IEG 환경지질연구정보센터
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(2) 2006/2007 겨울철 한반도 이상 기후와 관련된 동아시아 지역 대기 순환의 특성. 하층 북동류의 존재 등 지역 대기 순환과 밀접하게 연관되어 있다(정영근, 1983; 강인식, 1988; 이동규 외, 1988; Jhun and Lee, 2004; Zhu et al., 2005). 정영근(1983)은 한반도 겨울철 동안 고온이 나타나는 경우에는 동지나해로부터 강한 난기 이류가 지배하며, 저온이 나타나는 경우에는 남만주 지역으로부터 강한 한기 이류가 지배함을 밝혔다. 강인식(1988)과 이동 규 외(1988)는 시베리아 고기압의 약화, 한반도 주변 으로 500 hPa 지오포텐셜 고도의 증가 및 동아시아 동안에 나타나는 북풍 계열의 몬순 바람과 알류산 저기압의 강도 약화가 한반도 지역의 따뜻한 겨울을 유도하고 있다고 언급하였다. Jhun and Lee(2004)와 Zhu et al.(2005)은 상·하층 바람과 해면기압 등의 기상 변수를 이용하여 지수를 고안하였으며 이를 통 해 동아시아 겨울 몬순의 강도를 객관적으로 나타내 고자 하였다. 이러한 동아시아 지역의 겨울 기후에 영향을 줄 수 있는 요인으로 엘니뇨/라니냐, 북극 진동(Arctic Oscillation, 이하 AO) 및 적설분포 변화 등이 제시되 어 왔다. 예를 들면, 강인식(1998)과 차은정 외(1999) 는 엘니뇨 해 한반도 여름철은 저온 현상과 함께 강 수량이 증가하고, 겨울철에는 고온 현상이 뚜렷이 나 타난다고 하였다. Gong et al.(2000)은 동아시아 겨울 몬순이 AO와 음의 상관관계가 있음을 보였으며, Gong and Ho(2002)는 겨울철 시베리아 고기압의 강 도가 AO의 변동과 밀접한 관련이 있음을 언급하였 다. 한편 가을철과 겨울철 동안 시베리아 지역, 중국 북동부 지역 및 극동 러시아 지역의 적설량이 많은 경우 동아시아 겨울 몬순이 강했던 것으로 분석되고 있다(Watanabe and Nitta, 1999; Clark and Serreze, 2000; Jhun and Lee, 2004). 이상의 결과들을 통해 2006/2007년에. 나타난 한반 도 겨울철 이상 고온 현상은 동아시아 지역 몬순 순 환의 변화, 엘니뇨/라니냐, 그리고 AO와 밀접한 관련 성이 있을 것이라 추측할 수 있다. 그러나 선행 연구 들은 주로 엘니뇨/라니냐, AO 및 지면조건의 변화와 같은 요인과 동아시아 몬순 순환 사이에 통계적 관 련성을 제시하였다. 반면에 동아시아 겨울 몬순에 큰 영향을 줄 수 있는 블로킹(blocking)과 이 지역의 이 상 기후와의 관련성을 제시한 연구는 드물다. 최근 Lee and Jhun(2006)은 블로킹과 같은 저지된 기압 패턴의 생성과 그러한 패턴의 지속 기간에 따라 동 아시아 겨울철 몬순의 강도가 크게 영향을 받는다고. 375. 제시하였다. 그들의 결과를 토대로 본 연구에서는 2006/2007년 겨울철 한반도를 포함한 동아시아 지역 에서 유례없는 고온 현상을 초래한 동아시아 지역 대기 순환의 특성을 분석하고 이러한 동아시아 지역 순환 패턴에 영향을 주는 엘니뇨/라니냐와 AO의 영 향뿐 아니라 블로킹 현상의 존재 유무와 관련하여 고온 현상의 원인을 살펴보고자 한다.. 자료 및 분석 방법. 본 연구에서 한반도의 일별 평균기온, 강수량 자료 에 대하여 1958/1959~2006/2007 기간의 13개 지상관 측소(강릉, 서울, 인천, 추풍령, 포항, 대구, 전주, 울 산, 광주, 부산, 목포, 여수, 제주) 값을 사용하였다. 이들 지상관측소는 1958년 이후 연속적으로 관측이 수행된 곳으로 선택된 것이며, 1958년 이후를 택한 이유는 신뢰할 수 있는 대기의 재분석 자료 기간과 맞추기 위한 것이다. 기압계 분석을 위해 ECMWF. (European Center for Medium-range Weather Forecasts) 와 NCEP/NCAR(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research) 에서 제공되는 위, 경도 2.5o 간격의 재분석 자료를 사용하였다. 실제 두 자료 간의 차이에 대해서 1979 년 이전의 NCEP/NCAR 재분석 자료를 아시아 대륙 지역에서 사용할 경우 주의를 요구하고 있으나, 그. 이후의 자료에 대해서는 두 자료 간에 큰 차이가 없 는 것으로 보고되고 있다(Wu et al., 2005). 이러한 재분석 자료의 특성과 함께 최대한 연속성을 유지하 기 위해 1958/1959~2001/2002 겨울철의 경우 ECMWF 재분석 자료를 사용하였고, 2002/2003~2006/2007 겨 울철에는 NCEP/NCAR 재분석 자료를 사용하였다. 또한 1958~2007 기간의 해수면온도(Sea Surface Temperature, 이하 SST) 자료와 1958~2006 기간의 전지구 강수량 자료로서 각각 미국 NOAA에서 제공 되는 ERSST(Extended Reconstructed SST)와 PREC (PRECipitation REConstruction) 자료를 사용하였다. PREC 강수량 자료에 대해서는 Chen et al.(2002)이 자세히 기술하고 있다. 이 모든 자료에 대해서 적용 된 기후값은 1971~2000 기간 평균값으로 정의하였다. 블로킹 패턴을 추출하기 위해 본 연구에서 Lejenäs and Φkland(1983)가 처음 도입하고 이를 토대로 Tibaldi and Molteni(1990)가 정의한 블로킹 지수를 사용하였다. 먼저 일평균 500 hPa 지오포텐셜 고도를.
