 따라서 위 의 결과로부터 6월 남극진동과 6월 강우량과의 상관 은 동아시아 중위도 지역 중 한국에서 더욱 뚜렷함 을 알 수 있다.. Fig. 2. Correlation coefficients between (a) CMAP and AAO index in June and (b) OLR and AAO index in June. Contour interval is 0.1. −1. line, −1.40 yr ). 그러나 두 시계열에서 추세는 모두 미약하다. 두 시계열에서 각각의 추세를 제거하고 상 관관계를 재분석하면 이전의 상관관계보다 오히려 약 간 증가하는 결과를 보인다(99% 유의수준에서 0.64 의 상관). 6월 남극진동과 6월 강우량과의 관계를 좀 더 넓 은 지역으로 확장하여 분석하는 것도 흥미로울 것이 다. 따라서 이 연구는 6월 남극진동 지수와 6월 CMAP 및 외향장파복사 사이의 상관관계를 분석하였 다(Fig. 2). CMAP에서는 남극진동 지수와의 양의 상 관관계가 중국 북부지역으로부터 한국 및 일본까지 동서방향으로 뚜렷하게 형성되어 있다(Fig. 2a). 이 지역들 중 두 변수 사이의 관계는 한국(99% 신뢰수 준에서 0.65의 상관)과 일본 북부지역(99% 신뢰수준 에서 0.74의 상관)에서 가장 높게 나타난다. 또한 인 o o o o 도네시아 부근 지역(0 -20 S, 100 -140 E)에서도 0.5 이상의 양의 상관관계가 형성되어 있다. 외향장파복 사에서는 CMAP과 비슷한 상관분포를 보이지만, 상. 양과 음의 남극진동 해들 사이의 차 이전 장에서 살펴보았듯이 6월 남극진동 지수와 한국 6월 강우량과의 높은 상관관계에 대한 가능한 원인을 조사하기 위해 25년 동안의 남극진동 지수로 부터 6월 엘니뇨 해(1987, 1991-94, 1997, 2002, 2009) 및 라니냐 해(1985, 1988-89, 1999, 2000, 2008)를 제외한 후 남은 해들 중 가장 높은 지수를 가지는 다섯 해(이후 양의 남극진동 해라 함)와 가장 낮은 지수를 가지는 다섯 해(이후 음의 남극진동 해 라 함)를 먼저 선택하였다(Table 1). 25년 평균 한국 6월 강우량은 178.1 mm로서 양의 남극진동 해에는 2006년만을 제외하고 나머지 해들에서 25년 평균 강 우량 이상을 기록하였다. 하지만 음의 남극진동 해에 는 세 해(1995, 2005, 2007)나 25년 평균 강우량을 넘지 못했다. 특히, 양의 남극진동 해의 평균 6월 강 우량은 음의 남극진동 해의 그것보다 약 100 mm가 더 많다. 이러한 차이는 통계적으로 95% 신뢰수준에 서 유의하다. 이는 양의 남극진동 매 해의 6월마다 20 mm의 강우량이 음의 남극진동 매 해 6월보다 더 내린 것에 해당한다. 강우량의 공간분포 위와 같이 한국 6월 강우량에 대한 두 시기 사이.

