극한기후현상은 평균적인 기후변화보다 사회, 경제 및 자연환경에 더 큰 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 특히 과거 수십 년간 빠른 인구증가와 산업화가 진행된 거대도시 서울은 극한기후현상으로 인한 인명 및 재산 손실의 잠재성이 크다. 이에 본 연구에서는 분위회귀분석방법을 이용하여 1908~2011년 동안의 서울 극한강수 변화를 분석하였다. 분석기간 동안 서울의 연강수량 및 계절별 강수량, 6~9월의 일강수량 모두 분위별로 다른 변화 추세를 보였다. 연강수량은 모든 분위에서 증가 추세에 있으나 하위 분위보다 상위 분위에서 변화율이 더 크게 나타났다. 6~9월 일강수량의 경우 과거(1908~1972년)에는 모든 분위에서 변화가 없었으나 최근(1973~2011년)에 상위 분위로 갈수록 급격하게 변화율이 증가하여 최근 극한강수의 강도가 증가하고 있음을 보였다.
본 연구에서는 지난 33년(1973~2005년) 동안에 남한에서 온량 및 한랭지수의 시계열 추세와 인구와의 관계를 분석하였다. 이를 위해 남한의 59개 기상관측소의 월평균기온 자료를 이용하였다. 인구는 1970년부터 2005년의 인구 추세와 평균인구를 이용하였다. 기후지수 추세의 통계적 유의성을 분석하기 위해 Man-Kendall test를, 기후지수의 변화기울기를 산정하기 위해 Thei-Sen estimator(Sen’s slope)를 이용하였다. 분석결과, 온량지수 상승 추세가 있었던 지역 중 인구 상승 추세가 강하거나 평균인구가 높은 지역은 온량지수 상승 추세가 강하였다. 이 지역이 온량지수 하락 추세를 경험할 때는 그 강도가 다른 지역에 비해 약하였다. 반면 한랭지수에서는 이와 같은 관계를 찾기 어려웠다. 다만 한랭지수 추세 강도와 인구와의 관계는 기후지역, 지형 조건 등 다양한 측면에서 살펴볼 필요가 있다. 연구 결과는 미래 온량지수를 예측하기 위해서는 온량지수의 추세 예측과 인구에 대한 고려가 필요하다는 것을 의미한다.
눈은 지표에너지, 대기순환, 지구냉각, 강수에 영향을 미치는 설빙권의 중요한 요소 중의 하나이다. 1980년대 이후로 북반구의 설빙권은 급격하게 감소하고 있으며, 고위도 빙하뿐 아니라 고산지대의 만년설 또한 영향을 받고 있다. 본 연구에서는 히말라야 산맥 만년설의 변화를 2001년부터 2011년까지 11년간의 MODIS 적설역 탐지자료를 사용하여 분석하였으며 만년설 면적변화에 영향을 줄 수 있는 지역별, 고도별, 위도별, 기후대 별 특성을 고려하여 연구를 수행하였다. 지역별 분석결과 히말라야 서부 지역에서 77,781km2의 만년설의 증가가 나타났고, 중부와 동부지역에서는 각각 3,453km2, 19,230km2의 감소가 나타났다. 고도별 분석결과 면적대비 만년설 분포는 고도에 영향을 받으나 변화경향은 고도에 직접적으로 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 위도별 분석결과에서는 30°N~35°N 에서 증가 경향을 나타내었고, 27°N~28°N 에서는 증감을 반복하며 감소하는 경향을 나타내었다. 기후대별 분석에 따르면 연구영역 중 거의 대부분을 차지하는 툰드라기후(87.6%)에서는 특별한 경향을 확인 할 수 없었지만, 전체 중 12.4%를 차지하는 열대기후에서는 만년설이 증가하였으며, 그 결과를 통해 기후의 변화가 만년설 변화에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 히말라야 산맥의 지역, 고도, 위도, 기후 등 다양한 조건에 따른 만년설 변화경향을 분석하였으며, 이는 최근 북반구 설빙권의 급격한 감소 경향과 유사함을 확인하였다. 본 연구의 결과는 만년설의 변화와 관련된 해당지역 국가의 수자원 관련 정책수립과 운영에 참고자료로 활용 될 수 있을 것으로 사료된다.
본 연구는 우리나라 남부지방에 위치한 경상남도수목원 내 지표종을 대상으로 생물기후학적 연구를 위한 개화 및 낙화시기를 모니터링을 하여 이를 분석함으로서 생물지리학적 장기예측·관리시스템을 확립하고, 식물의 생육환경 변화시점을 사전에 예측·관리함으로서 이후 이를 기후 영향 평가를 위한 기초자료로 제공하고자 한다. 2008년부터 2010년 까지 3년간 지표식물 모니터링 결과 목련 및 조팝나무를 제외하고는 대부분 식물들이 2008년과 비교하였을 때 2009년 개화시기는 4~27일 일찍, 2010년 3~16일 늦게 조사되었다. 1월부터 4월까지의 평균기온을 비교하였을 때 2008년 6.2℃, 2009년 7.0℃, 2010년 4.9℃로 2009년 기온이 가장 높았으며, 목련과 조팝나무의 경우 개화시기의 차이를 보인 것은 개화직전 일시적인 저온현상, 수분스트레스, 환경적인 특성 및 생리적인 현상의 영향인 것으로 사료된다. 개화기간의 경우 2009년 개화시기가 빨랐기 때문에 그 시기 또한 늘어났을 것이라는 예상과는 달리 일정한 패턴의 변화는 보이지 않았다. 이러한 경향은 각 개체마다 생육환경에 적합한 온·습도 및 미기후의 영향인 것으로 사료되며, 따라서 각 개체마다 장기기후모니터링을 통한 비교연구가 필요한 것으로 판단된다.
본 연구에서는 지역기후모델(RegCM4)로 모의한 남한지역에서의 월 평균기온 및 최고/최저기온 자료의 모의수준을 개선하기 위해 모델의 모의자료와 남한의 59개 관측지점자료를 이용하여 선형 회귀식을 개발하였다. RegCM4의 25년(1981~2005년) 모의자료 중 20년(1981~2000년)의 자료를 이용하여 선형 회귀식을 개발하고 그 결과를 남은 5년(2001~2005년)에 적용하여 모의수준 향상을 평가하였다. 선형 회귀식은 RegCM4가 모의한 지상 2m 기온자료를 예측인자로 이용하는 방법(LR_T2m)과 모델의 잠재예측인자 중 관측기온(평균, 최고/최저)과 가장 높은 상관성을 보이는 예측인자를 선택하는 방법(LR_Corr)으로 나누어 연구를 수행하였다. 전반적으로 선형 회귀 기법들은 지리적 위치, 계절 및 변수에 관계없이 기온의 정확도를 크게 향상시키는 것으로 나타났다. 그 결과 RegCM4의 각 계절별 평균기온 및 최고/최저기온 모의결과에서 나타나는 여름철 내륙에서의 한랭편이와 겨울철 해안가의 온난편이 현상을 크게 감소시켜 관측과 유사한 공간분포를 보였다. 선형 회귀 기법 2가지 모두 계절별 평균기온 및 최고/최저기온의 공간상관계수, 편이 그리고 평균제곱근오차를 계절에 관계없이 각각 0.90 이상, -0.68℃ 및 1.35℃ 이하로 향상시키는 성능을 보였다. 하지만 LR_T2m 기법과 LR_Corr 기법은 매우 유사한 성능을 보여 두 기법 간의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다.