(3) 376 이현수·전종갑·강인식·문병권 5일 이동평균한 후 다음과 같이 남·북 경도차(GHGS 와 GHGN)를 각 경도별로 계산하였다: Z(φo) – Z(φs) GHGS = -----------------------------φo – φs. (1a). Z(φn ) – Z( φo) GHGN = -----------------------------φn – φs. (1b). 여기서. o. o. 이며 적어도 하나의 위도값에 대해 다음의 조건이 충족되는 경우 블로킹된 날로 정의하 였다:. ∆ = −5 , o. GHGS > 0 and GHGN < -10 m/(deg.latitude). (2). 각각의 경도에 대한 블로킹 빈도수(blocking frequency, 이러한 블로킹된 날이 겨울철(12, 1, 2월) 총 일수인 90일에 대해 차지하는 % 비율로서 정의하였 다. 한편 블로킹된 날이 5일 이상 연속될 때 전체 지 속기간에 대해 하나의 블로킹 사례로 정의하였다. BF)는. 결과 및 분석. 겨울철 기상 특성 2006년 겨울철에는 한반도를 포함한 대부분의 동 아시아 지역에서 사상 유례없는 고온 현상이 나타났 2006/2007. Fig. 1.. o. o. φn = 80 N + ∆, φo = 60 N + ∆, φs = 40 N + ∆, o 0 , 5o , ∆ o. 다. Fig. 1은 1958년부터 2006년까지 49년 기간 동 안 한반도 13개 지점 지상관측소에서 관측된 겨울철 평균기온과 강수량 편차의 경년 변동을 나타낸 것이 다. 2006년 겨울철에 한반도 평균기온은 4.3 C로 평 년보다 2.2 C 높아 최고값을 보였으며, 강수량은 92.9 mm로 평년보다 11 mm 적었다. 여기서 대기 순 환장과의 특성 비교를 위해 1958년 이후 연속적으로 관측된 한반도 13개 지점 지상관측소 평균값을 사용 하였으나, 1908년부터 연속된 값을 가지고 있는 서울 과 부산 지역에 대해 평균기온을 살펴 보았을 때도 2006년 겨울철은 역대 최고의 기온 분포를 보였다는 것을 확인할 수 있다(결과 미제시). 2006년 12월 1일부터 2007년 2월 28일까지 일별 평균기온 편차를 Fig. 2에 나타내었다. 12월 상순 전 반과 12월 하순 후반 등 두 차례의 한파(cold surge) 를 제외하고 평년보다 높은 기온을 보인 날이 많았 다. 이를 월별로 나누어 특징을 살펴볼 경우, 12월에 는 +0.8 C로서 1958년 이후 16번째로 높았고 1월에 는 +2.3 C로 5번째를 기록하였으나, 2월에는 +3.8 C 로 가장 높은 해로 기록되었다. 이상의 결과를 토대 로 2006년 겨울철에는 2월 기온이 계절 전체 평균기 온에 절대적으로 기여했다고 하겠다. 이러한 고온 현상을 가져온 대기 순환장의 특성을 살펴보기 위해 먼저 겨울철 동아시아 지역의 평균적 o. o. Interannual variation of wintertime (a) temperature and (b) precipitation at 13 surface stations in Korea.. o.
