세계적으로 증가하고 있는 이상홍수와 기후변화로 인하여 극한홍수의 발생빈도가 커짐에 따라 노후화 된 댐 및 저수지의 붕괴 또한 지속적으로 발생하고 있다. 하지만 대부분의 비상대처계획에 근거한 예방대책은 문서화로만 구축되어 있어 실무자들과 운영자에게 실질적인 도움을 주지 못하고 있으며, 특히 30만 톤 이하의 저수지와 하류부에 대해서는 비상대처계획조차 세워지지 않은 상태이다.<br>본 연구는 소방방재청 자연재해저감기술개발사업단 과제의 일환으로 ‘3차원 BIM 기술을 활용한 수방시설의 능동형 재난관리체계 구축’ 사업을 통하여 이루어지고 있으며, 논문에서는 의정부시내 홍복저수지와 백석천 유역을 pilot test 대상지역으로 하여 통합시스템 구축에 필요한 재해상황 별 시나리오를 분석하였다. 시나리오분석은 강우자료 분석을 시작으로 가능한 시나리오를 선정 및 분석하였으며 수방시설물 재난의 일환으로 홍복저수지 붕괴를 고려하였다. 또한 가능한 재해상황을 고려함에 있어서 통합시스템의 계산 속도를 높이기 위한 문제도 함께 고려하였다.본 연구를 통하여 재난관리에 필요한 모든 정보를 BIM기술과 연동하여 가시화된 3차원 능동형 재난관리체계를 구축할 수 있게 되었다.

장대레일은 200m～300m 이상에 길이를 갖는 선로를 의미하며 열차진동이 저감되고 무진동, 쾌속운행으로 좋은 승차감을 제공하여 서비스 향상에 기여할 뿐 아니라, 궤도보수주기 연장으로 보수비절감, 궤도재료 절약 등으로 철도경영 합리화에 크게 이바지 하고 있다. 이러한 장대레일의 효율성과 용이성으로 인하여 현재 전국 선로 중 55%가 부설되어 있으며 매년 장대레일의 설치 비율이 증가되고 있다. 장대레일에 설치 즉, 설정방법은 규정된 중위온도 내에서 설치하는 중위온도법을 기준으로 시행되고 있는 실정이며, 장대레일에 나타나는 문제점인 신축과 좌굴 현상은 레일온도 상승으로 인한 축압력 및 횡압력에 증가로 인하여 야기된다. 또한, 온도에 따른 열차 운전 규정에서는 고속선과 일반선로에 따라서 레일온도 범위에 따른 열차운전 최고속도 제한 및 운행중지와 같은 규정이 제시되어 있다. 이처럼, 장대레일 설정 및 운행에 있어서 발생할 수 있는 위험은 모두 온도와 연관되어 나타나고 있는 실정이다. 또한, 최근 지구온난화 현상으로 인한 이상기온에 출현 횟수가 증가하고 대기 온도상승하고 있음이 여러 연구 결과로 제시되고 있으며 국가적으로 미래 기후변화에 따른 온도 변화를 예측하고 대비책을 강구하고 있다.이에 본 연구에서는 미래 온도 변화로 인하여 장대레일에 온도 변화량을 파악하고 장대레일의 온도변화로 인하여 발생할 수 있는 위험성을 장대레일 재설정 규정과 열차 운전 규정을 바탕으로 미래 장대레일에 위험성을 살펴보고자 한다. 이에 본 연구에서는 익산시에서 측정된 대기온도와 레일온도를 통하여 대기-레일온도 관계를 규명하고 기상청에서 제공하는 2011~2100년 기간에 대한 미래 기후변화 시나리오를 이용하여 미래 레일온도를 산출함으로써 미래 레일온도에 따른 장대레일의 취약성을 평가해 보고자 한다. 본 연구결과는 온도상승에 따른 열차운전 규제 규정을 통하여 미래에 발생되어지는 열차운전 규제의 횟수 및 재설정 수행 횟수를 산출해 봄으로써 현행 장대레일 재설정시 규정과 온도상승에 따른 열차운전 규제 규정의 취약성을 평가하고 미래 기후변화에 따른 적응 방안을 강구해 볼 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 기상청 산하 30년 이상의 관측치를 갖고 있는 기상관측소 58개 지점을 대상으로, 과거 관측자료 및 대표농도경로(RCP) 시나리오에 의한 강수량 자료를 이용하여 지점 및 지역 확률강수량을 산정하였다. 기후변화 시나리오 자료의 편의를 제거하기 위하여 분위사상법(Quantile Mapping)과 이상치 검정을 실시하였다. 이를 통해 보정된 시나리오 값을 이용하여, 빈도해석을 통한 미래 목표기간별 확률강수량의 변화율을 살펴보았다. 기후변화에 따른 미래 확률강수량은 지속시간 24hr의 경우 현재에 대비하여 RCP 4.5시나리오 에서는 지점확률강수량 값은 평균 14~22%가 증가하였으며, 지역확률강수량 값은 평균 12~22% 증가하였다. RCP 8.5 시나리오에서는 지점확률강수량 값은 평균 8~27%가 증가하였고, 지역확률강수량 값은 7~27% 증가하는 것으로 분석되었다. 기후변화로 인한 강수량의 증가와 도시화에 따른 유출특성 변화로 자연재해 발생 및 피해는 더욱 증가할 것으로 예측된다. 이에, 본 연구에서 제시한 극치통계분석 및 확률강수량 자료는 미래 홍수 안전도 및 방재시설물 설계기준을 수립하는데 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