(5) 140. 최기선·김백조·이종호. Fig. 3. Difference in June rainfall between high AAO years and low AAO years. Dots indicate locations of weather stations. Contour intervals are 20 mm.. 의 차이를 60개 각 관측지점에 적용하여 분석된 공 간분포를 살펴보았다(Fig. 3). 모든 기상관측소에서 양의 남극진동 해 동안에 6월 강우량이 더 많았음을 볼 수 있다. 특히, 두 시기 사이에 가장 큰 차이는 남부의 중앙 지역과 북부의 서쪽지역에서 나타난다. 전자의 지역은 지리산이 위치하고 있어 이 지역의 지형적 영향으로 인해 최근에 집중호우가 증가했다는 연구결과들이 있다(Seo and Lee, 1996; Kim and Lee, 2007). 후자의 지역은 수도권으로서 이 지역에 서의 온실효과와 연관되어 최근 강우량의 증가와 함 께 강우 강도 역시 크게 증가한 지역이다(Choi, 2004; Chang and Kwon, 2007). 강우량의 계절변동 한편, 6월 이외의 계절 동안에 두 시기에 대한 강 우량의 상태를 비교하기 위해 강우량에 대한 계절 변동성을 분석하였다(Fig. 4). 이 연구에서는 계절 변 동성의 분석을 위해 7일 이동평균 강우량이 사용되 었다. Ha et al.(2009)은 7일 이동평균 강우량을 이용 하여 한국 8월 강우량의 연변동에서 1960년대 후반 을 기준으로 큰 변화가 있었음을 효과적으로 분석한 바 있다. 기후적으로, 한국 강우량의 계절변동에서는 두 개 의 큰 정점이 존재한다. 이것은 장마(6월 하순-7월 하순)와 이차장마(8월 중순-9월 초순)로서 두 정점 모두 여름내(6월-9월)에 위치한다(Byun, 1992). 음의 남극진동 해에는 이러한 전형적인 강우량의 계절변동 성을 잘 따르고 있음을 볼 수 있다(dotted line). 하지. Fig. 4. Temporal variability of the 7-day running averaged rainfall for high AAO years (red line) and low AAO years (blue line). The embedded figures are the difference in rainfall for summer (June-September) between high AAO years and low AAO years.. 만 양의 남극진동 해에는 여름 동안 무려 5개의 정 점이 존재한다(solid line). 특히, 장마 기간 내에 휴지 기간(7월 초순)이 존재하며, 장마와 이차장마 사이의 장마 휴지기간(7월 중순-8월 중순)이 기후학적 평균 기간(8월 초순-중순)보다 긴 것이 눈에 띈다. 따라서 양의 남극진동 해에는 집중호우와 같이 강우가 불규 칙적으로 내렸을 가능성이 있는 것으로 판단된다. 좀 더 객관적인 결과를 얻기 위해서는 시간단위의 강우 량 자료를 이용한 분석이 이루어져야 할 필요가 있 다. 한편, 여름 이외의 다른 계절에는 두 시기 사이 에 4 mm 내외의 작은 강우량의 차이를 나타낸다. 따 라서 강우량에서 두 시기 사이의 큰 차이는 여름에 위치하기 때문에 여름 동안 강우량의 차를 좀 더 자 세히 분석하였다(embedded map in Fig. 4). 먼저 6 월 한 달 동안은 양의 남극진동 해에 강우량이 더 많음을 다시 확인할 수 있다. 전체적으로 여름 네 달 은 크게 두 개의 기간으로 구분될 수 있다: 6월-8월 중순 동안의 양의 남극진동 해에 더 많은 강우기간, 8월 중순-9월 동안의 음의 남극진동 해에 더 많은 강 수기간. 이는 장마-이차장마 동안에는 양의 남극진동 해에 강우량이 더 많고, 이차장마부터는 오히려 음의 남극진동 해에 더 많음을 의미한다. 이러한 특징은 두 시기의 장마 시종일(즉 장마의 기간과)과 연관될 것으로 판단된다. 다시 말해, 양의(음의) 남극진동 해 에는 장마가 빨리(늦게) 시작하여 빨리(늦게) 끝나 여 름 초(후)반에 더 많은 강우량을 기록할 가능성도 있 다는 것이다. 따라서, 이 연구는 두 시기 사이에 한국 6월 강우 량의 차이가 장마의 시작과 연관되는지를 살펴보기 위해 CMAP자료를 이용하여 6월 동안 5일 평균 강.

(6) 6월의 남극진동이 한국의 6월 강우량에 미치는 영향. 141. Fig. 5. Time evolution of 5-day mean CMAP during the period from 11 June to 30 June in high AAO years (left), low AAO years (middle), theirs difference (right). In the left and middle panels, contour denotes regions greater than 10 mm day−1. Contour interval is 5 mm day−1..