(4) 377. 2006/2007 겨울철 한반도 이상 기후와 관련된 동아시아 지역 대기 순환의 특성. Fig. 2.. Daily-mean temperature anomaly at 13 surface stations in Korea during the winter 2006/2007.. 인 대기장 즉 기후값을 에 나타내었다 에서 동아시아 겨울철 기후를 지배하는 시베리아 고 기압과 알류산 저기압을 확인할 수 있다 이와 같이 서고동저 형태의 기압 패턴으로 인해 북서류의 찬 공기가 한반도를 포함한 동아시아 지역으로 유입되어 남북 방향의 온도 경도가 증가되면서 일본 열도 남 부를 중심으로 상층 제트류가 강화되는 패턴을 보이 게 된다 이러한 기압계와 더불 어 에서와 같이 지오포텐셜 고도장에 서는 북동 아시아 지역에 강한 상층 기압골이 자리 잡고 시베리아 지역을 중심으로 기압능이 위치하고 있다 는 과 같은 기상 변수에 대해 년 겨울철의 평년 편차값을 나타낸 것이다 동아 시아 지역 한파와 직접적으로 관련되어 있는 시베리 아 고기압과 알류산 저기압이 평년보다 현저히 약화 되면서 한반도를 중심으로 대기 하층에서는 뚜렷한 남동 내지 동풍 계열의 편차값이 나타나고 있다 이로 인해 동아시아 지역과 시베리아 지 역을 중심으로 대부분의 아시아 대륙에서 평년보다 높은 고온 현상이 기록되었다 또한 북서류 의 약화는 남북 온도경도의 약화를 유도하면서 일본 열도 남단의 상층 제트 약화를 초래하고 있다 한편 기후 평균장에서 일본 동부지역을 중심으로 위치하고 있는 상층 기압골의 축이 년 겨울철에는 사라지면서 한반도 북쪽 지방을 중심으로 강한 양의 편차역이 대상으로 폭넓게 위치하고 있다 년 겨울철에 나타난 이러한 기상장의 특성은 정영근 강인식 및 에 제시된 따뜻한 겨울에 나타난 기압계와 아 주 유사한 결과라고 할 수 있다 에서와 같이 년 겨울철에 한반도에서는 Fig. 3. . Fig. 3e. .. (Fig.. 3a,. 3c. Fig. 3b. .. and. 3d).. 500 hPa. Fig.. 4. Fig.. 3. 2006. .. (Fig.. 4c and 4e).. (Fig.. 4d).. ,. (Fig.. 4a).. 500 hPa. 2006. (Fig.. 4b).. 2006. (1983),. (1988). (2004). .. Fig.. 2. 2006. Jhun and Lee. 주로 월과 월을 중심으로 고온 현상이 나타난 관 계로 월별로 상층 대기의 순환장이 어떻게 바뀌어 왔는지 살펴보기 위해 지오포텐셜 고도 편 차값을 각 월별로 나타내어 에 나타내었다 월에는 양의 편차역이 주로 일본 동부 지역과 바이 칼호 북부 지역에 나타나고 있으며 한반도는 이 두 양의 편차역 중심부에 위치하고 있어 상대적으로 기 온이 크게 높지 않았던 것으로 분석된다 그 러나 월에는 바이칼호 부근을 중심으로 대부분의 아시아 대륙에서 강한 양의 편차역이 나타나면서 고 온 현상을 유도하고 있다 이러한 광범위한 양의 편차역이 월에는 바이칼호 북쪽에서 강한 음 의 편차역으로 대체되고 그 남쪽으로는 양의 편차역 이 동서로 대상 형태로 나타나고 있다 이와 같이 한반도 부근에서는 월과 월에 양의 편차역이 폭넓게 위치하면서 온난한 기압능이 발달한 관계로 사상 유례없는 고온이 나타난 것으로 판단된다 한편 년 겨울철에 전지구 편차값을 에 나타내었다 년 겨울철에는 열대 동태평양 및 중태평양 해역을 중심으로 양의 편차역 나타나고 있는 약한 엘니뇨 해라고 할 수 있다 대부분의 인도 양 해역 및 이상의 동아시아 북서 태평양 해역 에서도 양의 편차역이 나타나고 있다 년 겨울철 에 엘니뇨 현상이 나타났고 한반도의 기온이 고온이 었으므로 년 겨울철은 강인식 과 차은정 외 에서 제시한 엘니뇨와 한반도 기온과의 상관 관계 결과와 대체로 잘 일치하는 해로 기록될 수 있 다고 하겠다 1. 2. 500 hPa. Fig. 5. . 12. (Fig. 5b).. 1. (Fig.. 5c).. 2. ,. (Fig. 5d).. 1. 2. .. ,. 2006. 6. SST. .. Fig.. 2006. .. 20N. . 2006. ,. 2006. (1998). (1999). .. 원인 분석 Lee. and. 은 시베리아 지역. Jhun(2006). 에. (60-140E).