전 지구적으로 발생하고 있는 잦은 기상이변과 기후변화의 가속화로 자연재해 발생빈도 및 피해규모는 증가하는 추세로 나타나고 있다. 이러한 기상이변은 우리나라 또한 예외가 아니며 최근 한반도에서 발생한 적설로 인하여 많은 인명과 재산피해가 증가하고 있다. 본 연구에서는 대표농도경로(RCP) 시나리오인 RCP 4.5 및 RCP 8.5 시나리오를 바탕으로 관측자료와 시나리오의 기온, 강수, 적설량 간의 관계를 이용하였으며, 기상청 산하 대표 기상관측소 58개 대상 지점으로부터 목표기간별(목표Ⅰ:1971∼2005년, 목표Ⅱ:2006∼2040년, 목표Ⅲ:2041∼2070년, 목표Ⅳ:2071∼2100년) 적설량을 변동추이를 예측하고자 하였다. 미래 적설량 예측은 기상인자들의 복잡한 비선형 조합으로 발생하기 때문에 적설량에 영향을 미치는 기온, 강수, 적설량의 비선형 과정들을 고려할 수 있는 신경망 모형을 이용하여 적설량 예측 모형을 구성하였다. 58개 기상관측소의 30년 이상 기온, 강수, 적설량 관측자료를 이용하여 지점별로 훈련을 시켜 이를 기후변화 시나리오에 활용하였으며, 기후변화에 따른 미래 적설량의 증감율은 목표기간이 진행될수록 지속적으로 감소하는 것으로 분석되었다. 본 연구결과는 기후변화 시나리오를 고려한 목표기간별 확률적설량 산정 및 관련 방재기준의 개선 방안 및 재설정 기준 마련에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

집중호우 등의 빈번한 증가로 인해 수방시설 관리의 중요성이 증대되고 있다. 수방시설 관리를 위해서는 구조물에 대한 정보와 구조물이 위치한 지역의 표고, 경사, 토양분포현황, 수계현황 등의 분석 자료를 구축하여야만 한다. 이러한 구축된 정보를 바탕으로 침수 모의를 통해 재난상황 발생 시 수방시설물의 대피 경로의 확보가 필요하다. 이를 위해서는 수방시설물에 저류되는 수자원에 대한 계측데이터를 기반으로 BIM(Building Information Modeling, BIM)과 연계하여 신속한 의사결정이 수반되어야 하며 극한홍수 등의 재해로부터 대피할 수 있는 통로를 설정하여야 한다.본 연구에서는 BIM기술과 연계되는 재해 상황 별 시나리오인 확률강우량의 범위를 지점빈도해석과 지역빈도해석을 통해 극한 홍수가 일어나는 범위를 산정하여 제시하고자 한다. 일반적으로 빈도해석에 의한 확률강우량 추정 방법은 지점빈도해석과 지역빈도해석에 의한 방법으로 확률강우량을 추정한다. 지역빈도해석에 의한 확률강우량 추정은 지점빈도해석을 보완한 방법으로 강우 자료의 기록년이 짧아 지점빈도해석에 의한 불확실성이 커졌을 경우 다수의 강우 관측소로부터 수문학적 동질성이 확보하여 적용한다. 본 연구의 대상 유역은 BIM기술에 활용되는 극한 홍수에 대한 침수 피해가 분석 가능한 의정부시의 홍복저수지와 백석천 및 중랑천 유역을 선정하였고, 재난상황별 극한 홍수의 시나리오를 제시할 수 있는 지속기간별 확률강우량을 추정하였다. 대상 유역의 침수 분석은 1차원 홍수침수모형인 “HEC-RAS” 를 이용하여 하천구간별 경계조건에 대한 유량 및 수위값을 산정하였고, 2차 홍수침수모형은 “HYDRO AS_2D”를 이용하였으며 효과적인 침수 모의를 위해 두 모형을 연동하여 모의하였다. 침수모의를 위한 재해 상황에 따른 시나리오별 강우자료는 기상청 산하의 서울 지점의 강우 관측소를 선정하였으며, BIM기술에 활용할 수 있도록 극한 홍수에 대하여 침수범위를 제시하고자 지속기간별 확률강우량을 지역빈도해석과 지점빈도해석에 대하여 적절한 재해 상황별 시나리오를 제시하고자 한다.