(7) 142. 최기선·김백조·이종호. 우량의 변동성을 동아시아 영역에서 살펴보았다(Fig. 5). 먼저 6월 11일-15일 동안에는 양의 남극진동 해 의 주 강우대가 중국 중부지역으로부터 일본 남쪽 근해를 따라 위치해 있는 반면, 음의 남극진동 해에 는 좀 더 저위도인 남중국해로부터 일본 먼 남쪽해 상까지 남서에서 북동방향으로 위치해 있다(Fig. 5a). 두 시기 사이의 차에서는 비록 큰 차이는 아니지만 한국에서 양의 남극진동 해에 강우량이 더 많다. 6월 16일-20일 동안에 음의 남극진동 해의 주 강우대는 이전 5일 동안의 양의 남극진동 해에 주 강우대와 비슷한 지역에 위치해 있다(Fig. 5b). 반면 양의 남극 진동 해의 주 강우대는 이전 5일 동안보다 좀 더 북 상하여 10 mm의 등치선이 한국에 위치해 있다. 따라 서 두 시기 사이의 차에서도 한국에서 10 mm 이상 의 강우량의 차를 나타낸다. 많은 이전 연구에서는 여름 우기의 시작 조건으로 풍향의 급격한 변화와 함께 일 강우량이 5-10 mm 이상이 되는 날로 정의 하고 있다(Hendon and Liebmann, 1990; Wang and LinHo, 2002). 본 연구 역시 CMAP자료를 이용하여 10 mm를 기준으로 장마의 시작을 정의할 경우, 음의 남극진동 해보다 양의 남극진동 해에 장마가 좀 더 일찍 시작되었을 가능성이 있음을 알 수 있다. 6월 21일-25일 동안에 양의 남극진동 해의 경우, 한국 부 근지역에서의 강우량은 좀 더 증가하여 15 mm의 등 치선이 보인다(Fig. 5c). 반면에 음의 남극진동 해에 는 남서-북동 방향으로 기울어져 있던 주 강우대가 동서 방향으로 좀 더 평행한 형태로 바뀌었다. 하지 만 10 mm의 등치선은 여전히 한국의 남쪽에 위치해 있다. 따라서 두 시기 사이의 차에서도 한국 부근지 역에서 15 mm의 큰 차를 나타낸다. 6월 26일-30일 동안에는 양의 남극진동 해의 경우, 이전과 비교해서 강우대가 다소 약해졌음을 볼 수 있다(Fig. 5d). 이는 앞서 한국 강우량의 계절 변동에서 살펴보았듯이, 장 마 기간 내에서 이 시점으로부터 휴지 기간이 시작 됨을 잘 반영하고 있다. 한편, 음의 남극진동 해에는 10 mm의 등치선이 한국에 드디어 위치한다. 두 시기 사이의 차에서는 이전 5일 동안과 비교하여 그 강우 량이 다소 감소하였음을 볼 수 있다. 종관 대기환경 이 장에서는 두 시기 사이에 강우량의 차가 발생 하는 원인을 6월 종관 대기환경 분석을 통해 찾아 보고자 한다.. 먼저 850 hPa에서의 유선분석에서는 북반구를 기 o o 준으로 20 N 이하의 저위도에는 저기압성 순환, 20 o o 40 N에서는 고기압성 순환, 40 N 이상에서는 다시 저기압성 순환이 양의 남극진동 해에 강화되어 있다 (Fig. 6a). 동아시아 중위도에 강화되어 있는 이 고기 압성 순환은 양의 남극진동 해의 북태평양 고기압이 음의 남극진동 해의 그것보다 북쪽으로 좀 더 발달 하였음을 의미한다. 이를 알아보기 위해 북태평양 고 기압의 가장자리로 정의될 수 있는 5875 gpm 등치선 의 위치를 두 시기에 대해 분석하였다(양의 남극진동 의 해: 실선, 음의 남극진동의 해: 파선). 위에서 언 급된 바와 같이 양의 남극진동 해의 북태평양 고기 압이 좀 더 북쪽으로 강화되어 있음을 볼 수 있다. 양의 남극진동 해에 강화된 북태평양 고기압으로 인 해 한국은 남풍의 영향을 받고 있으며, 낮은 외향장 파복사 값(대류의 강화)을 나타내고 있다. 한편, 북태 평양 고기압의 남북방향으로의 이동은 일반적으로 동 아시아 여름몬순 지역에서 강우대의 남북방향으로의 이동과도 연관된다. 따라서 양의 남극진동 해에 좀 더 북쪽으로 발달된 북태평양 고기압의 영향으로 인 해 앞서 분석되었듯이 이 해에 장마의 시작이 음의 남극진동 해의 그것보다 좀 더 빠를 가능성이 있음 을 알 수 있다. 