(5) 378 이현수·전종갑·강인식·문병권. Climatological mean fields of (a) the zonal wind speed at 300 hPa, (b) the geopotential height at 500 hPa, (c) the wind vector at 850 hPa, (d) the surface temperature, and (e) the sea level pressure during the boreal winter. Fig. 3.. 서 발생하는 블로킹의 빈도수가 동아시아 겨울 몬순 강도에 실제적으로 상당히 중요한 역할을 담당하고 있다고 주장하였다 따라서 본 연구에서는 한반도 겨울철 평균기온과 같은 경도대의 시베리아 지역 블 로킹 빈도수와의 상관관계를 먼저 살펴보았다 이 두 시계열은 모두 정규화된 값으로서 상관계 수는 − 을 기록해 신뢰구간에서 통계적으로 상당히 유의한 값을 보여주고 있다 즉 시베리아 지 역의 블로킹 빈도수가 많은 경우 한반도에는 평균기 .. ,. (Fig.. 7).. 0.66. 99%. .. ,. 온이 낮은 반면 블로킹 빈도수가 적은 경우에는 한 반도 평균기온이 높다는 것을 의미한다 여기서 주목 할 만한 특징은 년 겨울철에 시베리아 지역의 블로킹 빈도수가 이라는 것이다 이러한 사실은 사 용된 블로킹 정의를 나타내는 식 과 를 통해 유추할 수도 있다 식 에서 의 값이 보다 큰 날이 많은 경우 블로킹 빈도수가 높게 되는데 년 겨울철에는 에서와 같이 이라기보다 의 조건을 충족하기에 좋은 패 ,. .. 2006 0. .. (1). .. (2). GHGS. (2). 0. ,. 2006. Fig.. GHGS < 0. 4b. GHGS > 0.
(6) 2006/2007 겨울철 한반도 이상 기후와 관련된 동아시아 지역 대기 순환의 특성. 379. Anomaly fields of (a) the zonal wind speed at 300 hPa, (b) the geopotential height at 500 hPa, (c) the wind vector at 850 hPa, (d) the surface temperature, and (e) the sea level pressure for the winter 2006/2007. Fig. 4.. 턴이며 이로 인해 블로킹 빈도수가 을 기록했다고 할 수 있다 년 이후 블로킹 빈도수가 을 기록 한 해는 세 해 가 있었는데 년에는 한반도 평균기온이 평년보다 높았고 년에는 높았으며 년에는 높아 극 최고를 기록하였다 이와 같이 한반도 겨울철 평균기온은 시베리아 지 역 블로킹 빈도수와 매우 높은 상관관계를 가지고 있으므로 블로킹 빈도수가 평균으로부터 표준편 0. . 1958. 0. (1959,. 1972,. 2006). ,. o. 0.6 C. 1972. o. 0.9 C. ,. 2006. o. 2.2 C. .. ±1.0. 1959. 차 이상 벗어나는 해를 기준으로 많았던 해와 적었 던 해로 나누어 각각의 경우 주요 대기 변수에 해한 합성도를 과 에 나타내었다 여기서 블로 킹 빈도수가 많았던 해는 년이 선택되었으며 적었던 해는 년이 선택되었다 년을 블로킹이 적었던 해에 넣지 않은 이유는 년을 뺀 경우의 합성도와 년의 경우를 비교하기 위해서이다 블로킹 빈도수가 적었던 해의 경우 시베 Fig. 8. Fig. 9. .. 1963,. 1980,. 1983,. 1984. 1966,. 1967,. 1968,. ,. 1959, 1972, 1978, 1986, 1991. . 2006 2006. 2006. ..
(7) 380 이현수·전종갑·강인식·문병권. Fig. 5. Anomaly fields of 500-hPa geopotential height for (a) winter, (b) December, (c) January, and (d) February for the winter 2006/2007.. Fig. 6.. Global SST anomalies for the winter 2006/2007. Positive anomaly regions are shaded.. 리아 고기압 및 알류산 저기압의 약화와 함께 하층 의 남풍 남동류 편차 강화 일본 남쪽 해상의 상층 제트 약화와 한반도를 중심으로 한 지오포 텐셜 고도장의 양의 편차역 등 에 나타낸 /. ,. 500 hPa. Fig. 4. 2006. 년 대기장과 아주 유사한 패턴으로 나타났다 따라서 년 겨울철에 한반도를 포함한 동아시아 지역에 나타난 고온 현상은 시베리아 지역으로 블로킹 흐름 이 전혀 발생하지 않아 동아시아 지역으로 북서류에 .. 2006. ,.
(8) 2006/2007 겨울철 한반도 이상 기후와 관련된 동아시아 지역 대기 순환의 특성. 381. Normalized temperature anomaly averaged over 13 surface stations in Korea and blocking frequency over the Siberia (60-140E) during the boreal winter.. Fig. 7.. Fig. 8. Composite anomaly maps of wintertime (a) 300-hPa zonal wind, (b) 500-hPa geopotential height, (c) 850-hPa winds, (d) sea level pressure, and (e) surface temperature for years with blocking frequency higher than positive one standard deviation. Shaded areas indicate the statistical significance at the 95% confidence level..
