It can take hundreds of thousands of years for decreasing radiological effects of high-level radioactive wastes to those of natural background radiation. Therefore, long-term time scale should be considered in order to demonstrate performance and safety of deep geological disposal of the radioactive wastes. The changes of surface environment for these long-term time scale can have influence on safety analysis by changing transport path of radionuclides from the radioactive wastes. Changes in climate is considered as one of main factors causing the long-term changes of the surface environment. The own effects and interactions of climate with other components of the geological disposal system are organized in features, events, and processes (FEPs). In this study, some natural processes occurred by changes of climate were suggested and the connectivity between each process is proposed based on the relation of the FEPs concerned with the changes of climate and surface environment. The processes were classified into global and regional/local scales and was analyzed, respectively. Then, the influences of the processes on shallow groundwater and surface water body environment, which might be transport path of radioactive nuclides in local/site scales, were expected. As the proposed connection demonstrate the order or hierarchical relations of the natural processes, it can shows that some output by a certain process may be input of other process connected the former process in numerical simulations for interpreting the processes. If the connection may be considered to be suitable to represent longterm changes of the surface environment, it can be evaluated that the expected scenarios based on the connection is also proper. In addition, it can be helpful in selecting factors to be studied more detailed in terms of climate change for expecting long-term changes in the surface environment by analysis on the input and output data. The results of this study can be used as basic approaches to represent the long-term changes in the surface environment caused by specific natural processes from changes of climate. It will be also helpful for formulating scenarios related to long-term evolution in the surface environment required for performance and safety assessments of the deep geological disposal.

한국의 도시산림을 대표하는 남산에 대표군락인 소나무 군락의 물질생산과 탄소분포의 특성을 밝히고자 2009년부 터 2017년까지 현존량, 순생산량, 식물체 유기탄소 분포량, 낙엽생산량, 낙엽의 유기탄소량, 임상낙엽량, 임상낙엽의 유기탄소량 그리고 토양의 깊이별 유기탄소 축적량을 조사 하였다. 교목층의 현존량은 측정한 흉고직경을 상대생장식 에 대입하여 매년 산출하였다. 2009년부터 2017년까지 교 목층의 현존량은 각각 153.96, 160.05, 160.55, 166.46, 170.21, 167.68, 174.25, 180.71 그리고 184.65 ton/ha 이었 다. 순생산량은 2009년부터 2016년까지 각각 7.01, 4.17, 2.88, 5.52, 4.68, 3.53, 2.62 그리고 6.74 ton/ha이었다. 식물 체의 유기탄소 분포량은 2009년부터 2017년까지 각각 69.28 72.02, 72.25, 74.91, 76.6, 75.45, 78.41, 81.32 그리 고 83.1ton/ha이었다. 낙엽생산량은 2009넌부터 2017년까 지 각각 7.23, 5.95, 2.58, 5.84, 6.26, 1.93, 1.43, 5.17그리고 4.89 ton/ha이었다. 낙엽생산을 통해 임상으로 유입되는 낙 엽의 유기탄소량은 2009년부터 2017년까지 각각 0.26, 0.21, 0.09, 0.21 0.23, 0.07, 0.05, 0.19 그리고 0.18 ton C/ha 이었다. 임상낙엽량은 2010년부터 2013년, 2016년 그리고 2017년에 각각 9.21, 8.84, 10.01, 9.34, 6.72 그리고 9.78 ton/ha이었다. 임상낙엽의 유기탄소량은 2010년부터 2013 년, 2016년 그리고 2017년에 각각 4.14, 3.98, 4.5, 4.2, 3.02 그리고 4.4 ton C/ha이었다. 토양의 깊이별 유기탄소 축적 량은 2009년부터 2012년, 2014년, 2016년 그리고 2017년 에 10cm, 20cm, 30cm, 40cm 그리고 50cm 깊이에서 각각 평균 37.60, 37.29, 36.42, 31.42 그리고 31.12 ton C/ha이었 다. 2014년 식물체의 탄소분포량이 가장 낮았는데, 이는 교목층 줄기의 현존량 증가율이 가장 적었기 때문이다. 또한, 2015년 순일차생산량이 다른 해보다 낮았는데, 이는 생육 기인 봄철(3~5월) 강수량이 평년보다 약 100mm 적었기 때문으로 해석된다.