남반구에서는 호주의 서쪽 해역으로부터 뉴질랜드 부근지역까지 동서방향으로 고기압성 순환이 강화되 어 있고, 그 북쪽에는 역시 동서방향으로 저기압성 순환이 위치해 있다. 이는 Gong and Wang(1999)과 Thompson and Wallace(2000)의 연구결과에서 양의 남극진동 위상시에 보여진 중요한 종관 대기환경 특 징 중의 하나이다. 여기서 호주 서쪽에 위치한 고기 압으로부터의 북풍은 인도를 향하며, 뉴질랜드 부근 지역에 중심을 둔 고기압으로부터의 북풍은 적도를 가로질러 열대 서태평양지역에서 강화된 편서풍과 합 류한다. 특히, 두 시기 사이에 850 hPa 기온 차의 분 석에서는 후자 고기압으로부터의 북풍을 따라서 음의 o 기온값이 위치해 있다(Fig. 6b). 이 음의 값은 20 N 까지 뻗어 있다. 이와 같이 호주 서쪽 해역과 뉴질랜 드 부근 지역에 중심을 두고 있는 두 고기압은 각각 머스커렌 고기압(Mascarene High)과 호주 고기압으 로 불리어진다(Xue et al., 2004). 머스커렌 고기압은 이전연구에서 이미 인도 여름몬순 변동의 주 요인 중의 하나임이 분석된 바 있다(Krishnamurti and Bhalme, 1976; Ramaswamy and Pareek, 1978;.

(8) 6월의 남극진동이 한국의 6월 강우량에 미치는 영향. 143. Fig. 6. (a) Difference in 850 hPa streamline with OLR (shaded) and (b) 850 hPa air temperature in June between high AAO years and low AAO years and (c) correlation coefficient between 850 hPa geopotential height and Korean rainfall in June. In (a), solid and dashed lines denote 5875 gpm contours for high AAO years and for low AAO years, respectively. ‘MH’ and ‘AH” mean ‘Mascarene high’ and ‘Australian High’, respectively. Contour intervals are 5 W m−2 for OLR in (a), 4oC in (b), and 0.1 in (c). Shaded areas in (b) denote regions greater than 95 % confidence level.. Rodwell, 1997). 또한 호주 고기압은 동아시아 여름 몬순 시작시에 호주 지역에 강한 한파를 유발하여 열대서태평양으로 적도 횡단류를 강화시키며, 이는 다시 북태평양 고기압을 북쪽으로 발달시켜 결국 강 우대를 북상시키는 역할을 한다. 따라서 많은 이전 연구에서 호주 고기압이 동아시아 여름몬순 시작과 강우량의 변동에 결정적인 역할을 함이 보여졌다(Tao et al., 1983; Xue et al., 2004). 본 연구에서도 양의 남극진동 해 동안 뉴질랜드 부근에 중심을 둔 고기 압으로부터 비교적 찬 성질을 가진 적도 횡단류가 강화되었고, 이로 인해 북태평양 고기압이 북쪽으로 좀 더 발달하였음이 분석되었다.. 한국 6월 강우량과 호주 고기압 사이의 좀 더 명 확한 관계를 알아보기 위해서 25년 동안 한국 6월 강우량과 6월 평균 지위고도 사이의 상관관계를 분 석하였다(Fig. 6c). 전체적으로는 850 hPa 유선에 대 해 두 시기 사이의 차로부터 분석된 기압계의 공간 분포와 유사해 보인다. 분석 영역 중 95% 신뢰수준 에서 0.5 이상의 양의 상관을 갖는 곳은 한국의 남쪽 지역과 뉴질랜드 부근 지역에서 나타난다. 두 상관지 역은 북태평양 고기압 및 호주 고기압과 각각 연관 된다. 따라서 6월에 호주 고기압과 함께 북태평양 고 기압이 강화되면 한국에서는 강우량이 증가함을 알 수 있다. 한편, 머스커렌 고기압의 지역(호주 서쪽 해.