(9) 382 이현수·전종갑·강인식·문병권. Fig. 9.. The same as in Fig. 8, but for years with blocking frequency lower than negative one standard deviation.. 의한 한기 이류가 차단되었기 때문인 것으로 판단된 다 이와는 반대로 블로킹 빈도수가 많았던 해는 시 베리아 고기압과 알류산 저기압의 강화로 인해 동서 방향의 기압경도력이 증가함에 따라 동아시아 지역으 로 북서 및 북동류 편차가 나타나면서 기온 하강 효 과와 함께 일본 남쪽의 상층 제트가 강화되는 모습 을 뚜렷이 보여주고 있다 시베리아 지역에 나타나는 블로킹이 어떻게 동아시 아 지역에 영향을 주는지 좀 더 세부적으로 살펴보 기 위해 매 경도마다 관측된 모든 경우의 블로킹 사례 기간 동안에 합성된 지오포텐셜 고도 .. .. o. 30. 500 hPa. 장을 에 나타내었다 와 지역 의 블로킹은 주로 Ω 형태의 블로킹으로 존재하고 와 지역에서는 주로 형태 의 블로킹이 나타나고 있다 블 로킹의 형태에 상관없이 시베리아 지역에 블로킹이 발달하는 경우 동아시아 지역에는 강한 음의 편차역 이 대상으로 분포하는데 이와 같은 패턴이 한반도를 포함한 동아시아 지역 기온의 하강을 유도시킨다고 할 수 있다 따라서 동아시아 지역 이상 고온 및 이 상 저온은 시베리아 지역 블로킹의 생성 여부 및 지 속성과 관련성이 높다고 하겠다 Fig.. 10. .. 60-80E. 80-100E. ,. 100-120E. 120-140E. dipole. (Lee and Jhun, 2006).. ,. .. ..
(10) 2006/2007 겨울철 한반도 이상 기후와 관련된 동아시아 지역 대기 순환의 특성. 383. Composite 500-hPa geopotential heights (thick solid lines with a contour interval of 60 m) and anomalies (thin lines) averaged for all blocking events over each longitudinal range. The thin solid (dashed) lines with a contour level of 60 m (20 m) represent positive (negative) anomalies. The areas exceeding the 95% significance level are shaded. Fig. 10.. 엘니뇨와 AO 블로킹 패턴의 형성 및 그 빈도수가 한반도 겨울 기온에 미치는 영향과는 별도로 엘니뇨 및 AO와 한 반도 겨울 기온과의 상관성을 살펴보았다. Fig. 11은 한반도 겨울철 평균기온과 전지구 해수면온도와의 동 시 상관관계를 나타낸 것이다. 인도양 해역, 북서 태 평양 및 열대 동태평양 해역을 중심으로 통계적으로 유의한 양의 상관관계를 보이고 있는데 특히 동태평 양의 해수면온도는 전형적인 엘니뇨 패턴이라고 할 수 있다. 즉, 엘니뇨 해에 한반도 겨울철 기온이 높 다는 것을 의미하는데 이는 강인식(1998)과 차은정 (1999)의 결과와 거의 일치하고 있다. 한편 AO와의 상관관계를 살펴보기 위해 NOAA CPC (http://. www.cpc.ncep.noaa.gov/products/precip/CWlink/ daily_ao_index/ao.shtml)에서 제공되는 AO 지수를 사 용하였다. 여기서 사용된 AO 지수는 북극에서 20N 영역의 월평균 1000 hPa 지오포텐셜 고도 편차에 대. 한 경험적 직교함수의 첫 번째 모드의 시계열로 정. 의되는 지수이다. 한반도 겨울철 평균기온과 AO 지 수와의 상관계수는 +0.43으로서 99% 신뢰구간에서 유의한 상관관계를 보이고 있는데 이는 임은순과 안 중배(2004)의 결과와 거의 일치한다. 이러한 엘니뇨 및 AO가 어떤 패턴을 만들어서 한 반도에 영향을 주는지 살펴보기 위해 합성도 분석을 하였다. Fig. 12는 대표적인 엘니뇨 감시 지수인 Nino3.4 지수와 AO 지수의 경년 변동을 나타낸 것 으로서 파선은 각 시계열의 평균으로부터 ±1.0 표준 편차 이상 벗어난 경계를 표시한 것이다. +1.0 표준 편차 벗어난 엘니뇨 해(1965, 1972, 1982, 1986, 1991, 1994, 1997년) 및 +1.0 표준편차 벗어난 AO 지수가 양인 해(1972, 1974, 1975, 1988, 1989, 1991, 1992, 1999, 2006년) 만을 선택해 500 hPa 지 오포텐셜 고도 편차의 합성도를 Fig. 13에 나타내었 다. 엘니뇨 해의 경우 북동 태평양과 북미 지역으로 전형적인 PNA(Pacific North America) 패턴(Wallace and Gutzler, 1981)과 함께 50N 이상 고위도 시베리.
