세계 5대 갯벌해역으로 유명한 한국 서해 경기만의 기후변화 영향을 파악하고, 기후변화 영향을 최소화하기 위한 적응방안 연 구하였다. 경기만의 기후변화 영향으로 2100년에 수온은 1.2 ℃ 증가하고, 염분이 1.1 PSU 감소하며, 해수면은 35.2 cm 상승하는 것으로 예 측되었다. 또한 해수면 상승의 효과로 150.5 km2의 해안지역이 침수될 것으로 예상되었다. 기후변화로 인한 경기만 생태환경 영향을 최소 화하기 위한 적응대책으로는 1) 경기만 자체 자연환경의 적응능력 유지를 위한 지원, 2) 생물 서식지 확보를 위한 인간 활동 조정 등 두가 지 방안이 제시되었다.

담수의 염분화, 저지대 영토 상실 등 해수면 상승의 부정적 영향이 일부 국 가들과 거주민에게 생존을 위협할 정도로 가시화되고 있는 가운데, 이를 해결 하기 위한 국제법적 방법의 일환으로 기후변화와 국제법에 관한 소도서국 위원 회(Commission of Small Island States on Climate Change and International Law, 이하 COSIS)는 2022년 12월 국제해양법재판소에 유엔해양법협약상 기후변화에 대한 국가책임에 관한 권고적 의견을 요청하였다. 현재 유엔해양법협약은 해수면 상승을 포함한 기후변화 원인을 명시적으로 규율하는 조문을 가지고 있지 않다. 다시 말해, 국제법상 국가책임의 구성요소인 구속력 있는 국제의무와 이 와 관련된 행위규범을 유엔해양법협약 자체만으로는 확인하기 어렵다는 것이 다. 이에 이 논문에서는 COSIS에서 국제해양법재판소에 요청한 기후변화의 부 정적 현상에 대한 국가 책임의 권고적 의견과 관련하여 유엔해양법협약상 해양 환경보호를 위한 일반적 의무와 상당한 주의의무 등을 통해 유엔기후변화협약 등이 적용가능한지 살펴본다. 결론적으로 유엔해양법협약 제12부는 해양환경보호를 위한 일반적 의무를 당사국에게 부여하고 있고, 이 의무는 상당한 주의의무를 포함하여 협약 당사 국이 해수면 상승의 원인이 되는 온실가스 배출 등을 규제해야 하는 의무를 부 과하고 있다고 할 수 있다. 이러한 상당한 주의의무는 유엔해양법협약 제293조 와 함께 유엔기후변화협약을 참조할 수 있는 근거가 될 수 있어, 향후 국재해 양법재판소가 기후변화 및 해수면 상승 등에 대한 국가책임을 규명하는 근거 규정으로서 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 그러나, 유엔해양법협약상 상당 한 주의의무는 본질상 각 국가의 여건과 상황에 따라 개별적으로 평가되고, 이 에 따라 요구되는 주의의무 정도가 달라지기 때문에, 향후 이러한 법적 문제를 해소하기 위해 관습국제법과 유엔기후변화협약상의 관련 연구가 더 이루어져 야 할 것으로 사료된다.

황해 동부 해안의 홀로세 해수면 변동 특성을 이해하고 시기 별 상승추세를 비교하기 위하여 지질학적 대리기 록과 기기관측 자료를 통합하여 분석하였다. 홀로세 동안 황해의 해수면은 초기에 약 10 mm/yr의 속도로 빠르게 상승 하고 중기를 거쳐 후기로 갈수록 해수면 상승률은 1 mm/yr 정도로 둔화되며, 20세기 해수면은 홀로세 후기보다 다소 빠르게 상승하였다. 빠른 상승으로 알려진 현재 해수면 상승률은 홀로세 초기와 중기의 상승추세와 비교할 때 사실 훨씬 낮거나 비슷하게 나타난다. 최근 조위계 자료는 황해 해수면이 21세기로 갈수록 상승률이 높아지고 있음을 나타낸 다. 이러한 상승 추세는 전 지구적 해수면 변화와 일치한다. 추가적으로, 연구지역에서 현재의 해수면 상승 추세는 이 산화탄소 농도와 해수표층온도의 증가율과 대비되며, 이는 인간활동에 수반된 지구온난화의 신호이다. 그러므로 황해 동부와 전세계의 해양에서 관찰되는 현 지구온난화에 의해 야기된 해수면 변화를 ‘인류세’ 해수면 변화라고 제안한다. 이 해수면변화는 조위계와 인공위성 고도계 같은 기기관측을 기반으로 하며, 계측시대를 의미한다. 이와 같이, 황해의 홀로세 해수면 변동은 대리기록으로, ‘인류세’ 해수면은 기기관측을 기반으로 한다.

국립해양조사원 39개소 조위관측소의 후빙기조륙운동(Glacial Isostatic Adjustment, GIA)에 의한 지각변동 속도를 ICE-3G와 ICE-5G 모델로 예측하였다. 또한 위도 32˚-38.5˚N, 경도 124˚-132˚E 범위의 한반도 지역을 0.5˚×0.5˚ 격자로 분할하고 각 격자점에서의 GIA 지각변동 속도를 계산하였다. 그 결과 ICE-3G 모델의 경우 한반도 GIA 수직 지각변동은 평균 0.33 mm/yr이고, ICE-5G 모델의 경우 평균 1.21 mm/yr의 속도로 지각변위가 발생하는 것으로 나타났다. 최신 Ice model인 ICE-5G 모델을 사용할 경우 한반도에서도 약 1 mm/yr 이상의 비교적 높은 GIA 수직 지각변동이 발생하므로 절대해수면 변동을 산정하기 위해서 GIA에 의한 수직변위를 보정해야 함을 확인하였다. 따라서 국립해양조사원에서 제공하는 13개 조위관측소의 상대해수면 변동률에서 ICE-5G 모델에 의한 GIA 지각변동 속도를 보정하여 절대해수면 변동률을 결정하였다. 절대해수면 상승속도를 분석한 결과 GIA 지각변동 속도를 보정한 절대해수면 변동률은 한반도 해역에서 평균 5.04 mm/yr의 상승속도를 나타냈으며, 제주 해역은 평균 8.84 mm/yr로 다른 해역보다 높은 이상 상승률을 나타냈다.