우리나라는 전체 22개 국립공원 중에서 4개가 해상해안국립공원(태안해안국립공원, 변산반도국립공원, 다도해해상국립공원, 한려해상국립공원)이며, 국립공원에 포함되는 무인도서(無人島嶼)는 총 432개이다. 이 중 특정도서(特定島嶼, 멸종위기 또는 보호 야생 동·식물종이 서식하거나 지형과 경관의 가치 및 식생이 우수한 도서를 대상으로 정부가 지정 및 관리하는 지역)는 23개소이며 다수의 천연기념물 지역을 포함하고 있다. 도서생태계는 육상과 해안, 해역의 공간적 영역에서 토지를 기반으로 하는 생물이 기후에 맞는 서식 환경을 이루고 있다. 특히 해양성 도서생태계(oceanic island ecosystem)는 해양생태계(marine ecosystem)의 일부로서 육상생태계 뿐만 아니라 해안, 해수 등 다양한 환경에 영향을 받는다. 이러한 구조를 지닌 도서생태계는 생물다양성이 높고 많은 고유종이 분포하고 있으나 치우친 생물상을 형성하기도 하며 이에 따라 특정 동물에 대한 내성이 없는 채로 진화하기도 한다. 또한 섬마다 고립되어 독특한 생태계를 이루고 있는 경우가 많기 때문에 외부 환경 변화에 영향을 받기 쉽다. 생태계의 구성요소가 빈약하기 때문에 먹이사슬이 지극히 단순함에 따라 생물 교란에 매우 취약한 특징이 있다. 기후변화는 육상생태계는 물론 해양환경의 변화를 가져올 수 있으므로 도서생태계 역시 크고 작은 변화를 겪게 될 것으로 예상된다. 직접적 영향은 기온이나 해수면 변화에 따른 서식지 소실, 질병 증가 등이 있으며 간접적 영향은 하위 영양단계의 변화에 따라 생기는 연쇄적인 영향을 생각해 볼 수 있다. 기존 국내 연구는 도서생태계의 동·식물상, 기초 생태연구, 서식지 복원, 해양오염, 생태계서비스 등 단편적인 과제가 수행되고 있으며 장기적인 자료가 요구되는 기후변화 관련 연구는 매우 부족하다. 기후변화와 관련하여 비교적 활발히 진행된 연구는 해수 온도와 관련한 수산자원의 변화에 대한 연구가 있으나, 고등척추동물에 대한 연구는 거의 미미한 편이다. 그러나 해상해안국립공원의 지속가능한 보전과 효율적 관리를 위해서 기후변화에 따른 도서생태계의 영향을 파악하는 것은 반드시 필요한 일이다. 바닷새(seabird)는 주로 무인도서를 중심으로 육상(연안) 생태계와 해양생태계를 서로 연결하며 서식한다. 또한, 도서생태계 내에서 먹이사슬의 상위단계에 위치해 있으며 하위 영양단계의 생물 변화를 분석하기 쉽고 긴 수명을 가지고 있어 장기간의 변화로 나타나는 기후변화에 따른 생태계의 영향을 예측할 수 있는 지표로 활용될 수 있다. 실제로 남해 해수 온도 상승이 보고되고 있기 때문에 해양생태계 최상위 포식자인 바닷새의 먹이 종류나 크기 역시 영향이 있을 것으로 예상된다. 이에 따라 국립공원관리공단 국립공원연구원은 2011년부터 무인도서인 한려해상국립공원 홍도를 대상으로 연안에 서식하며 외양의 도서에서 번식하는 괭이갈매기(Larus crassirostris) 집단번식에 대한 생태요소와 해양환경에 대한 변화를 모니터링 하고 있다. 