Climate change is the biggest concern of the 21st century. Greenhouse gas (GHG) emissions from various sectors are attracting attention as a cause of climate change. The DeNitrification-DeComposition (DNDC) model simulates GHG emissions from cropland. To study future GHG emissions using this simulation model, various factors that could change in future need to be considered. Because most problems are from the agricultural sector, DNDC would be unable to solve the factor-changing problem itself. Hence, it is necessary to link DNDC with separate models that simulate each element. Climate change is predicted to cause a variety of environmental disasters in the future, having a significant impact on the agricultural environment. In the process of human adaptation to environmental change, the distribution and management methods of farmland will also change greatly. In this study, we introduce some drawbacks of DNDC in considering future changes, and present other existing models that can rectify the same. We further propose some combinations with models and development sub-models.

Over the last century, drainage systems have become an integral component of agriculture. Climate observations and experiments using General circulation models suggest an intensification of the hydrologic cycle due to climate change. This study presents hydrologic simulations assessing the potential impact of climate change on subsurface drainage in Daegu, Republic of Korea. Historical and Long Ashton Research Station weather generator perturbed future climate data from 15 general circulation models for a field in Daegu were ran into a water management simulation model, DRAINMOD. The trends and variability in rainfall and Soil Excess Water () were assessed from 1960 to 2100. Rainfall amount and intensity were predicted to increase in the future. The predicted annual subsurface drainage flow varied from -35 to 40 % of the baseline value while the varied from -50 to 100%. The expected increases in subsurface drainage outflow require that more attention be given to soil and water conservation practices.

생물다양성은 ‘생태계 서비스’를 통해 기후변화의 ‘완화(mitigation)’과 ‘적응(adaptation)’에 중요한 기여를 하고 있다. 또한, 기후변화 와 생물다양성은 상호 밀접하게 연결되어 있는바, 기후변화는 생물다양성에 영향을 미치고, 생물다양성도 기후변화에 영향을 주는 것으로 보고 되고 있다. 생물다양성의 보전에 관한 포괄적 국제환경규범인 ‘생물다양성협약’에서는 생물다양성과 기후변화에 관한 많은 결정문을 채택하여 왔으며, 2001년부터 ‘생물다양성과 기후변화에 관한 특별기술전문가그룹’을 설치․운영하고 있다. 본 논문에서는 해양산성화(ocean acidification), 해양시비(ocean fertilization), 바이오연료 등 최근 생물다양성협약 당사국회의에서의 기후변화 관련 논의동향을 분석하고, 향후 우리나라의 대응방향을 고찰해 보았다.

Vector-borne diseases are transmitted to humans by blood-feeding arthropods such as mosquitoes, ticks, and fleas. These cold-blooded animals are influenced by environmental change. A recent report by IPCC showed that the emission of greenhouse gases has already changed world climates. Heat waves in Europe, rises in global mean sea level, summer droughts and wild fires, more intense precipitation, and increasing numbers of large cyclones, hurricanes and typhoon may be typical example of extreme climate phenomena related to global warming. High temperatures during winter season may increase survival rate among arthropod vectors in Temperate Zone. Warming may accelerate the spread of mosquitoes such as Aedes albopictus in the northern parts of Japan and European countries. The spread of the mosquito vector through global used-tire trading in recent decades to Africa, the Mideast, Europe, and North and South America caused an outbreak of Chikungunya fever in north Italy in 2007.

This paper has presented not only the spatial coverage change of climate extreme events in summer and winter seasons during the period of 2000-2017, but also their future projections in 2021-2100, South Korea through analysis of a Combined Climate Extreme Index (CCEI). The CCEI quantifies the spatial coverage of climate extreme events based on a set of five indicators. MK (Modified Korean)-PRISM (Parameter-elevation Regression on Independent Slopes Model)v1.2 (1×1km) and RCP scenario data (1×1km) were applied to CCEI. Results indicated that in average, 21.7% of the areas in the summer and 23.6% in the winter experienced climate extremes from 2000 to 2017 regardless of types of climate extreme events in South Korea. The summer of 2003 and 2009 was relatively cool and humid, while the summer of 2014 and 2015 was cool and dry and the summer of 2016 was warm and dry. The extreme events with much above normal maximum and minimum temperature during the study period were detected but not much below normal maximum and minimum temperature after 2015. For RCP2.6 and RCP8.5 scenarios, there were statistically significant trends with spatial coverage expansion of climate extreme events in the future. It might be concluded that climate extreme events in the summer and winter seasons were affected simultaneously by two or more indicators than a single indicator in South Korea.

