우수성과- 1. 역학모형을 이용한 한반도 해역 월별 계절 예측 시스템 개발
성과 내용
◦ 역학모형을 이용하여 한반도 해역에 대한 월별 계절 예측 시스템을 개발함 - 실시간 계절 예측을 위하여 과거 33년에 대한 과거 예측을 수행함
- 실시간 관측자료 수집 및 품질관리 시스템을 구축함
성과의 우수성
◦ 실시간 계절 예측 역학 시스템 개발
- 실시간 관측 자료의 처리가 가능해짐
- 역학모델을 이용하여 매월 기후 예측이 가능해짐
1980년부터 2012년까지 33년간 과거예측 자료로부터 북위 30도에서 40도까지 평균된 수온의 예측성 평가. SODA와의 상관성 검증
증빙자료 ◦ GAIA 지구시스템 모델 개발과 활용 연구 (2017년 11월 30일-12월 1일, 울
산과학기술원, 한국기후변화학회 2017년 하반기 학술대회)
우수성과-2. 계절예측을 위한 월별 역학통계모형의 구축
성과 내용
◦ 역학 모형 예측 결과와 CCA 통계 모형을 이용하여 월별역학/통계 모형을 개발함
- 개발된 역학통계 모형을 바탕으로 월별 계절예측이 수행되었음 - 월별 예측 결과에 대한 진단 및 평가가 수행되었음
성과의 우수성
◦ 현업 적용이 가능한 계절 예측 성능의 확보
- 수행된 월별 예측 결과를 평가해본 결과 월에 따라 예측 성능은 차이가
있으나 전반적으로 현업적 활용이 가능한 한반도 근해 3차원 수온구조의 계절 예측성을 확보하였음
5m 수온에 대한 역학통계모형의 3개월 예측과 SODA 재분석자료의 Heidke Skill Socre
우수성과- 3. 한반도 주변해역 미래 해수면 상승 상세 전망
성과 내용
◦ 기후변화 RCP 시나리오 기반의 한반도 주변해역(동해, 황해, 동중국해) 미래
해수면 상승 예측실험 성공 (국내 최초)
- RCP 4.5 시나리오 기반, 2006-2100년 기간의 한반도 해역 미래 해수면 상승
전망 제시
- 2006-2100년 기간 해수면 상승률; 동해 5.0~6.2 mm/yr, 황해 5.3~6.5 mm/yr, 동중국해 5.3~6.3 mm/yr
- 2006-2100년 기간 해수면 상승폭; 동해 47~59cm, 황해 51~62 cm, 동중국해 51~60 cm
- RCP 4.5 시나리오 기반, 2006-2100년 기간의 미래 표면수온 변화 전망
- 2006-2100년 기간 수온 변화율; 동해 0.014~0.017 ℃/yr, 황해 0.014~0.016 ℃/yr 동중국해 0.012~0.014 ℃/yr
성과의 우수성
◦ 해수면 상승 예측 모델 구축 완료
- 공간해상도 0.5도 전지구 해양-해빙 기후예측모델 수립
- 1958-2015년까지 과거 해수면 변동 재현 및 해수면 상승률과 원인 파악
- 기후변화 시나리오에 기반한 전지구 해양 각 지역의 미래 해수면 예측에
수시 활용 가능
과거기간(1958-2005)과 미래시기(2006-2100)의 RCP4.5 기반 동해 해수면 아노말리 월변동 시계열(cm)과 해수면 상승률
동해의 RCP4.5 기반 2006-2095년 기간 동안의 해수면 상승폭 (m)
증빙자료
◦ ‘Numerical simulation of long-term sea level change in the East Asian Sea Region’ (2017. 7. 6, 서울대학교, International Workshop : Sea Level Change: Past and Future)
◦ ‘동아시아 지역해 장기 해수면 변화 모의 연구’ (2017. 11. 2, 경주, 한국해
양학회 추계학술대회)
구분 주요 내용
자체 종합 평가
◽ 한반도 주변해역 수온의 계절예측을 위한 역학-통계모형이 개발됨
- 실시간 예측시스템 구동을 위한 관측자료 수집 및 품질관리 시스템 구축