(11) 384 이현수·전종갑·강인식·문병권. Correlations between the wintertime temperature in Korea and (a) SON-mean SST and (b) DJF-mean SST. Shaded areas indicate the statistical significance at the 95% confidence level. Fig. 11.. 아 지역에서 음의 편차가 나타나고 있으며 한반도를 포함한 극동아시아 지역에서는 양의 편차가 통계적으 로 유의성 있게 나타나고 있다. 한편 AO 지수가 높 았던 해의 경우에는 동아시아 지역을 중심으로 양의 편차역이 뚜렷이 나타나고 있다. 이와 같이 엘니뇨 해와 AO 지수가 높았던 해에 동아시아 지역에 나타 나고 있는 양의 편차역은 그 중심 위치의 차이는 있 다 하더라도 동아시아 지역을 중심으로 상층 기압능 의 발달과 함께 한반도 지역으로 남동류 형태가 유 입되면서 온도의 상승을 가져오는 것으로 판단된다. 엘니뇨가 열대 태평양의 변동성을 주로 나타내는 반 면, AO는 북반구 고위도 지방의 대기 순환을 주로 나타내는 현상임에도 불구하고 Fig. 13에서 아주 흥 미로운 사실을 발견할 수 있다. 즉 두 합성도에서 모 두 60-140E 경도대의 시베리아 지역에서 나타나고 있는 지오포텐셜 고도장의 패턴이 블로킹의 형성에 유리한 패턴이 아니라는 것이다. 식 (2)에서와 같이 GHGS > 0이라기보다 GHGS < 0의 조건을 충족하기. 에 좋은 패턴을 보이고 있으므로 엘니뇨 및 큰 지수 값을 가지는 양의 AO 패턴은 시베리아 지역 블로킹 활동을 상당 부분 저지하는데 기여할 것이라고 생각 할 수 있다. 이러한 패턴 상으로 예상되는 특징과 별 도로 엘니뇨와 AO가 어떤 역학적 과정에 의해 시베 리아 지역 블로킹 활동에 기여하는 지에 대해서는 향후 더 많은 연구가 진행될 필요가 있다고 하겠다. 열대 태평양의 변동성을 나타내는 엘니뇨와 북반구 중·고위도 지방의 대기 순환을 나타내는 AO 및 시베 리아 지역 블로킹 현상이 각각 통계적으로 유의하게 한반도 겨울철 평균기온에 영향을 준다 하더라도 매년 그 양상이 같다고 할 수는 없을 것이다. 따라서 한반 도 겨울철 평균기온이 가장 높았던 다섯 해에 대해 블 로킹 빈도수, 엘니뇨 및 AO가 어떻게 나타났는지를 조사하여 Table 1에 나타내었다. 가장 주목할 만한 사 실은 2006년 겨울철의 경우 블로킹 빈도수는 0인 가 운데 약한 엘니뇨 상태였고 AO 지수 역시 양의 값을 나타내어 모든 경우에 있어 앞서 설명한 상관관계를.
(12) 2006/2007 겨울철 한반도 이상 기후와 관련된 동아시아 지역 대기 순환의 특성. Fig. 12.. 385. Interannual variation of wintertime (a) Nino3.4 index and (b) AO index.. 충족시키고 있다. 그러나 나머지 네 해의 경우에는 전 반적으로 블로킹 빈도수는 작았으나 엘니뇨나 AO 가 운데 하나가 상관관계와 맞지 않는 특성을 보여준다. 즉, 2006년의 이례적인 고온 현상은 블로킹, 엘니뇨 및 AO가 가지는 고유한 특성이 동아시아를 중심으로 동시에 복합적으로 영향을 주게 되어 사상 유례없는 고온 현상이 나타났다고 할 수 있겠다. 2006년. 결론 및 토의. 겨울철에는 한반도를 포함한 대부분의 동 아시아 지역에서 1958년 이후 가장 높은 이상 고온 현상이 주로 1월과 2월을 중심으로 지속되면서 겨울 산업 전반에 많은 영향을 주었다. 좀 더 긴 관측 기 간을 가진 서울과 부산 지방의 경우에도 1908년 이 후 가장 높은 기온을 기록하였는데, 이러한 고온 현 상을 동아시아 지역 대기 순환과 연관시켜 분석하고 그 원인을 살펴보았다. 