최근 기후변화의 영향으로 우리나라에서 과거 100년간(1906-2005)년동안 평균기온은 0.74℃ 상승하였고, 우리나라의 평균기온은 약 1.5℃ 상승하였다. 또한 강수량의 경우 전 지구적으로 약 2.3% ~ 3.6%가 증가하였다. 기후변화로 인한 기온 상승으로 인한 증발산량의 증가에 따른 유역내 물 부족 현상이 예상된다. 본 연구에서는 SLURP 준 분포형 수문모형을 이용하여 기후변화가 영산강유역의 물 순환 구조에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 영산강유역은 총 유역면적 3,469.58으로 서울시의 약 5.7배 이고, 총 하천길이는 4,991.25, 평균 경사는 20.91%, 평균 표고는 111.15이다. 또한 영산강유역에는 4개의 농업용저수지(광주댐, 나주댐, 담양댐, 장성댐)가 설치되어있다. 본 논문에서는 영산강유역의 농업용 저수지를 고려하여 영산강유역의 나주관측소를 대상으로 4개년(2000년∼2003년) 동안의 일별 유출량 자료를 바탕으로 모형의 보정(2000년∼2003년)과 검증(2004년~2006년)을 하고, 지역기후모형을 이용하여 미래를 3개의 기간(future 1: 2011년∼2040년, future 2 : 2041년∼2070년, future 3 : 2071년∼2100년)으로 나누어 영산강유역에서 기후변화가 물 순환 구조에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 유황분석을 통해 미래의 하천의 유황의 변화를 전망하였다. 그 결과 미래로 갈수록 유출량이 증가하리라 전망되었고, Future 2일 때 유출량이 가장 많이 발생하리라 전망되었다. 유황분석 결과 미래로 갈수록 풍수량과 갈수량이 증가하리라 전망되었고, Future2기간일 때 가장 많이 증가하리라 전망되었고, 풍수량과 갈수량의 경향성 분석을 통해 미래로 갈수록 풍수량과 갈수량이 증가하는 것을 확인 할 수 있었다.

본 연구에서는 백두산에서 폭발적인 플리니안 분화로 인하여 화산재의 분연주가 형성되고 이의 붕괴로 화쇄류가 발생할 경우를 가정하여 Titan2D 모델을 이용하여 시뮬레이션을 하였다. 화산 분화 시나리오별 화쇄류의 영향 범위를 파악하기 위하여 화산폭발지수 별 영향 범위의 거리를 알아보았다. 화산 분화 시나리오별 비교를 위하여 분화구의 위치는 칼데라 외륜산 북동쪽 산사면로 하여 화쇄류 흐름의 내부마찰각 35°, 층저마찰각 16°, 분연주의 붕괴 높이와 분화구 직경은 화산폭발지수에 근거하여 VEI 3은 500 m, 80 m, VEI 4는 1,000 m와 178 m, VEI 5는 2,000 m와 178 m 그리고 VEI 7은 2,000 m와 1,780 m로 하였으며, 분연주 붕괴시 초기 속도는 각각 98.8 m/s, 140 m/s, 198 m/s, 30m/s로 설정하였다. 모의시간은 붕괴된 화쇄재 부피에 의존하여 VEI 3일 때 1시간, 4일 때 6시간, 5일 때 12시간, 7일 때 24시간으로 하였다. 시뮬레이션 결과 각각의 경우 영향 범위의 거리는 분화구로부터 5.9 km, 16.7 km, 27.4 km, 89.0 km 이상으로 모의되었다. 백두산에서의 화쇄류의 확산 범위를 정확하게 예측하기 위해서는 화산폭발지수 별 입력 상수를 변화시키면서 경계조건을 차별화한 수치 시뮬레이션을 통하여 데이터베이스를 구축하고, 지질조사를 통하여 역사시대 분출물의 분포와 분출량을 비교 분석함으로서 향후 폭발적인 분화에 대비한 화쇄류의 영향 범위를 예측할 수 있을 것이다. 그러므로 앞으로 지속적으로 화산폭발지수 별 화쇄류의 영향 범위를 계산하여 비교하는 연구가 진행되어야 할 것이다. 이들 자료가 충분하게 구축되면 백두산에서 화쇄류가 발생하였을 경우 인근 지역의 인적 물적 피해를 최소화하고자 하는 방재 차원에서 매우 중요한 자료로 제공될 수 있을 것이다.