- 중위도 계절예측 성능 향상을 위한 역학모형 개선 - 2017년 12개월에 대한 계절예측 수행
- 한반도 주변해역 3차원 수온 구조 예측을 위한 현업적 적용 가능 계절예측시스템이 최초로 개발됨
- 개발된 역학-통계모형의 예측성이 진단되어 예측결과에 대한 신뢰성이 평가되었음
◽ 해수면 변동 모델을 수립하고 한반도 주변해역의 중장기적 해수면 변동성을 재현하고 예측함
- 한반도 주변해역의 지난 수 십 년간의 해수면 변동을 재현하고 해수면 상승률과 상승 원인을 파악하였음
- RCP 4.5 시나리오에 기초하여 한반도 주변해역의 2006-2100년 기간의 해수면 상승률과 수온 변화율 및 그 변화 정도를
전망하였음
- 제시된 미래 해수면과 수온의 전망 결과는 우리나라 기후변화 대응책의 수립에 과학적이고도 정량적인 자료로서 활용되어질 수 있음
1차년 (2015년)
◽ 한반도 주변해역 해수면온도의 여름철 평균 계절예측을 위한 역학-통계모형이 개발됨
- 역학모형의 예측성을 향상시킬 수 있는 역학-통계모형이 개발되어 예측시스템 구축의 발판을 마련함
- 한반도 기후에 대한 원격상관 관련 연구의 필요성이 제기됨 3. 3개년 연구결과(실적)
구분 주요 내용
- 이를 기반으로 최근 10년 규모의 해수면 변화 재현 실험을 수행하였음
2차년 (2016년)
성과 및 의의
◽ 한반도 주변해역 수온의 사계절 계절예측을 위한 역학-통계모형이 개발됨
- 역학-통계모형을 일반적으로 모든 계절에 적용 가능하도록 확장시켜 일반환 예측시스템을 개발함
- 예측성을 평가하기 위하여 성능점수가 도입하여 예측성의 유무를 보다 객관적으로 평가할 수 있는 기반을 마련함
◽ 동아시아해역 수온⦁해수면 중장기 변동 재현
- 지난 50여년 (2058-2015년)의 수온과 해수면 중장기 변동 특성을 모의하였음
- 관측자료(위성 SSHA, 해수면복원자료 등)와 비교 분석함으로 지난 수 십 년간 한반도 해역의 해수면 상승 경향과 원인을 파악하였음
3차년 (2017년)
성과 및 의의
◽ 한반도 주변해역 수온의 월별 계절예측을 위한 역학-통계모형이 개발됨
- 2차년도에 개발된 일반화된 역학-통계모형의 예측성 한계를 획기적으로 개선하여 현업적으로 적용 가능한 한반도 주변해역 3차원 수온을 위한 월별 계절예측 모형을 개발함
- 개발된 예측시스템을 다른 기관의 예측성과 비교 검증하여 예측 시스템의 신뢰성을 확보함
- 매월 예측이 가능하도록 실시간 관측자료 처리 시스템과 과거예측을 수행하여 월별 예측의 기반 시스템이 구축됨 ◽ 한반도 해역의 미래 해수면⦁수온 변화 전망 달성
- 기후변화 시나리오에 기반한 미래 해수면 변화 예측 실험을 수행함
- CMIP5 지구 시스템 모델의 RCP 4.5 시나리오에 기초한 기후 강제력 자료에 근거하여 앙상블 실험을 수행하였음
- 과거실험(1951-2005년)과 미래 2006-2100년까지 예측 실험을 각각 수행함
구분 주요 내용
- 동해, 황해, 동중국해의 미래 해수면 변화와 수온 변화를 전망하고, 2006년 대비 2050년, 2075년, 2100년까지 해수면과 표층수온의 상승률과 상승폭 및 그 지역적 변화를 각각
제시하였음
- 한반도 주변해역의 해수면 상승 요인을 파악하고, 미래 해수면 상승 가속화 가능성에 대해 검토하였음
- 대한해협 통과수송량의 미래 변화를 전망하였음
- 한반도 주변해역의 해류 시스템의 미래 변화를 전망하였음 - 수온⦁해수면 전망치의 격자점 자료를 제공함
제 3 절 관련분야에의 기여도
□ 기술적 측면
∎ 해양 환경에 대한 계절 예측 능력을 향상시켰으며, 연구 결과는 기후 예측
모형의 개선에 활용될 수 있다.
