본 연구에서는 이산화탄소 농도 추세를 반영한 RCP(Representative Concentration Pathway) 8.5/4.5 시나리오를 이용하여 태풍발생 분포를 추정하고 비교분석 하였다. 태풍 발생 분포를 추정하기 위해 RCP 8.5/4.5월 자료를 사용하여 1982~2100(2006~2010년 제외)년 기간 동안의 태풍발생지수(GPI; Genesis Potential Index)를 계산하였다. 1982~2005년 기간 동안 발생한 태풍의 발생위치에 해당하는 GPI 값과 같은 기간 동안 나타난 전체 GPI 값들을 위도별로 나누어 분석하였으며, 이로부터 위도별로 태풍이 발생하는 GPI의 범위가 존재함을 도출하였다. 이를 이용하여 위도별 전체 GPI 대비 이력태풍발생위치에 해당하는 GPI의 확률분포를 추정하고, 이를 바탕으로 1982~2005년, 2011~2040년, 2041~2070년, 2071~2100년의 태풍발생 확률 분포를 추정 하였다. 분석 결과, RCP 8.5/4.5 시나리오 적용 모두 미래에 태풍이 발생할 가능성이 높은 지역이 점차 서진하여, 필리핀의 근역인 10oN~20oN 영역으로 나타났으며, RCP 4.5 시나리오 경우 더욱 뚜렷한 경향을 나타냈다. 또한 선행연구 진로모형과 함께 미래 태풍의 영향을 추정한 결과, 미래 태풍의 진입은 대부분 SB(South Boundary)에 해당되지만, EB(East Boundary) 진입방향 증가 경향으로 인해 한반도 보다는 일본의 영역에 태풍의 영향이 증가할 것으로 보이며, 한반도에서는 영남지방이 다른 지역에 비해 영향이 증가할 것으로 보인다.

북대서양 자오면 순환(AMOC)은 그린란드 부근에서 고밀도 해수의 침강으로 유도되는데, 이것은 열과 물질을 수송시키기 때문에 기후 시스템의 중요한 요소이다. 이 연구는 전 지구 기후모델 중 하나인 HadGEM2-AO 모델에서 모의된 AMOC의 특징과 장기변동 메커니즘을 분석하였다. AMOC 지수를 이용한 지연 상관 분석을 통해 AMOC의 수십 년 변화는 해양 자체유지 변동으로 간주할 수 있었다. 즉 AMOC의 장기 변화는 남북 수온 경도와 해양 순환의 위상차로 인해 발생하는 불안정성에 의한 것으로 분석되었다. AMOC가 강해지면서 열의 북향 수송에 의해 남북 수온 경도가 작아지고, 따라서 해수의 순환과 열 수송이 줄어드는데, 이와 함께 고위도에서는 냉각이 유도되어 결과적으로 다시 AMOC가 강해지게 된다. 이 메커니즘은 저위도로부터 이류되는 열의 양에 따라 고위도 지역의 밀도 변화가 결정되기 때문에 AMOC의 변동을 염분 유도가 아닌 열적 유도 과정으로 이해할 수 있다.

대기 중 이산화탄소 등의 농도가 지속적으로 증가하고 있음에도 최근 10여 년 동안(2002-현재) 전지구 지표 온도는 거의 답보상태에 머물러 있다. 이처럼 온실기체 강제력에도 불구하고, 지구 온난화 경향이 사라진 듯 보이는 현상을 지구 온난화 멈춤(hiatus)이라 한다. 이 연구는 HadGEM2-AO가 모의한 RCP8.5 시나리오 실험(95년간) 자료를 분석하여, 온난화 멈춤 시기의 특징을 분석하였다. 온난화 멈춤 기간을 나타내는 시계열은 동서 평균한 연직 해수 온도 분포를 EOF 분석하여 구한 두 번째 PC (PC2)로 정의하였다. PC2를 이용하여 온난화 멈춤과 엔소와의 관련성, 기후시스템의 변화 등을 분석하였다. 라니냐 지수(NINO3지수에 -1을 곱하여 정의)가 PC2를 약 11개월 앞서는 것으로 보아 라니냐 발생이 온난화 멈춤을 유도할 수 있음을 발견하였다. 또한 기후시스템의 냉각은 해수 표층의 열이 해양 내부로 침강으로 나타남을 보였다. 이는 해양의 열흡수에 의해 전지구 온도 상승률이 약화되었음을 의미한다. 온난화 멈춤 시기에 북태평양과 북반구 극지는 양의 온도 편차가 나타났으며, 열대 해양에서는 무역풍이 강화되었다.