본 연구에서는 RCP2.6과 RCP6.0 시나리오에 근거한 HadGEM2-AO 자료를 RegCM4의 경계자료로 처방하여 남한을 중심으로 한 동북아시아지역에서의 미래 32년(2019-2050)간의 상세 기후변화정보를 생산하였다. RegCM4에 처방된 모의영역, 수평해상도(12.5km), 적운모수화방안 등의 모의환경은 미래 기후변화 전망 자료 산출환경의 일관성을 위해 RCP4.5와 8.5 시나리오에 대해 분석한 홍송이 외(2013)과 동일하게 하였다. 또한 홍송이 외(2013)에서 생산된 현재 및 미래(RCP4.5, RCP8.5) 기후정보를 함께 이용하여 현재 30년(1981-2010) 대비 미래 30년(2021-2050)간의 기온/강수 변화를 4개의 RCP 시나리오(2.6, 4.5, 6.0, 8.5) 별로 분석하였다. 본 연구에서는 모의결과의 검증자료로 CRU-TS 3.21 기온/강수 자료와 기상청 소속 59개 관측지점의 강수자료를 이용하였다. 전반적으로 RegCM4는 CRU 자료와 비교하여 지형 및 지리적 위치에 따른 기온, 강수의 공간분포를 잘 모의하였다. 그러나 상대적으로 기온을 낮게, 강수를 과소하게 모의하는 특성을 보였으며, 특히, 남한의 경우 RegCM4는 기온을 약 0.5∼2℃ 정도 낮게, 여름철 강수를 약 -3mm/day 정도 과소하게 모의하는 특성을 보였다. 남한의 여름철 강수의 계절내 변동 모의에서 RegCM4는 남한 전체가 본격적인 장마의 영향을 받기 전인 7월 초-중순까지는 관측과 유사한 강수량(bias: -1.09mm/day)과 계절내 변동(Corr.: 0.84)을 보였으나, 장마가 최대로 활성화 되는 7월 중순, 그리고 중규모 대류계와 태풍 등의 영향으로 국지성 집중호우가 주로 발생되는 8월 말까지 모의수준이 현저히 낮아졌다(bias: -4.02mm/day, Corr.: 0.41). 한편 7월 중순 이후 모의강수 중 대류성 강수 비율을 크게 모의하고 있어 RegCM4가 7월 중순이후 강수의 발생과정 변화는 남한의 강수특성을 어느 정도 모의하고 있는 것으로 판단된다. 또한, RegCM4는 50mm/day 이상의 강한 강수 모의에서 HadGEM2-AO 보다 더 나은 모의성능을 보였다. 현재(1981-2010) 대비 21세기 중반(2021-2050) 남한의 연평균 기온은 대부분 시나리오에서 현재보다 약 +0.97∼+1.50℃ 상승될 것으로 전망되었으며, 기온이 가장 크게 상승되는 계절은 RCP 시나리오에 따라 서로 상이하게 나타났다(봄: RCP2.6, 6.0, 여름: RCP8.5, 겨울: RCP4.5). 그러나 각 시나리오 별 계절 평균 기온변화 차이가 약 0.5℃ 이내로 작게 나타나고 있어 21세기 중반까지는 시나리오 별 남한의 기온 상승변화 차이가 뚜렷하지 않을 것으로 전망되었다. 남한에서의 강수는 대부분의 계절에서 증가 또는 감소가 뚜렷이 나타나지 않았다. 그러나 봄 강수의 경우 RCP4.5와 6.0 시나리오에서 증가가 전망되었고 이는 유의수준 5% 또는 10%에서 유의하게 나타났다. 여름강수의 경우 RCP 시나리오에 관계없이 남부지역에서는 약 +0.2∼+0.8mm/day 정도 증가되는 반면 중부지역은 약 -0.2∼-1.0mm/day 정도 감소될 것으로 전망되어 공간적으로 서로 다른 변화가 나타날 것으로 전망되었다. 21세기 중반 남한의 여름철 강수의 계절내 변동은 RCP 시나리오에 관계없이 현재와 유사할 것으로 전망되며, 상대적으로 7월 중순 이후 대류성 강수의 비율이 현재 보다 더 증가될 것으로 전망되었다(RCP2.6: +9.54%, RCP4.5: +3.85%, RCP6.0: +11.62%, RCP8.5: +4.89%). RCP 시나리오 별 남한에서의 강수강도 별 강수빈도 현재와 유사할 것으로 전망되며, 강수량에서는 RCP 시나리오에 따라 상이하게 나타났다. 즉, RCP6.0에서는 약한 강수는 증가되나 강한 강수는 감소가 전망되며, RCP4.5와 RCP8.5에서는 강한 강수에서 강수량이 상대적으로 크게 증가될 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 향후 수문과 농업, 방재 등과 같이 남한에서의 상세 미래 기후변화 정보를 필요로 하는 응용 연구 분야에서 기초자료로 활용될 수 있을 것이다. 그러나 강수에 대한 낮은 모의성능과 경계자료(예: HadGEM2-AO)에 따라 지역기후모델의 모의성능이 상이하게 나타날 수 있다는 점을 고려했을 때 본 연구결과만을 이용하기 보다는 다른 경계자료를 처방한 다양한 지역기후모델들의 모의결과를 함께 이용할 필요가 있다. 그리고 향후 다양한 통계적 기법(편의보정, 결정론적/확률론적 앙상블)들을 결합하여 모의결과의 예측수준을 향상시키는 연구를 수행한다면 평균 기후뿐만 아니라 집중호우, 가뭄 등과 같은 극한기후들에 대한 신뢰성 있는 정보도 함께 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