2006년 겨울 동아시아 지역 대기 순환의 특징은 한파와 직접적으로 관련되어 있는 시베리아 고기압과 알류산 저기압이 평년보다 현저히 약화되면서 한반도 를 중심으로 한 대기 하층에서는 뚜렷한 남동 계열 의 편차값이 나타났으며, 이로 인한 북서류의 약화는 남북 온도경도의 약화를 유도하면서 일본 열도 남단. 의 상층 제트를 평년보다 현저히 약화시켰다. 한편 지오포텐셜 고도장에서는 한반도 북쪽 지방 을 중심으로 강한 양의 편차역이 대상으로 폭넓게 위치하면서 GHGS < 0 인 조건을 충족시키기에 유리 한 패턴을 만들었으며 이로 인해 2006년 겨울철에는 시베리아 지역에서 블로킹 패턴이 전혀 나타나지 않 았다. 한반도 겨울철 평균기온은 시베리아 지역 블로킹 빈도수와 강한 음의 상관관계를 가지고 있는 것으로 분석되었다. 한편 한반도 겨울철 평균기온과 엘니뇨 및 AO와의 상관계수는 모두 통계적으로 유의한 양 의 상관관계를 가지는 것으로 나타났다. 블로킹 빈도 수가 적었던 해, 강한 엘니뇨 해 및 AO 지수가 높았 던 해에 대한 500 hPa 지오포텐셜 고도 편차장의 합 성도 분석에 의하면 모두 한반도를 포함한 동아시아 지역에서 양의 편차역이 나타나면서 상층 기압능의 발달과 함께 기온 상승에 유리한 패턴이 유도되었다. 따라서 2006년 겨울철 고온 현상을 가져온 주원인은 시베리아 지역에서 발생하는 블로킹 활동이 전혀 없 었으며, 약한 엘니뇨 현상이 나타났을 뿐만 아니라 양의 AO 지수도 크게 나타났기 때문인 것으로 생각 된다. 실제로 한반도 겨울철 평균기온이 가장 높았던 다섯 해 가운데 블로킹 빈도수가 적고 엘니뇨 현상 이 나타났으며 양의 AO 패턴이 나타나는 등 이 세 500 hPa.
(13) 386 이현수·전종갑·강인식·문병권. Fig. 13. Composite 500-hPa geopotential height anomaly for years with (a) Nino3.4 index and (b) Ao index higher than positive one standard deviation during the boreal winter. Shaded areas indicate statistical significance at the 95% confidence level.. 가지 조건을 모두 충족한 해는 2006년 밖에 없었으 며 이로 인해 이 모든 패턴이 상호 연관되어 한반도 에 고온 현상이 나타난 것으로 판단된다. 한편 블로킹, 엘니뇨 및 AO와 관련된 고온 현상 외에도 이명인과 강인식(1997) 및 김맹기 외(1999)에 의하면 겨울철 기온 증가에 있어서 도시화가 차지하 는 비율이 30% 이상되는 것으로 보고되고 있다. 따. 라서 겨울철 기온의 편차의 일부는 도시화에 의한 기온 증가량이 상당 부분 포함되어 있다는 것을 참 고해야 할 것이다. 본 연구에서는 한반도 겨울철 평균기온에 영향을 미치는 가장 큰 요인으로 시베리아 지역 블로킹 빈 도수를 제시하고 있으나, 실제 500 hPa 지오포텐셜 고도장을 분석하면 전형적인 블로킹 패턴(Bluestein,. Table 1. Blocking frequency (BF), Nino3.4 index, and AO index for 5 years with the highest temperature in Korea during the boreal winter Korea T (oC) BF (%) Nino3.4 Index AO Index 2006 +2.2 0.0 0.8 1.0 1978 +1.7 0.4 -0.1 -1.3 1997 +1.6 0.8 2.4 -0.8 1998 +1.5 3.9 -1.5 0.6 1988 +1.4 3.0 -1.7 2.7.