한려해상국립공원 홍도에서 괭이갈매기는 4월부터 8월 초까지 번식한다. 이 기간 동안 번식시기, 한배 산란 수, 알 크기를 파악하였다. 또한 괭이갈매기가 새끼에게 준 먹이를 수집하여 종(species) 또는 과(family) 수준에서 동정하여 연속적인 먹이 변화를 장기적으로 모니터링하고 있다. 괭이갈매기 어미와 새끼 등 깃털을 수집하여 안정성 동위원소(탄소, 질소) 비 값의 연간 변동을 파악하고 있다. 이를 통해 깃털이 자라는 기간 동안 먹이 환경 변화를 반영하여 새끼는 번식기간, 어미는 월동기간(번식기간 전) 동안의 연간 먹이 환경 변화를 기존 조사된 먹이 자료와 문헌 등을 참고하여 간접적으로 분석하고 있다. 2015년부터는 바닷새의 번식과 행동에 따른 기후변화 연구에서 국립공원 도서생태계의 통합적 접근을 시도하였다. 기후변화의 영향을 모니터링하기 위해서는 도서생태계의 장기적이고 안정적인 생태자료 축적과 함께 필수적인 해양환경요소를 파악하고 자료를 축적하는 것이 중요하다. 따라서 지속적으로 해양과 관련한 먹이자원 및 해양환경(해수표면 온도, 염분, 동·식물 플랑크톤 분포)의 변화(2015년 ~ 현재)를 측정하고 있다. 또한 미세 기상 환경 측정(2015년 ~ 현재)은 물론, 식생 및 토양 변화 역시 모니터링(2016년~현재)하고 있다. 또한 조사대상지를 남해안의 한려해상국립공원 홍도와 더불어 서해안의 충남 태안군에 위치한 난도까지 확대(2016년 ~ 현재)하였다. 향후에는 도서생태계 통합 접근을 위해 다음과 같은 분야 역시 추가 연구가 진행되어야 할 것이다. 연안환경의 장기 모니터링을 통한 기후변화 영향 파악하기 위해 해양환경 변화 모니터링(혼합층 심도, 클로로필 농도, 동물 플랑크톤 현존량, 총질소, 인, 수온, 해수면 높이의 경년 변화 모니터링 등)이 필요하다. 또한 모니터링의 규격화를 통해 장기 연변동을 파악하고 측정 항목, 조사 시기 및 빈도 등에 상세한 매뉴얼의 마련이 필요하다. RS/GIS 분석(드론 촬영을 이용한 고해상도 영상 등)을 이용하여 토지 피복 변화, 자연생태계 관리를 위한 식생 파악, 생물종의 서식지 파악 및 적합 서식지 분포 평가, 산호 등 도서생태계 주변 해역을 공간적으로 파악(공간 모델링)하는 것도 필요할 것이다. 장기간의 개화시기 모니터링 등 생물계절을 관찰하여 특정 도서생태계의 특성을 파악하는 것도 중요하다. 이러한 접근방법을 통해 얻어진 데이터를 DB구축 및 관리하는 것 역시, 또 하나의 주요 분야가 될 것이다. 해상해안국립공원의 도서생태계는 기후변화에 점진적인 영향을 받을 것으로 예상되며 이를 파악하기 위해서는 장기 생태 모니터링 자료가 반드시 필요하다. 또한 국립공원 도서생태계의 통합 접근을 통한 기후변화 모니터링을 위해 중장기적으로 고려해야 할 과제는 다음과 같다. 