본논문에서는미래극한기후의변화를확인하고자지역기후모형을이용하여, STARDEX에서제시한극한지수를계산하고 경향성 분석을 통해 미래 극한기후의 지속성과 공간적 분포의 변화양상을 파악하였다. 강수관련 극한지수를 분석한 결과, 수도권과 경기도, 강원도 영동지역, 남해안 지역에서 증가경향성이 확인되었고, 중부 내륙지역에서는 감소경향성이전망되었다. 기온관련 극한지수를 분석한 결과 기후변화로 인해 미래 우리나라의 평균 기온이 현재보다 증가하는 것을알 수있었다. 강수관련 극한지수중 집중호우 한계점은경향성에대한기울기값이 서귀포에서0.229, 지속기간5일최대강수량은 서귀포에서 5.692, 최대 건조지속기간은 속초에서 0.099로 확인되었다. 기온관련 극한지수 중 Hotdays한계점의경향성에대한기울기값은인천에서0.077, 최대혹서기기간은울진에서0.162, Coldnight한계점은인제에서0.075, 동결일수는 통영에서 -0.193으로 확인되었다.

기후변화에 따른 도시하천의 건천화 현상은 앞으로 더욱더 심각해질 것으로 예상되고 있다. 따라서 본 연구에서는 건천화의 적응전략으로서 하수처리수 재이용을 선정하였고 어느 지영기 우선적으로 선정되어야 하는가를 결정할 수 있는 방법을 제시하였다. 평가기준은 수문학적인 요소뿐만 아니라 인문·사회적인 요소도 포함하였다. 평가치와 가중치의 불확실성을 고려하기 위해 퍼지 이론을 사용하여서 기후변화로 인해 변화된 평가치와 평가기준에 대한 가중치의 불확실성을 완화하고자 하였다. Fuzzy TOPSIS 방법을 이용하여 각 대안을 평가하였다. 또한 로버스트한 의사결정을 위해서 통계적인 기법과 maximin, maximax, Hurwicz, equal likelihood criterion 방법을 사용하였다. 그 결과 Fuzzy TOPSIS를 통한 대안의 순위 선정과 로버스트 의사결정기법을 통해 불확실성과 순위의 애매모호함을 완화시켰다. 본 연구에서 제시한 방법은 하수처리수 재이용의 위치선정 뿐만 아니라 다양한 기후변화 시나리오를 고려한 수자원 사업의 우선순위를 결정하는데 사용될 수 있다.

본 연구에서는 기존의 기후변화를 고려한 물수급 분석 방법론의 문제점을 개선하기 위해 GCM 미래 유량 시나리오를 물수급 모형에 직접 입력하는 대신 과거 유량 시나리오의 가중값(재현확률)을 부여하는 새로운 물수급 전망기법을 제안하고자 한다. GCM 미래 기후자료를 TANK 모형에 입력하여 중권역별 미래 유량을 모의하였으며 모의결과에 대한 편이보정을 위해 Quantile Mapping 기법을 적용하였다. 이러한 미래 유량 전망결과를 반영하여 각각의 입력자료에 대한 가중값(재현확률)을 새롭게 산정함으로써 미래 목표 전망구간에 대한 물부족량을 산정하였다. 물수급 모형의 입력자료에 대한 가중값산정을 위해 K-nn 알고리즘을 적용하였으며 비홍수기(10∼6월) 유량을 가중값 산정을 위한 기준유량으로 결정하였다. 기후변화의 불확실성을 고려하고자 4개의 GCM과 3개의 AR4 SRES 온실가스 배출 시나리오를 앙상블 조합하여 생성한 기후변화 시나리오를 활용하였다. 본 연구에서 제시한 방법론을 한반도 4대강 유역에 적용한 결과, 기후변화를 고려한 한반도 미래 평균 물부족량은 2020s(2010∼2039년)에는 과거에 비해 10∼32% 정도 증가할 것으로 전망되었다. 또한, 한반도 4대강 유역의 경우 먼 미래로 갈수록 비홍수기 유량이 점차 감소할 것으로 전망됨에 따라 2080s(2070∼2099년)에는 과거 대비 평균 물부족량이 최대 97%(약 516.5백만 m3/년) 증가할 것으로 전망되었다. 기존의 기후변화 연구 방법론의 전망결과를 비교분석한 결과, 기존 방법론은 매우 극적인 물부족량 증가를 전망하고 있는 반면 본 연구에서 제안한 기법은 상대적으로 보수적인 변화를 전망하였다. 본 연구는 물수급 분석시 기후변화를 고려하되 기존 국가계획 방법론의 틀을 최대한 유지하고 있다는 점에서 국가수자원계획 수립에 있어 정책결정권자들의 혼돈을 줄여줄 수 있는 방법론이 될 수 있다고 판단된다.