This study analyzed future projections on daily mean values and extremes for temperature and daily precipitation over Seoul metropolitan city using bias-corrected high-resolution multi-regional climate models. The factors of uncertainty for the future projection of climate variables were defined. In the time series analysis of future projections for regional climate models, the average daily temperature and the number of days of the hot day-hot night were predicted to have a stable trend in the RCP2.6 scenario, and showed a tendency to increase continuously in the RCP8.5 scenario. The daily mean precipitation and RX1day (annual daily maximum precipitation) had large annual variabilities in the models. In the estimation of the fraction of total variance, the daily mean temperature was dominated by the internal variability in the early 21st century and the most contributing to the scenario uncertainty in the late 21st century. The daily mean precipitation showed a remarkable contribution from the internal variability over the entire period. The number of days of the hot day-hot night showed a similar contribution pattern to that of the daily mean temperature. For the RX1day, the internal variability dominated over the entire period, and the scenario uncertainty had little contribution. This study will help establish more scientific climate change adaptation policies by providing the uncertainty information for future climate change projection.

본 연구에서는 보령댐 유역(163.6 km2)을 대상으로 SWAT (Soil and Water Assessment Tool) 모델, GCM (General Circulation Model) 기 후변화 시나리오와 다중회귀분석으로 산정한 미래 방류량을 활용하여 극한 기후변화 사상이 반영된 보령댐의 물부족을 평가하였다. 유역의 물수지 분석을 위해 보령댐 유역을 대상으로 기상자료, 보령댐 운영자료를 수집하였으며, SWAT 모형의 신뢰성 있는 유출량 보정을 위해 보령댐의 실 측 방류량을 이용하여 댐 운영모의를 고려하였고 유입량 및 방류량 자료를 활용하여 모형의 보정(2007~2010)과 검증(2010~2016)을 실시하였다. 기후변화를 반영하기 위해 APCC의 26개 CMIP5 GCM 자료 중 RCP (Representative Concentration Pathway)4.5와 RCP 8.5 시나리오를 SPI와 극한 가뭄지수로 분석하여 RCP 8.5 BCC-CSM1-1-M을 극한 가뭄 시나리오로 선정하였다. 2005년부터 2016년까지의 일별 관측자료로 다중회귀분석하여 월별 방류량 추정식을 만들었고, 1월부터 12월까지 각 식들의 결정계수 R2는 0.57 이상으로 나타났다. 선정된 극한 가뭄 시나리오 기상자료를 방류량 추정식에 대입하여 미래기간 일별 방류량을 구축하였다. SWAT 수문평가 결과, S3 (2037~2046) 기간 봄철 저수량이 34.0% 감소하는 것으로 분석되었다. Runs 이론을 바탕으로 물부족의 심도를 구한 다음 재현기간에 따른 빈도해석을 하였다. 5~10년 빈도의 심 도로 발생하는 물부족이 미래기간에 발생하는 빈도로 보령댐의 물부족을 평가하였다. 물부족 평가 결과, S3 (2037~2046) 기간에서 5~10년 빈도의 심도를 가지는 물부족이 기준기간(2007~2016) 보다 2회 더 발생하였으며 S3 (2037~2046)에 물부족 계획 수립이 필요하다고 판단하였다.

본 연구에서는 금강유역(9,645.5 km²)을 대상으로 SWAT (Soil and Water Assessment Tool)을 이용하여 HadGEM3-RA RCP 4.5와 8.5 기후변화 시나리오에 따른 미래 기간(2020s: 2010~2039, 2050s: 2040~2069 ,2080s: 2070~2099 )의 지하수위 변화를 평가하였다. 이를 위해 SWAT 모형의 검․ 보정은 11년(2005~2015)동안의 유역내 2개 댐지점(대청댐, 용담댐)의 일별 유입량 및 저수량, 5개 관정지점(JSJS, OCCS, BEMR, CASS, BYBY)의 일단위 지하수위 관측자료, 3년 5개월(2012년 8월~2015년 12월) 동안의 3개 보지점(세종보, 공주보, 백제보)의 일별 유입량 및 저수량 자료를 이용하였다. 2개 댐의 유입량 및 저수량 검보정 결과, Nash-Sutcliffe 모델효율(NSE)은 각각 0.57~0.67, 0.87~0.94, 결정계수(R2)는 각각 0.69~0.73, 0.63~0.73의 범위를 보였으며, 3개 보의 유입량 및 저수량의 NSE는 각각 0.68~0.70, 0.94~0.99, R2는 각각 0.83~0.86, 0.48~0.61로 검보정 되었다. 5개 지점의 지하수위에 대한 R2는 0.53~0.61이었다. 유역 전체의 미래 기온은 기준년도(1976~2005)대비 2080s RCP 8.5 시나리오에서 최고 4.3°C 상승하고 강수량은 6.9% 증가하였으며, 미래 지하수위는 5개 지하수위 관측지점 중 금강 상류 3개 지점(JSJS, OCCS, BEMR)에서 각각 –13.0 cm, -5.0 cm, -9.0 cm 감소하였고, 금강 하류 2개 지점(CASS, BYBY)에서는 각각 +3.0 cm, +1.0 증가하였다. 미래 지하수위는 유역 내 강수량의 계절별 공간적 편차에 따른 지하수 충전량의 차이에 기인한 것으로 판단된다.