첫째, 바닷새를 중심으로 한 먹이사슬, 해양환경, 외래생물 등에 대한 종합적 접근을 통해 국제적으로 보호해야 할 주요서식지로서 인증(예, 동아시아-대양주 철새이동경로 파트너십, 철새 이동경로 사이트 네트워크(EAAFP FSN, East Asian-Australasian Flyway Partnership, Flyway Site Network) 등)을 받는 것이다. 둘째, 향후 서해와 동해의 대표적인 도서 지역을 추가적으로 비교·분석할 필요가 있으며, 우선적으로 다도해해상국립공원 칠발도, 동해의 독도 등이 주요 대상지이다. 셋째, 도서생태계 생태계서비스 평가를 통해 생태적 가치(괭이갈매기 배설물에 해양생태계 영양분 제공)를 평가하는 것이다. 넷째, 희귀생물 서식처 보전 가이드라인과 같은 국립공원 유·무인도서 관리를 위한 모니터링 매뉴얼을 만들고 적용하는 것이다. 다섯째, 도서생태계 훼손을 위협하는 요인(괭이갈매기 위협요인 포함)과 인위적 영향을 저감하는 관리 방안을 마련, 도서생태계 보전 및 관리에 직접적으로 활용하는 것이다. 마지막으로 지역사회와 연계하여 괭이갈매기를 환경 아이콘으로 홍보·교육하고 자원·문화·경관자원의 이해를 통한 생태관광의 콘텐츠로 활용하여 도서생태계 생태가치에 대해 홍보하고 보전 의식을 높이는 것이다. 현재 진행되고 있는 통합 접근방법에 대한 시범사업이 위와 같이 장기적으로 발전하기 위해서는 다음과 같이 두 가지를 유념해야 할 것이다. 첫째, 기존 먹이사슬의 관계에서 기후변화에 의한 프로세스 변화에 가설을 염두에 두고 접근하는 것이다. 둘째, 역할 분담을 명확히 하는 것이 필요하다. 내부적으로는 국립공원관리공단 내의 관련부서(본부·연구원·사무소)와의 유기적인 연계가 필요하며, 외부적으로는 해양환경관리공단, 수산자원과학원 등 유관기관과의 연계가 잘 이루어져야 할 것이다. 이를 통해 해양생태계에서 바닷새의 역할과 위치를 명확히 파악하여 향후 기후변화에 따른 해상해안국립공원 생태계의 변화에 대비하고 서식지를 관리하는 데에 활용할 수 있을 것이다.

만성리 해안은 중조차 해빈으로 조립한 해저질으로 구성되어 있으며, 외해에 대해 남동쪽으로 열려있어 조석 조류보다 파랑에 의한 해빈변형이 우세하게 나타났다. 파랑은 춘계와 하계에 강하여 유의파고가 2~3m에 달하는 폭풍파가 자주 출현하였으나 추계와 동계는 고파랑이 출현하지 않는 정온한 해상상태를 보였다. 관측된 해안선변화의 계절적 특징은 입사파와 깊은 관계를 나타내었다. 춘계와 하계의 고파랑시에 해안선이 침식하였고 추계과 동계의 정온시에 침식을 회복하였다. 이런 현장자료를 바탕으로 실측해안선자료를 사용하여 해안선변화의 검증수치실험을 수행하였는데, 검증매개변수 C₁ = 0.2와 C₂ = 1C₁일 때 사후예측된 해안선은 실측해안선과의 RMS 오차가 1.26 m 정도로 만족스러웠다. 이 값을 사용하여 잠제와 도류제 등이 완공된 10년 후 만성리 해빈의 해안선을 예측한 결과, 잠제배후역에서 5~15 m 정도 해안선이 전진하며, 잠제배후역 북측에서 5~15 m 정도 해안선이 후퇴하는 결과를 나타내었다.