(9) 144. 최기선·김백조·이종호 o. o. 경도대(125 -130 E)를 평균한 연직단면도를 분석하였 o o 다(Fig. 7). 먼저 북반구 저위도(5 -20 N)에서는 상승 o o 류, 아열대 지역(20 -30 N)에서는 하강류, 다시 한국 o o 이 위치해 있는 중위도 지역(30 -40 N)에서는 상승류 가 양의 남극진동 해에 강화되어 있다(Fig. 7a). 특 히, 한국이 위치해 있는 중위도에서는 강화된 상승류 와 함께 대류권 전체에 걸쳐 온난 다습한 기단 역시 강화되어 있어 강수 형성에 더욱 유리한 대기환경이 갖추어져 있음을 알 수 있다(Figs. 7b and 7c). 한편, 남반구 중·저위도 지역(10o-40oS)의 대류권 전체에 걸쳐 하강류가 양의 남극진동 해에 강화되 어 있다(Fig. 7a). 또한 이 지역에서는 하층 한랭기 단- 상층 온난기단과 같은 안정된 대기 구조가 갖추 어져 있으며(Fig. 7b), 전 층을 통해 건조한 상태를 나타낸다(Fig. 7c). 이러한 특징은 앞서 살펴보았던 것처럼 양의 남극진동 해에 강화된 머스커렌 고기 압과 호주 고기압의 존재를 반영하고 있음을 알 수 있다.. Fig. 7. Composite differences of latitude-pressure cross-section of (a) meridional circulations (vectors) and vertical velocity (contours), (b) air temperature averaged, and (c) specific humidity along 125o-130oE between high AAO years and low AAO years for June. The values of vertical velocity are multiplied by -100. Shaded areas denote negative values. Contour intervals are 0.5 hPa s−1 for vertical velocity, 0.2oC for air temperature, and 0.1 g kg−1 for specific humidity.. 역)에도 약하지만 양의 상관이 존재한다. 두 시기 사이에 한국 부근 지역에서의 대기의 연 직 구조 차를 파악하기 위해 남북 방향의 연직순환 류, 연직속도, 기온 및 비습 등의 변수에 대해 한국. 한국 영향 태풍 빈도 한국 6월 강우량의 변동에 있어 태풍의 역할도 무 시할 수 없다. 따라서 본 연구는 두 시기에 대해 6월 동안 발생한 태풍의 진로를 분석하였다(Fig. 8). 양의 남극진동 다섯 해 동안의 6월에는 모두 12개의 태풍 이 발생한 반면, 음의 남극진동 다섯 해의 경우에는 이의 절반보다 적은 5개의 태풍이 발생하였다. 따라 서 평균적으로 양의 남극진동 매 해의 6월에는 2개 의 태풍이 발생하는 반면, 음의 남극진동 매 해의 경 우에는 6월에 한 개의 태풍이 발생함을 알 수 있다. 두 시기의 평균 발생빈도는 30년(1971-2000년) 평균 발생빈도(1.7개)보다 많고 적다. 더욱이 양의 남극진 동 해에는 한국에 상륙한 태풍의 빈도에 있어서도 월등히 많음을 볼 수 있다 양의 남극진동의 해: 4개, 음의 남극진동의 해: 1개). 따라서 양의 남극진동 해 의 6월에 한국에 상륙한 태풍 역시 강우량의 증가에 큰 역할을 했을 것으로 판단할 수 있다. 일반적으로 태풍은 북태평양 고기압의 서쪽 연변을 따라 이동하는 경향이 있다. 앞서 양의 남극진동 해 동안에 북태평양 고기압이 북쪽으로 더욱 발달하였음 이 분석되었다. 이 결과는 이 해에 더욱 많은 태풍들 이 한국에 상륙할 수 있는 중요한 원인 중의 하나가 될 수 있다..