(14) 2006/2007 겨울철 한반도 이상 기후와 관련된 동아시아 지역 대기 순환의 특성. 1993)이. 나타나지 않았을 때 이상 저온을 가져오는 경우나 블로킹 패턴과 정반대 위상에서 유도되는 이 상 고온 이외의 패턴에서 고온 현상을 가져오는 형 태들이 가끔 나타나고 있다. 앞으로 이러한 패턴 분 석에 대한 연구가 수행될 필요성이 있으며, 이로부터 동아시아 지역 대기 순환에 따른 한반도 이상 기상 을 더욱더 자세히 이해하는데 도움이 될 것이다.. 사 사. 이 연구는 기상청 기상지진기술개발사업(CATER 2006-4205)과 두뇌한국21사업의 지원으로 수행되었습 니다.. 참고문헌 강인식 한반도 겨울철 월 평균 온도변동과 연관되어 나타나는 북반구 대류권 순환 한국기상학회지 강인식 엘니뇨와 한반도 기후변동의 관련성 한국기 상학회지 김경옥 박정규 안중배 년 여름철 한반도 이상 기후와 동아시아 지역 대기 순환의 특성 한국기상학회 지 김맹기 강인식 곽종흠 최근 년간 한반도 도시 화에 따른 기온 증가량의 추정 한국기상학회지 윤원태 박정규 이재원 이현수 민승기 년여 름철 한반도 집중호우 특성 분석 한국기상학회지 이동규 김성삼 박순웅 정영근 한반도의 한랭 및 온난 겨울에 관련된 북반구 겨울철 순환의 연구 부 정체파 한국기상학회지 이명인 강인식 한반도 기온변동성과 온난화 한국기 상학회지 임은순 안중배 한반도 겨울철 기온 변동과 대규모 순환지수와의 상관성 분석 한국기상학회지 정영근 겨울철 남한에서의 이상고온과 이상저온의 출현에 관하여 한국기상학회지 차은정 전종갑 정효상 엘리뇨 라니냐 해의 우리 나 라 기후 특성에 관한 연구 한국기상학회지 황재돈 박정규 년 한반도 여름철 호우와 관련 된 동아시아 대기순환 특성 분석 한국기상학회지 , 1988,. .. ,. 24(2),. 2001-2015. , 1998,. .. , 34(3), 390-396.. ,. ,. , 2005, 2003. .. , 41(4), 519-532. ,. ,. ,. 1999,. 40. .. ,. 35(1),. 118-126. ,. ,. ,. ,. ,. 2001,. 1998. .. ,. 37(2), 181-194. ,. ,. ,. ,. 1988,. ,. .. 1. :. , 24(2), 2016-2035.. ,. , 1997,. .. , 33(3), 429-443.. ,. ,. 2004,. .. , 40(4), 441-. 452. ,. 1983,. .. ,. ,. , 19(2), 78-87.. , 1999,. /. .. ,. 35(1),. 98-. 117. ,. ,. 2000,. 1999. .. 36(5), 573-582.. ,. Bluestein, H.B., 1993, Synoptic-Dynamic Meteorology in Midlatitudes. Volume•±: Observations and Theory of Weather Systems. Oxford University Press. 594 p.. 387. Chen, M., Xie, P., Janowiak, J.E., and Arkin, P.A., 2002, Global land precipitation: A 50-yr monthly analysis based on gauge observations. Journal of Hydrometeorology, 3, 249-266. Clark, M.P. and Serreze, M.C., 2000, Effects of variations in East Asian snow cover on modulationg atmospheric circulation over the North Pacific Ocean. Journal of Climate, 13, 3700-3710. Easterling, D.R., Evans, J.L., Groisman, P.Y., Karl, T.R., Karl, K.E., and Ambenje, P., 2000, Observed variability and trends in extreme climate events: A brief review. Bulletin of the American Meteorological Society, 81, 417-425. Gong, D.Y., Wang, S.-W., and Zhu, J.H., 2000, East Asian winter monsoon and Arctic Oscillation. Geophysical Research Letters, 28, 2073-2076. Gong, D.Y. and Ho, C.H., 2002, The Siberian High and climate change over middle to high latitude Asia. Theoretical Applied Climatology, 72, 1-9. Jhun, J.-G. and Lee, E.-J., 2004, A new East Asian winter monsoon index and associated characteristics of the winter monsoon. Journal of Climate, 17, 711-726. Lee, H.-S. and Jhun, J.-G., 2006, Two types of the Asian continental blocking and their relation to the east Asian monsoon during the boreal winter. Geophysical Research Letters, 33, L22707, doi:10.1029/ 2006GL027948. Lejenäs, H. and Φkland, H., 1983, Characteristics of northern hemisphere blocking as determined from a long time series of observed data. Tellus, Series A, 35, 350362. Tibaldi, S. and Molteni, F., 1990, On the operational predictability of blocking. Tellus, Series A, 42, 343-365. Wallace, J.M. and Gutzler, D.S., 1981, Teleconnections in the geopotential height field during the Northern Hemisphere winter. Monthly Weather Review, 109, 784-812. Watanabe, M. and Nitta, T., 1999, Decadal change in the atmospheric circulation and associated surface climate variations in the Northern Hemispheric winter. Journal of Climate, 12, 494-510. Wu, R., Kinter III, J.L., and Kirtman, B.P., 2005, Discrepancy of interdecadal changes in the Asian region among the NCEP-NCAR reanalysis, objective analysis, and observations. Journal of Climate, 18, 3048-3067. Zhu, C., Lee, W.-S., Kang, H., and Park, C.-K., 2005, A proper monsoon index for seasonal and interannual variations of the East Asian monsoon. Geophysical Research Letters, 32, L02811, doi:10.1029/ 2004GL021295.. 년 월 일 접수 년 월 일 수정원고 접수 년 월 일 채택 2007. 2007. 4. 3. 28. 5. 28. 17. 2007.
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