본 연구에서는 기후변화에 따른 금강유역의 미래 유출량을 산정해 댐별 용수공급 변화량을 산정하였다. GCM은 최근 국립기상연구소가 도입한 영국 기후변화 예측모델인 HadGEM2-AO를 사용하였고 새로운 온실가스 시나리오인 RCP시나리오를 금강유역내 기상관측소로 추출하였다. ArcSWAT모형을 이용해 1988년부터 2011년까지의 과거 유출모의를 수행하였으며 금강권역 내 대표 지점인 용담댐 및 대청댐 지점의 유입량과 최종 방류부의 유출량 분석값을 비교한 결과 모의치와 실측치가 각각 92.25%, 95.40%로 일치하는 것으로 나타나 모형의 적용성을 확인하였다. 또한 새로운 온실가스 시나리오 하에서의 미래 유출량을 분석한 결과 RCP4.5 시나리오 하에서 평균 47.76%, RCP8.5 시나리오 하에서 평균 36.52%가량 유출증가가 일어날 것으로 예측되었으며 특히 가을철과 겨울철에 증가율이 높았다. 유출변화에 따른 용수공급 변화를 전망하기 위하여 KModSim으로 물수지 모형을 구축하여 추가 취수량 변화를 분석하였다. 이수안전도 95% 유지조건 하에서 취수가능량을 분석한 결과, RCP4.5 시나리오 하에서 용담댐과 대청댐 각각 9.41m3/s, 24.82m3/s가 더 취수가능하며 RCP8.5 시나리오 하에서는 6.48m3/s, 21.08m3/s가 더 취수 가능한 것으로 전망되었다.

본 연구에서는 쾨펜의 기후대 구분법을 이용하여 현재 아시아 지역(경도 55.6°∼149.3°, 위도 -11.5°∼53.0°) 기후대를 분석하고, IPCC SRES A2 시나리오 상황에서의 기후대 변화를 전망하였다. 이와 더불어 기후대 구분의 기준이 되는 강수 및 기온자료의 시공간적 변동성을 분석하였다. 기후요소의 변동성을 분석한 결과, 2080년경에는 기준기간(1991∼2010)에 비해 기온은 4.0℃, 강수량은 12% 증가할 것으로 전망되었다. 공간적으로는 기온의 경우 고위도 지역이 저위도 지역보다 기온상승폭이 크게 나타났으며 강수량은 지역적 편중이 심화될 것으로 전망되었다. 기후대 변화를 전망한 결과, 대체로 온난한 기후대의 면적은 증가한 반면, 한랭한 기후대의 면적은 감소하는 것으로 분석되었다. 기준기간 대비 2080년경에는 열대 기후대(A)의 경우 7.2%, 건조 기후대(B)는 1.9% 증가하였으며 온대 기후대(C), 냉대 기후대(D), 한대 기후대(E)는 각각 -2.4%, -4.9%, -1.8% 감소하는 것으로 전망되었다. 이러한 결과는 지구온난화에 따른 기온 증가와 사막화의 영향에 기인한 것으로 판단된다.