(10) 6월의 남극진동이 한국의 6월 강우량에 미치는 영향. 145. Fig. 8. Tracks of tropical cyclone in June during (a) the high AAO years and (b) the low AAO years. Dotted box denote Korea area.. 요약 및 결론 이 연구는 최근 25년(1985-2009) 동안 한국 6월 강우량과 6월 남극진동 사이의 상관관계를 분석하였 다. 6월에 남극진동이 강(약)하면, 한국에서 강우량이 증가(감소)하는 양의 상관관계가 존재하였다. 이러한 상관관계는 동북아시아 중 한국에서 가장 뚜렷함이 6월 남극진동과 6월 CMAP 및 외향장파복사 사이의 상관분석을 통해 확인되었다. 이러한 상관관계의 가능한 원인을 알아보기 위해 먼저 전체분석기간인 25년 중 6월 엘니뇨 라니냐 해 를 제외하고 남은 해들 중 가장 높고 낮은 남극진동 지수를 갖는 다섯 해씩을 각각 선택하였다. 이후 전 자 해 평균으로부터 후자 해 평균의 차를 다양한 변 수에 대해 분석하였다. 6월 강우량에서는 두 시기 사 이에 약 100 mm에 가까운 차이를 보였다. 이러한 양 의 남극진동 해에 관측된 더 많은 강우량은 한국 남 부의 중앙지역과 북부의 서쪽지역에서 더욱 뚜렷하게 나타났다. 강우량의 계절변동에서는 두 시기 사이에 가장 큰 차가 여름에 나타났다. 장마로부터 이차장마 전 동안 에는 주로 양의 남극진동 해에, 이차장마 동안에는 주로 음의 남극진동 해에 강우량이 더 많았다. 이러 한 특징은 본문에서 설명하였듯이 장마의 기간(시작 과 종료)과 연관될 것으로 판단되며, 이는 차후 연구 에서 다루어질 예정이다. 특히, 음의 남극진동 해에 여름 강우량의 변동에서는 장마 및 이차장마와 같이 전형적인 2개의 강우량 정점이 존재하였지만, 양의 남극진동 해에는 무려 5개의 정점이 존재하였다. 이. 는 역시 앞서 설명하였듯이 후자 해의 여름 동안에 집중호우가 빈번했기 때문인 것으로 판단되며, 시간 단위의 강우량 자료를 이용한 좀 더 자세한 분석이 요구된다. CMAP 자료를 이용한 6월 동안 5일 평균 강우량의 공간변동성 분석에서는 양의 남극진동 해에 주 강우대가 한국으로 좀 더 빨리 북상하는 결과를 나타냈다. 이는 양의 남극진동 해에 장마가 더 빨리 시작함과 연관되며, 장마가 빨리 시작하면 6월 강우 량이 증가할 가능성이 있음을 의미한다. 이 역시 차 후 연구에서 다루어질 것이다. 또한, 850 hPa에서의 종관 대기환경에 대한 두 시 기 사이에 차의 분석을 통해 한국 6월 강우량은 남 극진동의 패턴을 잘 반영하는 머스커렌 고기압 및 호주 고기압과 상당한 연관성이 있음이 밝혀졌다. 특 히, 호주 고기압은 본문에서 설명되었듯이 동아시아 여름몬순 시작시에 호주 지역에 강한 한파를 유발하 여 서태평양에 적도 횡단류를 강화시키고, 이는 다시 북태평양 고기압을 북쪽으로 발달시켜 결국 강우대를 북상시키는 역할을 한다(Tao et al., 1983; Xue et al., 2004). 본 연구에서의 양의 남극진동 해에도 이 러한 특징이 분석되었으며, 따라서 머스커렌 고기압 및 호주 고기압이 동아시아 여름몬순 시작과 강우량 의 변동에 결정적인 역할을 한다는 이전 연구의 결 과를 다시 한번 확인 할 수 있었다. 또한, 양의 남극진동 해의 6월에 북쪽으로 더욱 발 달한 북태평양 고기압은 태풍이 한국에 빈번하게 영 향을 미치게 하는 중요한 원인이 되었으며, 이것은 한국 6월 강우량의 증가와 관련된 중요한 원인 중의 하나인 것으로 판단되었다..