The effect of weir construction (2009~2011) was investigated on algal bloom dynamics and surrounding conditions in the Youngsan River by analyzing the long-term (2001~2014) data provided by the Water Information System, Ministry of Environment. The data include chlorophyll a and water properties such as total suspended solids (TSS), ammonium (NH4 +), nitrate (NO3-), orthophosphate (PO43-), total nitrogen (TN), total phosphorus (TP) and DIN/DIP molar ratio collected from 12 stations along the channel of the river. Temporal variations were examined using data collected monthly from 2001~2014 and Box-Whisker plot was used to examine the difference in algal bloom dynamics between before (2006~2008) and after (2012~2014) the weir construction. Pearson’s correlation analysis was also used to analyze the correlation of parameters. The results showed that TSS affecting water turbidity increased during the construction but decreased especially at the stations located in the upper and middle regions of the river after the construction. Ammonium concentrations increased whereas the concentrations of other nutrients decreased after the construction inducing an increase in N:P molar ratio. Chlorophyll a decreased suddenly during the construction but increased clearly after the construction at the stations where TSS decreased. This indicates that algal blooms can develop in the Youngsan River due to a decrease in turbidity that increases light penetration in water column although the concentrations of nutrients such as orthophosphate were reduced after the weir construction.

영산강 하구에서 담수 유입이 부유생태와 수질에 미치 는 영향을 파악하기 위해 국가해양환경측정망 장기자료 (1999~2008년)인 클로로필 a와 수질 항목들에 대한 계 절적, 공간적 변화와 장기변동 추세를 분석하였다. 분석 결과, 여름철 (8월) 영산강 방조제 인접정점의 염분은 조 사기간 중 가장 낮은 분포를 보였고, 영양염류와 클로로 필 a는 전반적으로 높은 분포를 나타냈다. 영산강 담수 유입의 지시인자인 표-저층의 염분차 (Δsalinity)와 영양 염류, 클로로필 a는 유의한 양의 상관성을 나타냈으나, 지난 10년동안 담수 방류량은 감소하는 추세를 보였고, 영양염류, 클로로필 a는 전반적으로 증가하는 경향을 나 타냈다. 이러한 결과는 영산강 하구 해역 영양염의 공급 원이 담수유입뿐만 아니라 인근 지역의 발달에 따른 점 오염원 증가 등의 추가적인 요인이 존재할 가능성을 제 시한다. 따라서 영산강 하구 주변 해역의 부영양화 방지 를 위해서는 영산강 방조제의 방류와 연관한 수질개선 방안 마련과 더불어 인근 지역의 점 오염원 파악 및 관 리가 병행되어야 할 것으로 사료된다.

The relationships among long-term variation in catches of Spanish mackerel (Scomberomorus niphonius) and main food organism such as common mackerel (Scomber japonicus), anchovy (Engraulis japonicus), and oceanic condition in Korean waters were analyzed using 40 years of time-series data from 1971－2010. In the 1990s, oceanic conditions around the Korean peninsula shifted to a warmer regime with higher SST (sea surface temperature). The total catch of Spanish mackerel in Korean waters increased dramatically since the early 2000s, and main fishing ground form into South Sea in winter season from December to January. From the results of correlation analysis, we found a significant relationship between the Spanish mackerel catch and environmental factor such as SST, common mackerel and anchovy catch in Korean waters.

국립수산과학원에서 장기간 관측한 정선해양관측자료와 연안정지관측자료를 이용하여 한국주변해역의 수온과 염분의 장기변화경향과 수층별 상관성을 보고자 하였다. 장기변화의 분석결과 한국연안수온은 하계냉수역이 발생하는 한국남서연안을 제외하고 상승하는 것으로 나타났다. 근해수온은 동해의 경우 표층은 상승하는 경향을 보인 반면 50m 와 l00m 수층은 하강하는 경향을 보였다. 남해의 경우 전 수층에서 상승하는 것으로 나타났으며, 서해의 경우 표층에서는 상승하나 50m 수층은 하강하는 것으로 나타났다. 근해염분은 동해의 경우 표층에서 하강하는 경향을 보인 반면, 50m 수층에서는 상승하는 경향을 보였으며, 100ml 수층 하강정도가 미미하게 나타났다. 남해의 경우 표층에서는 하강하는 경향을 보였으며, 50m 와 l00m 수층에서는 상승하는 경향을 보였다. 서해의 경우 표층과 50m 수층 모두 하강하는 경향을 보였다. 수층별 상관성을 보면 수온의 경우 동해와 남해에서 50m 수층과 100m 수층이 높은 상관도를 보였으나 서해의 경우 표층과 50m 수층 사이에는 상관성이 없는 것으로 나타났다. 염분의 경우 동해에서는 표층과 50m 수층이, 남해에서는 50m 와 l00m 수층이, 서해에서는 표층과 50m 수층이 높은 상관도를 보였다.

