본 연구에서는 강한 한파가 발생했던 2018년과 온난 한파가 발생했던 2019년의 기온에 따른 수온의 반응 및 지연시간과 북풍계 열 바람 빈도와의 상관관계를 분석하였다. 사용된 시간 자료는 국립수산과학원에서 제공하는 7개 지점 해역별 수온자료와 수온관측소 인 근 7개 지점 AWS 기온자료를 이용하였다. 관측되지 못한 자료는 내삽법으로 근사값을 계산하였고, FIR Filter를 이용하여 자료의 주기성을 파악하였다. 그 결과, 강한 한파가 발생했던 2018년은 북풍계열 바람을 통해 차가운 공기가 남하하면서 기온을 하강시켜 전 해역에 저수온을 유발한 반면 온난 한파가 발생했던 2019년은 평년 수준의 기온으로 하강하였지만 수온은 크게 변화하지 않았다. 강한 한파가 발생했 던 2018년 기온 하강에 따른 수온의 지연시간은 평균 14시간으로 0.7 이상의 높은 상관성을 나타냈고 온난 한파가 발생했던 2019년은 평균 지연시간이 20시간으로 0.44-0.67 사이의 상관성을 보였다. 본 연구를 통해 해역별로 기온 하강에 따른 표층수온의 반응을 해석하였고 지연시간을 파악함으로써 양식생물의 피해를 최소화하고 한파 피해의 신속한 대응에 기여할 수 것으로 기대한다.

이 연구에서는 1979년부터 2004년까지 25년 동안에 극 진동의 강도가 한반도 겨울 한파에 미치는 영향을 대기순환과 열원을 분석하여 조사하였다. 북극 진동이 강할 때 한파의 발생 횟수는 약할 때 보다 약 14.3% 더 발생하는 것으로 나타났다. 월 발생 횟수에서도 양의 AO에서 1.05회/월, 음의 AO에서 1.33회/월로 나타나서 북극 진동이 강할 때가 약할 때 보다 약 26.6% 더 많았다. 이것은 북극 진동이 강한 특정 달에 한파가 자주 발생한다는 것을 의미한다. 또한 북극 진동이 강할 때가 약할 때보다 0.6˚C 더 낮은 기온을 보였다. 북극 진동의 강약에 따른 열원의 차이를 고찰한 결과, 북극 진동이 강해졌을 때 한반도 주변의 기온은 이류항에 의한 냉각이 강화되어 더 낮아지지만, 열원항에 의한 상쇄 효과에 의해 기온 하강을 억제하는 것으로 나타났다. 그 결과 대기 순환의 유의한 차이에도 불구하고 음의 AO와양의 AO 사이에 기온 차이는 평균적으로 0.6˚C로 작게 나타난다.

이 연구에서는 1979년부터 1999년까지 21년 동안에 한반도 겨울철 한파와 관련된 대기 순환 및 열원(Q1)의 분포 특성을 조사하였다. 한파 발생 빈도는 1년간 약 1개로 나타났으며, 1989년을 중심으로 전반기에 전체의 60%가 발생하였다. 한파 발생 동안 하층의 대기 순환 패턴은 평년에 비해 서고동저형의 기압 패턴이 더 뚜렷하며, 상층에서도 한반도에 기압골의 영향이 더 강하게 나타난다. 한파가 발생하는 동안에 한반도 부근의 기온 하강 패턴은 바이칼호 부근의 기온 패턴과 반대로 나타나며, 기온의 연직 구조에서도 400 hPa을 기준으로 하층과 상층의 기온 편차는 반대로 나타난다. 열원에 대한 분석은 한파 발생 시 한랭 이류에 의한 냉각은 하강 운동에 의한 단열 승온에 의해 균형을 이룬다는 것을 보여주는데, 이것은 한랭 핵의 이동이 열흡수원의 이동 경로와 연관되어 있음을 나타낸다. 따라서 한파의 유지 기작을 이해하고 한파를 예측하기 위해서는 열원 그리고 열흡수원의 이동 기작이 밝혀져야 할 것이다.

Two cold-air outbreaks, one occurs in cold winter(1985-86) and the other in warm winter(1986-87) over Korea, are studied to represent maps of means, standard deviations maps and one-point correlation maps based on 1000mb and 500mb height fluctuations with different time scales during the cold-surge events. The filters are designed to isolate fluctuations with long time scales(periods longer than 70 days), intermediate time scales(10-70 day periods), short time scales(periods shorter than 10 days). The height fluctuations with long time scales are very similar to the climatological distributions of the wintertime geopotential height. In case of the intermediate time scales, the fluctuation fields reveal the long-wave patterns composed of 3-4 troughs and ridges around the midlatitude belt, in which trough along the East Asia coast and ridge over the Central Siberia and North Pacific are prominent and nearly stationary during the coldJsurge events. For short time scales, the dominent patterns consist of very short wave trains(wavelength 3000-4000㎞) which propagate sortheastward with a phase speed of 8-10 lat./days from the Barents Sea, through Northeast Siberia, toward Korea. The surface temperature fluctuations with small amplitude during the cold-surge events are coincident with this short wave trains passing through the Korean Peninsula.

In this study, spatio-temporal distribution was analyzed with the number of days for summer heat wave and winter cold wave defined as three or more consecutive +5% quantile days and -5% quantile days, respectively, by using daily maximum temperature in summer and daily minimum temperature in winter during 1973-2015. Although monthly heat wave occurrence has been only concentrated in July and August during the 1970s and 1980s, it had further extended into June and September since the 2000s. Monthly cold spell occurrence has been distinguished by increasing occurrence ratio in the month of December since the 2000s. The occurrences of heat waves were classified into either strong or weak cluster depending on intensity and magnitude over the entire region of South Korea rather than in specific areas. On the other hand, the occurrences of cold spell were classified by intensity of cold spell and spatial distribution of dominant cold spell areas over South Korea.