∎ 한반도 해역과 관련된 기후시스템의 역학적 이해의 증대에 기여할 수 있게
되었다. 한반도 주변해 수온구조와의 원격상관을 이해하는 것은 관련된 기후시스템의 역학적 이해를 증대시킨다.
∎ 수온구조 계절예측에 대한 현업적 지원이 가능하게 되었다.
∎ 국내 장기 예보의 기술적 수준을 국제적 수준으로 제고시킬 수 있게 되었다.
∎ 기후변화에 따른 한반도 주변해의 해수면 상승에 대한 중장기적 전망이
가능하게 되었다.
∎ 정량적인 수온⦁해수면 상승 예측 결과와 한반도 해역에 대한 상세한 공간
분포 제시를 통해 효율적인 국토 활용 계획 및 국가 기후변화 적응 정책 수립에 기여할 수 있게 되었다.
∎ 국가표준 기후변화 시나리오 작성에서 해수면 상승 예측 부문의 해수면
변동 모델링 기술 확보 및 기술 제공이 가능하게 되었다.
□ 경제·산업적 측면
∎ 한 계절 앞서 수온구조 계절 예측 자료를 활용함으로 안정적인 수산 자원
확보 및 어장 환경에 따른 피해 저감에 기여하며, 장기적인 수자원 대책 마련에 도움을 줄 수 있다.
∎ 계절 예측 시스템 개발은 기상 정보 활용과 관련된 산업의 이익을 견인할 수
있으며, 자연 재해로부터 국민의 생명과 재산을 보호하는데 기여할 수 있다. 또한 방재, 산업, 보건 등 다양한 분야의 효과적 의사 결정에 영향을 줄 수 있다.
∎ 계절 예측/방제 시스템 개발은 국민 여가 활동에 효과적 정보를 제공함
∎ 해수면 상승이 영향 미치는 우리나라 연안, 도서, 항만 제 분야의 경제,
사회적 기후변화 대응 정책 수립에 과학적 근거자료를 제공할 수 있게 되었다.
∎ 중장기적 수온⦁해수면 상승 전망에 근거하여 효율적인 국가 및 지자체
연안개발과 활용을 위한 장기 발전 계획의 수립이 가능하게 되었다.
제 5 장 연구개발결과의 활용계획
□ 연구결과의 기술적, 경제적, 사회적 파급 효과
∎ 본 연구의 성과로 실시간 계절예측 시스템을 구축할 수 있게 되었으며
한반도 기후에 대한 계절예측 성능을 높이는데 기여할 수 있게 되었다. 본 한반도 계절예측 시스템을 기업 활동의 보조 자료로 활용할 경우 기업의 생산성 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
∎ 한반도 계절예측 시스템은 또한 기후재해 저감 정책 수립 등의 정부 정책에
활용될 수 있다.
∎ 한반도 주변해역의 해수면 변동 예측 기초 자료로서 활용시 기존의 가상적
기후변화 시나리오 적용 방안(향후 50cm 해수면 상승 또는 향후 1m 해수면 상승 등을 가정하는 방식의 시나리오 접근 방안)에 비해 과학적 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있다.
∎ 이 연구에서 수립된 한반도 연안역의 해수면 및 해양수온 미래 예측
기술과 미래 변화 전망 결과는 구체적인 지자체 연안 장기발전 계획 수립에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
□ 연구결과의 활용계획
∎ 개발된 수온구조 계절 예측 시스템은 직접적으로 현업에 활용 가능하며,
계절 예측 결과는 기상청 계절 예측 자문 회의에 KIOST 고유의 수온구조 계절 예측 결과로서 현업적으로 제공될 수 있다. 또한 계절 예측 결과는 기후 변화 적응 정책 수립과 자연 재해 저감 방안 도출에 활용될 수 있다.
∎ 수온 계절예측시스템을 구축하면서 발굴된 예측인자들은 한반도 주변
수온구조의 역학적 이해 뿐 아니라 역학모형의 개선에 활용될 수 있다.
∎ 향후 KIOST 기후 모형의 활용도와 KIOST 관측 자료의 활용도를 높이며