The purpose of this study is to investigate the effect of long - term deterioration factor of 12 months on 6 kinds of coating waterproofing materials (polyurethane 1, 2, acrylic rubber, polyurea, rubber asphalt, cement - As a part of the study to characterize the performance change in material aspect, the research was carried out on the tensile strength of the polyurea coating waterproofing material against the performance change in the long term exposure to the chemical erosion environment. As shown in the test results, it was mainly performed in an acidic environment, and it can be confirmed that polyurea is not resistant to acid. In the alkali and sodium chloride environment, the tensile strength after immersion for the last 12 months showed a decrease in strength within about 10% of the initial tensile strength, and it was confirmed that the resistance was excellent in an alkali environment.

This study analyzed the frequency of heatwave occurrences in Jeju Island in summer season (June to September) for the recent 46 years (1968-2013). The frequency showed an increasing trend up until now and we applied statistical change-point analysis in order to determine whether this increasing trend had a climate regime shift. As a result, it was discovered that frequency of heatwave occurrences has rapidly increased since 1990. Thus, to determine the causes of rapid increase in frequency of heatwave occurrences in Jeju Island since 1990, a difference in mean values of June to September between a period of 1990-2013 and a period of 1968-1989 was analyzed. The analysis result of differences between two periods about stream flows showed that large anomalous anticyclonic circulations were strengthened in the subtropical western Pacific and the center of the small anomalous anticyclone, which was branched westwardly out of the anticyclonic circulations was located within the southern part of the Korean Peninsula. This strengthening of the anomalous anticyclone in the Korean Peninsula was also shown at the middle and upper troposphere. The anomalous anticyclonic circulations, which were expanded to the Korean Peninsula from the subtropical western Pacific in recent years was due to strengthening of the western North Pacific subtropical high (WNPSH) in the Korean Peninsula. Hot and humid air can be introduced into the Korean Peninsula due to the strengthening WNPSH in the Korean Peninsula. Furthermore, a difference in daily maximum temperature at 2m height as well as sensible heat net flux between two periods were analyzed in order to determine the degree of the heat at the ground. There was positive anomalies found along the coast in East Asia and the center of the positive anomalies was linked to the Korean Peninsula via the northern part of China. Thus, the Korean Peninsula including Jeju area had more heat than usual in recent years.

We found that, in 1984, there was a climate regime shift in April mean precipitation in Gwangju of Jeollanam-do province, Korea using a statistical change-point analysis. During the period of post-1984(1985-2013), the April mean precipitation in the years post-1984 showed a distinct decrease, compared to the pre-1984 period(1954-1984). This regime shift was also observed in China and Japan, excluding southern China. One of the major causes for the decreasing April mean precipitation during the recent three decades was the increased snow depth in the mid-latitude regions of continental East Asia. The increased snow depth resulted in strengthened cold and dry anticyclone anomaly over continental East Asia and a relatively weakened subtropical anticyclone anomaly over the western North Pacific. The anomalous synoptic conditious supported a continuation of the typical winter pressure pattern of ‘high-West and low-East’ over East Asia in April. The intensified northerly winds from this zonal pressure pattern anomaly played a significant role in restricting the northern movement of the subtropical anticyclone and there by preventing the inflow of warm and humid air into Korea.