미래 기후변화 시나리오에 따르면 극한강우사상이 현재보다 더 강화될 것으로 전망되기 때문에, 기후변화의 영향이 추정절차에 반영되지 않는 다면 가능최대강수량(PMPs)을 과소 추정하게 될 가능성이 매우 높다. 본 연구에서는 미래의 강우 변동이 반영된 PMPs가 추정된다. PMPs 계산을 위하여 수문기상학적 방법이 이용되며, 기존에 사용되어오던 지형영향비를 대신하여 산악전이비가 가능최대강수량의 산정에 적용된다. 미래 주 요호우사상들로부터의 DAD는 기상청 RCM (HEDGEM3-RA) RCP 8.5 기후변화 시나리오의 일 강수자료를 기반으로 편의보정 및 이동평균 된 변화인자를 이용하여 간접적으로 산출된다. 미래 PMPs 산출결과, 현재보다 증가하는 것으로 나타났으며 증가율은 2045년 기준으로 평균적으로 연간 3 mm 정도 증가하는 것으로 예측되었으며, 먼 미래로 갈수록 PMPs의 증가율은 커졌으나 미래강우자료로부터 유발되는 PMPs 추정의 불확 실성 또한 증가되고 있는 것으로 파악된다

This study investigated the future change in surface wind over the Korean Peninsula using a high-resolution climate change scenario projected by a regional climate model (RCM). In the evaluation of historical runs (1981-2010), the RCM reasonably reproduced a 30-year annual mean surface wind and it also represented climatological seasonal wind pattern properly. To examine the future change in surface wind, the results from RCP8.5 run for 30 years (2071-2100) were compared with those from historical run. Despite of slight differences among seasons, southerly differences were overall dominant. This indicated that southerly prevailing wind for summer was intensified in the future climate, while northerly prevailing wind for other seasons was reduced. The changes in the seasonal mean surface wind were significantly associated with those in the surface pressure distribution surrounding the Korean Peninsula. In the future climate, the monthly mean wind speed was reduced compared in the present climate. However, the magnitude and annual variability of the annual maximum wind speed tended to increase in the future climate.

This study has calculated the change of wind speed according to the features of land surface roughness using the surface wind data provided by the Korean peninsula data of HadGEM3-RA and has analyzed the characteristics of the future upper wind over South Korea driven by several climate change scenarios. The simulation found that the more the time passes, the more the wind speed increases in the previous time period of upper wind and annual average wind speed time series analysis of three kinds of Representative Concentration Pathways (RCP). The wind speed of all three kinds of RCP increased in the summer and winter but decreased in the spring and fall in the analysis of seasonal time series and spatial distribution. The wind speed would be expected to increase in most months except April and November in the analysis of the monthly mean maximum wind speed. The histogram analysis shows the mean wind speed of upper wind over 3m/s. As the time passes, the wind speed increases more than in the past. Certain areas such as the areas under the urbanization development would be anticipated to raise the wind speed throughout all months.

현재 세계적으로 지난 133년간(1880~2012년) 지구온난화로 인해 발생된 이상기후로 평균기온은 약 0.85℃ 상승하였으며, 기후변화로 인해 강우강도, 강우량이 증가하고 있다(한국환경공단, 2013). 이러한 기후변화는 수문 현상에 많은 영향을 미쳐 물 순환 과정의 정확한 파악을 더욱 어렵게 하고 있으며 안정적인 물 공급을 위한 수자원 계획 수립에 불확실성을 증대시키고 있어 기후변화를 고려한 물관리가 필요하게 된다. 본 연구에서는 장기유출 SLURP 모형을 이용하여 RCP시나리오를 바탕으로 하천유역의 수문 변화를 분석하고, 물 수지 분석을 통한 미래의 물 수급의 변동성을 파악하고자 한다. 이를 위해 현재 대상유역인 금호강유역의 30년(1983~2012)간의 기상자료(강수량, 일조시간, 상대습도, 평균기온, 평균풍속)와 지형자료(DEM, 토지피복도)를 이용하여 미래의 유출변동성을 산정하였다. 또한 유출량 자료를 바탕으로 RCP시나리오에 따른 계절별 유출 변동성을 분석하고, 미래의 유출량 자료를 바탕으로 물 수지 분석을 통해 금호강 유역의 이수변동성을 확인하였다. 본 논문의 결과를 바탕으로 향후 모든 이해관계자와 정책결정자가 이해할 수 있는 수문변동특성을 활용하여 향후 수자원계획수립과 유출변동 특성에 따른 적응대안을 고려할 수 있는 종합적인 수자원계획 및 평가에 기초자료로써 활용할 수 있을 것이다.

Spatial and temporal patterns of precipitation and temperature occur with regard to aspect and elevation of Mt. Halla in Jeju Island. Therefore, there is a need to predict regional drought associate with them to mitigate of impacts of drought. In this study, regional drought is predicted based on Palmer drought severity index (PDSI) and standardized precipitation index (SPI) using future (2015~2044) climate change scenario RCP (representative concentration pathways) 4.5 classified as 24 regions according to aspect and elevation. The results show that number and duration of drought will be decrease in Jeju Island. However, severity of severe drought will be increase in western and northern aspect with under 200 meters above mean sea level. These findings provide primary information for developing the proactive strategies to mitigate impacts of drought by future climate change in Jeju Island.