In this study, long term simulations for current(1979-2010) and future(2019-2050) climate over North-East Asian region were performed using RegCM4 driven by HadGEM2-AO provided by the KMA(Korean Meteorological Administration). The spatial resolution is 12.5㎞ and two RCP scenarios(4.5, 8.5) are applied for the future climate simulation. The RegCM4 simulates well the spatial and temporal variations of air temperature of current climate. However, it weakly simulates the intensity of rain band associated with the seasonal march of the East Asian summer monsoon and thereby significantly under simulates the summer rainfall and fails in reproducing the seasonal and spatial variations of precipitation. The 20-year averaged differences between current(1986-2005) and future(2031-2050) simulations showed that the temperature increases are generally greater in RCP8.5(1.93K) than RCP4.5(1.86K) and all the changes are statistically significant at 1% level. In general, the temperature increases are greater in the northern region(autumn, winter) than in the southern region(spring, summer) irrespective of RCP scenarios. The temperature over South Korea is expected to increase by 1.53K to 1.87K irrespective of RCP scenarios and seasons. The precipitation changes vary significantly according to the season and region irrespective of RCP scenarios and the changes of spring and autumn in the certain regions are statistically significant at 5% level. The precipitation over South Korea is expected to increase by +0.42㎜/day in RCP4.5 during spring but it is expected to significantly decrease during autumn(-0.35㎜/day) and in RCP 8.5 during summer(-0.30㎜/day).

Studies evaluating the health effects of hazardous air pollutants assume that people's exposure to typical pollutant level is the same as specific regional pollutant level. However, depending on social and demographic factors, time-activity pattern of people can vary widely. Since most people live in indoor environments over 88% of the day, evaluating exposure to hazardous air pollutants is hard to characterize. Objective of this study was to estimate the exposure levels of university students of NO2, VOCs(BTEX) and PM10 using the scenarios with time-activity pattern and indoor concentrations. Using data from time-use survey of National Statistical Office in 2009, we investigated time-activity pattern of university students and hourly major action. A total of 1,057 university students on weekday and 640 on weekend spent their times at indoor house 13.04 hr(54.32%), other indoors 7.70 hr(32.06%), and transportation 2.36 hr(9.83%). Indoor environments in which university students spent their times were mainly house and school. Air pollutants concentrations of other indoor environments except house and school such as bar, internet cafe and billiard hall were higher than outdoors, indicating that indoor to outdoor ratios were above 1. According to three types of exposure scenarios, exposure to air pollutants could be reduced by going home after school.

본 논문에서는 기후변화에 의한 지역별(북부강원산지, 북부수도권, 중부, 남부) 스키리조트 산업의 미래를 전망하기 위하여 스키활동 기간과 제설 작업의 변화를 파악하였다. 지역별 스키리조트의 대표 지점인 용평, 양지, 무주, 에덴벨리리조트와 인접한 관측지점의 1973~2011년간 기후자료와 A1B 시나리오에 의해 생산된 2012~2100년간 미래기후자료를 이용하였다. 오늘날 스키리조트는 북부에서 중부 지역까지는 개장일의 차이가 크지 않지만 남부 지역의 에덴벨리리조트는 스키 개장일이 늦고 폐장일을 결정하는 설질 유지 또한 불리하다. 한국의 미래 스키산업은 스키활동 기간과 제설 작업의 조건이 불리해질 것이다. 무주와 에덴벨리리조트는 미래에 스키장을 한 달도 개장하지 못할 것으로 전망된다. 제설 작업을 고려한 미래 스키장 산업은 지역 별로 비교할 때 북부산간지역인 용평스키리조트에서 제설일수의 감소가 가장 적으므로 미래 스키산업의 활성화를 위한 가장 유리한 지역이 될 것이다.

최근 2011년 3월 동일본 연안에서 규모9.0의 거대 지진 및 지진해일로 2만명이 넘는 인명피해와 이로 인한 원진시설 파괴 및 방사능 누출로 인한 사회·경제적 피해를 입었던 사례와 같이 지진해일은 현저히 낮은 발생빈도에 비해 발생에 따른 피해규모가 대규모로 발생하는 해안재해로써 단순히 발생지역 주변의 일부 해안지역의 피해뿐만 아니라 국가 전체의 안전에 위협을 줄 수 있을 정도의 사회적·경제적 피해를 유발시키는 대표적인 해안재해로 인식되고 있다. 가상 시나리오기반 지진해일 침수예상도를 작성하기 위해서는 지진해일 피해 가능성이 있는 동해안의 지역선정을 위해 현장조사를 통한 사업대상 지역을 선정하였으며, 상세수심자료 및 지형자료를 취득하여 지진해일 수치모의실험에 적용할 수 있는 기초자료를 작성하였다. 본 연구에서는 지진해일의 피해를 저감시키고, 방재정책의 효율성을 향상시키기 위해서 가상 시나리오기반 지진해일 침수 예상도를 작성하여 일본 서해안의 지진단층을 대상으로 가상 지진해일을 위치별 11개, 지진규모별 4개 등 총 44개의 시나리오에 따라 각 지역별 44회의 수치모의실험을 수행하여, ’12년도 대상지역 29개소‘ 에 대해 총 1276회의 수치모의실험을 통해 각 지역에 대한 지진해일 범람특성을 분석하였다.