본 연구에서는 신뢰성 있는 국가표준 지역기후변화 시나리오 생산을 위해 현재기후에 대한 SNURCM과 WRF의 재현성을 검증하였다. 국립기상연구소에서 생산된 HadGEM2-AO 전구자료를 지역기후모형의 경계조건으로 사용하여 CORDEX 규준 하에 28년(1978-2005)간의 장기적분을 수행하였다. 두 모형은 연평균 지표 온도 분포를 관측과의 공간상관계수가 0.98 이상으로 매우 높은 일치성을 나타내었지만, 모형 영역의 북쪽 경계를 중심으로 한랭 편차를 공통적으로 보였다. 강수의 경우 또한 육지 지역을 대상으로 한 관측과의 공간 상관 계수는 SNURCM이 0.85, WRF가 0.79로 나타나 우수한 모의 결과를 보였다. 두 모형에서 모의된 강수 분포는 적도와 중위도 지역 간에 상반되는 특성을 보였다. SNURCM은 WRF에 비교하여 중위도 동아시아 몬순 강수대의 분포를 적도 지역의 강수대보다 상대적으로 잘 모의하였으나, WRF는 그 반대의 결과를 나타내었다. 여름철(JJA) 보다 봄철(MAM)에 과다 모의되었지만 모의된 강수 분포의 일치성은 봄철에 높게 나타났다. 세부영역 별 분석에서 두 모형은 7월 강수 최대 시점과 양을 비교적 정확히 모의하였고, 특히 내륙 지역 강수량의 모의 정확도가 해양에 영향 받는 지역보다 높았다. 모의결과는 한반도 상의 높은 일평균 지표온도일수와 강한 강수일수를 표현하는데 한계를 보였다.

본 연구에서는 HadGEM2-AO 자료를 처방한 RegCM4를 이용하여 CORDEX 동아시아 영역에 대한 27년(1979-2005)간의 장기적분을 수행하였고, 기온과 강수에 대한 모의성능을 분석하였다. RegCM4는 전반적으로 기온의 공간분포, 계절 및 경년변동을 현실성 있게 잘 모의한 반면, 강수의 경우 시 공간 분포를 적절히 모의하지 못하였다. 특히, RegCM4는 동아시아 여름몬순에 의한 강수대를 위도 30˚N 이하에서 정체하게 모의하면서 여름철 남한의 강수를 매우 과소하게 모의하였다. HadGEM2-AO를 적용한 RegCM4는 기온모의에서는 재분석자료를 처방한 경우와 유사한 모의성능을 보이지만, 강수모의에서는 현저히 낮은 모의성능을 보였다. 이는 여름철 남서풍을 상대적으로 저위도에 치우치게 모의하는 HadGEM2-AO의 특성이 RegCM4에 영향을 주어 동아시아 여름몬순 강수대의 발달-쇠퇴과정을 RegCM4가 적절히 모의하지 못하면서 나타난 결과로 판단된다.

Aerosols play the important role as scatter or absorb solar radiation, which consequently modies the radiative balance of the atmosphere. Aerosol and its eects, especially its indirect eects, on climate have drawn increasing attention in recent years. Understanding of interactions of aerosols and climate is important to better prediction of future climate change. In this study, the direct and indirect effect of fossil fuel organic carbon aerosol (OC) and its impacts on the climate during the period of the early of 20th century (1901~1920) and the end of 20th century (1986~2005) were investigated. we examine changes in aerosol emission during 20th century. Using HadGEM2-AO (Hadley Centre Global Environmental Model version 2, Atmosphere and Ocean), historical experiments are carried out with and without anthropogenic aerosol emissions (HIST, FIXA) from 1860 to 2005. Fossil fuel organic carbon aerosol (OCFF) emission xed at 1860 is added. Due to the large emission of OC, thick optical depth of the OC appears over Asia, western Europe and eastern north America. e direct eect due to increasing OC influences negative radiative effect at the surface, which leads to a cooling effect on the surface. The OC shows direct eect and indirect eect as well. e variation of total amount of clouds are aected by the OC aerosols emission.