(11) 146. 최기선·김백조·이종호. 현재 연구에서는 한국 6월 강우량과 6월 남극진동 사이의 관계를 조사하고 이에 대한 종관 대기환경 특징을 분석하는데 중점을 두었다. 차후 연구에서는 남극진동이 장마 시작일에 영향을 주는지를 알아보기 위해 장마 시작일과 남극진동과의 관계에 대해 분석 할 예정이다. 이는 남극진동에 의해 장마 시작이 달 라지면 6월 강우량 역시 달라질 수 있다는 이 연구 의 결과를 더욱 명백히 하는 계기가 될 것으로 판단 된다.. 감사의 글 본 연구는 기상청 재원 “국가태풍센터 운영” 사업 및 국립기상연구소 “예보기술 지원 및 활용 연구 (NIMR-2013-B-1)”의 태풍 단,장기예측기술개발의 일 환으로 수행되었습니다.. 참고문헌 Byun, H.R. and Lee, D.K., 2002, Defining three rainy seasons and hydrological summer monsoon in Korea using available water resources index. Journal of Meteorological Society of Japan, 80, 33-44. Byun, H.R., Lee, D.K., and Joung, C.H., 1992, A study on the atmospheric circulation during the Dry Period before the Changma. Part I: Existence and Characteristics. AsiaPacific Journal of Atmospheric Sciences, 28, 71-88. (In Korean with English abstract) Chang, H.J. and Kwon, W.T., 2007, Spatial variations of summer precipitation trends in South Korea, 1973-2005. Environmental Research Letters, 2, 045012. Chang, C.P., Zhang, Y., and Li, T., 2000, Interannual and interdecadal variations of the East Asian summer monsoon and tropical Pacific SSTs. Part I: Roles of the subtropical ridge. Journal of Climate, 13, 4310-4325. Choi, Y.J., 2004, Trends on temperature and precipitation extreme events in Korea. Journal of Korean Geographical Society, 39, 711-721.(In Korean) Fan, K., 2006, Atmospheric circulation in Southern Hemisphere and summer rainfall over Yangtze River valley. Chinese Journal of Geophysics, 49(3), 672-679. Fan, K. and Wang, H.J., 2004, Antarctic oscillation and the dust weather frequency in North China. Geophysical Research Letters, 31, L10201, DOI:10.1029/ 2004GL019465. Gao, H., Xue, F., and Wang, H.J., 2003, Influence of interannual variability of Antarctic oscillation on Mei-yu along the Yangtze and Huaihe River. Chinese Science Bulletin, 48, 87-92.. Gong, D.Y. and Ho, C.H., 2003, Arctic oscillation signals in the East Asian summer monsoon. Journal of Geophysical Research, 108(D2), 4066, doi:10.1029/ 2002JD002193. Gong, D.Y. and Wang, S.W., 1999, Definition of Antarctic oscillation index. Geophysical Research Letters, 26, 459–462. Ha, K.J., Yun, K.S., Jhun, J.G., and Li, J.P., 2009, Circulation changes associated with the interdecadal shift of Korean August rainfall around late 1960s. Journal of Geophysical Research, 114, doi:10.1029/ 2008JD011287. Ha, K.J., Yun, K.S., Jhun, J.G., and Park, C.K., 2005, Definition of onset/retreat and Intensity of Changma during the boreal summer monsoon season. Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences, 41, 927-942. (In Korean with English abstract) Hall, A. and Visbeck, M., 2002, Synchronous variability in the Southern Hemisphere atmosphere, sea ice, and ocean resulting from the annular mode. Journal of Climate, 15, 3043-3057. Hendon, H. and Liebmann, B., 1990, A composite study of onset of the Australian summer monsoon. Journal of Atmospheric Sciences, 47, 2227-2240 Hendon, H.H., Thompson, D.W.J., and Wheeler, M.C., 2007, Australian rainfall and surface temperature variations associated with the Southern Hemisphere annular mode. Journal of Climate, 20(11), 2452-2467. Ho, C.H., Kim, J.H., Kim, H.S., Sui, C.H., and Gong, D.Y., 2005, Possible influence of the Antarctic Oscillation on tropical cyclone activity in the western North Pacific. Journal of Geophysical Research, 110 (D19104), doi:10.1029/2005JD005766. Huang, R.H. and Wu, Y.F., 1989, The influence of ENSO on the summer climate change in China and its mechanism. Advances in Atmospheric Sciences, 6, 2132. Inoue, T. and Matsumoto, J., 2003, Seasonal and secular variations of sunshine duration and natural seasons in Japan. International Journal of Climatology, 23, 12191234. Inoue, T. and Matsumoto, J., 2007, Abrupt Climate Changes Observed in Late August over Central Japan between 1983 and 1984. Journal of Climate, 20, 49574967. Ju, J.H., Lu, J.M., Cao, J., and Ren, J.H., 2005, Possible impacts of the Arctic oscillation on the interdecadal variation of summer monsoon rainfall in East Asia. Advances in Atmospheric Sciences, 22, 39-48. Kalnay, E. and Coauthors, 1996, The NCEP/NCAR 40Year reanalysis project. Bulletin of American Meteorological Society, 77, 437-471. Kidson, J.W., 1988, Interannual variations in the Southern.

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