본 연구는 수자원 상황을 평가하기 위해 기존에 개발된 물 빈곤지수에 지역적 기상 변동 및 홍수피해를 평가할 수 있는 세부지표를 추가하여 홍승진 등(2011)에 의해 개발된 기후 변동성지수(Climate Variability Index, CVI)를 국내에 적용하였다. 물이용 평가에 초점이 맞추어진 물 빈곤지수 세부지표를 선정하고 지역적 특성에 따른 치수 및 기후변동성 내용이 추가된 지역별 특성인자를 선정하여 1998년부터 2020년까지 물 빈곤지수와 기후 변동성지수에 대한 분석을 실시하여 지역별 변동성을 평가하고 물 부문 정책, 투자 및 적용에 대한 우선순위를 결정하는데 도움을 줄 수 있는 정보를 제공하고자 하였다. 근 미래의 자료는 수자원 장기종합계획에서 제시하는 미래 수요자료를 이용하였으며, 기상 관련 자료는 기상청에서 제시하고 있는 RCP 8.5 시나리오를 이용하여 미래 기후변동성을 평가하였다. 이렇게 기후변화가 추가된 내용을 기후변화 변동성지수(Climate Change Variability Index, CCVI)로 명명하여 제시하였다. 기후변화 변동성지수는 치수와 기후변동성을 함께 고려하여 지역별 특성인자를 추가하여 고려하였으며, 물이용에 영향을 미치는 인자와 치수 및 기후변화를 함께 고려할 수 있으므로, 지역별로 기후변화에 대응하는 물이용뿐만 아니라 홍수관리에도 사용할 수 있을 것이다.

최근 동일본 대지진 쓰나미 발생 이후로 국내에서도 해안재해에 대한 관심이 더욱 높아지고 있다. 우리나라는 매년 태풍이 발생하고 때때로 엄청난 인적·물적 피해가 발생하므로, 본 연구에서는 과거 태풍에 의한 피해 경험이 있는 충남 보령시를 대상으로 가상 태풍시나리오를 작성하여 최대범람범위를 산정하였다. 범람에 대한 평가는 과거 발생 태풍 중 해일고가 가장 크게 발생했던 1995년 태풍 제니스(9507)와 2003년 태풍 매미(0314)와 동일한 강도의 가상 태풍이 보령을 내습할 경우에 대하여 각각 수행하였다. 이때 적용한 조위면은 약최고고조위로 하여 보수적 평가가 될 수 있도록 하였으며, 해일 및 범람발생으로 해안전면에 설치된 구조물(방조제, 방파제, 호안 등)의 기능이 상실되어 월류 및 범람이 발생되는 상황으로 가정하여 최대범람 범위를 평가 및 분석하였다. 태풍 제니스가 약최고고조위에서 발생했다면 E.L. 470 cm, 태풍 매미의 강도가 내습한 태풍일 경우는 E.L. 530 cm에 해당 할 것으로 예상된다. 폭풍해일 및 가상 태풍시나리오에 의한 범람 면적을 표출하고 이에 대한 피해를 산출하기 위하여 범람범위와 공간보간된 토지가격, 주거인구 등의 DB를 중첩하여 수치적 피해 결과를 도출하였으며 결과를 시각적으로 지도화 하였다.

기후변화의 중요도에 대한 인식이 점차 커지는 가운데, 기후변화가 미치는 영향을 파악하고, 대비하기 위한 연구들이 꾸준히 진행되고 있다. 기후변화에 관한 정부간 협의체(Intergovernmental Panel on Climate Change; IPCC)에서는 기후변화 시나리오를 산출하고 있으며, 제 5차 보고서에서는 대표농도경로(Representative Concentration Pathway; RCP)를 기반으로 한 RCP 시나리오를 제안하였다. 이에 국내 기상청에서는 한반도를 대상으로 한 공간해상도 12.5 km by 12.5 km의 RCP 시나리오를 제공한다. 본 연구에서는 RCP 기후변화 시나리오를 활용하여 토양-식생-대기 순환(Soil-Vegetation-Atmosphere Transfers; SVAT) 모형의 일종인 Common Land Model(CLM)을 구동하였다. RCP 4.5와 RCP 8.5 시나리오 자료를 강제입력자료로 하여 구동한 모형의 산출 결과 중 2100년까지의 average surface temperature를 연구하였으며, 이를 통하여 RCP 4.5와 RCP 8.5의 미래 온도 변화 추이에 대하여 분석하였다. 추후 본 연구에 사용된 시나리오 이외의 자료 획득과 RCP 자료 기간의 연장을 통하여 미래 기후변화에 대한 한반도 지역의 영향에 대하여 구체적으로 비교·분석할 예정이다.