남해 여자만에서 홀로세 후기 해수면 변화에 상응하는 저서성 유공충 변화를 알아보기 위하여 4개의 주상시료를 채취하고, 입도분석, 유공충 종 분류 및 군집 설정, 통계 분석을 실시하였다. 주상시료의 구성퇴적물은 주로 세립질의 실트와 점토로 구성된다. 저서성 유공충은 Core YC-1에서 16속 27종, YC-2에서는 21속 30종, YC-3에서는 29속 50종 그리고 Core YC-4에서는 29속 52종이 분류되었다. 집괴분석 결과 Core YC-1과 YC-2의 Group 1은 A. beccarii 군집이 대표군집으로서 만 상부 퇴적환경, Core YC-3과 YC-4의 Group 2는 E. clavatum-A. beccarii 군집이 대표군집으로서 외해수의 영향을 상대적으로 많이 받는 하부 내만 환경 하에서 퇴적된 것을 지시하고 있다. 종 구성 분석 결과, 하부로부터 상부로 향하여 A. beccarii의 산출빈도는 점점 감소하였고, E. clavatum과 P.F./T.F.의 산출빈도는 점점 증가하였다. 저서성 유공충과 부유성 유공충에서 나타난 이러한 변화 형태는 여자만내에서 홀로세 후기 해수면 상승을 반영하고 있는 것으로 생각된다.

대기-해양의 상호작용과 제주도 후면에서 발생하는 카르만소용돌이행렬의 상관관계를 수치실험을 통하여 분석하였다. 카르만 소용돌이는 한라산의 제한된 높이에서 형성되는 경향을 가지고 있다. 그리고 본 연구에서는 900 hPa고도에서 카르만 소용돌이가 뚜렷이 생성되었다. 카르만소용돌이행렬의 발생초기에는 하나의 소용돌이세포가 나타나고 시간이 경과함에 따라 소용돌이는 이류를 한다. 이때 작은 소용돌이로 분리되는 경향이 있다. 분리된 소용돌이의 강도와 지속시간은 해수면 온도 분포와 밀접한 관계를 가진다. 즉 약한 해수면의 온도경도는 카르만 소용돌이의 지속 시간을 길게 하며, 산 후면의 소용돌이도를 감소시킨다. 강한 해수면 온도경도는 혼합층과 대기하층 수증기량을 증가시키고, 강화된 하층대기 혼합은 산악에 의하여 형성되는 기계적 응력을 감소시키는 경향이 있다.

본 연구는 21세기 기후변화에 대한 적응전략을 해수면 상승 관점에서 검토하였다. 해수면 상승에 취약한 것으로 알려진 연안역에 대한 적응책을 고려하는 경우 적응이 필요한 장소, 적응방법, 적응시기에 대한 검토가 필요하다. 연안역에 대한 적응 능력 평가는 영향 및 적응 잠재력에 대한 이해를 필요로 한다. 해수면 상승에 대한 적응방법에는 관리적 이주, 순응, 방어가 있으며, 이들의 적용에는 취약지대 토지이용 상황, 취약성 정도, 경제성 분석 등의 검토를 통한 대응 방안의 조합이 요구된다. 적응시기에 대하여는 예측적 적응과 반응적 적응으로 구분할 수가 있으며, 이들을 함께 고려하는 것이 효과적이다. 기후변화 대응은 과학적 불확실성 하에서 이루어지는 과정으로 대응정책 결정은 정보와 인식 구축, 계획 및 정책 구상, 실행, 모니터링 및 평가의 단계로 이루어져야 한다.

최근 기후변화로 인한 단시간의 집중호우와 돌발홍수의 증가로 도심지역의 침수피해가 빈번하게 발생하고 있다. 특히, 내륙에 위치한 도시지역과는 달리 해안에 접해있는 해안도시지역은 하천연장이 짧고, 급경사로 인하여 조위에 따라 홍수위가 크게 영향을 받기 때문에 동일한 강우라도 피해규모가 더 큰 특성을 가진다. 국내의 대표적인 해안지역인 창원시(구 마산)의 경우 2012년 9월 태풍 산바(Sanba)로 인해 상당한 침수피해와 인명피해가 발생하였다. 당시 최대 일강우량은 65mm로 창원시 하수관거의 설계강우량(258mm) 보다 훨씬 적었음에도 불구하고 많은 인명 및 재산 피해가 발생하였다. 이는 태풍의 남해안 상륙시각과 만조위(최대 265cm)가 겹치면서 도시의 배수시스템이 정상적으로 작동하지 못하였고, 이로 인해 심각한 침수피해가 발생하였다. 본 연구에서는 2차원 도시범람해석 모형인 XP-SWMM 모형을 이용하여 창원시(구 마산)내의 장군천 배수구역을 대상으로 빈도-지속기간별 강우와 조위의 영향을 고려한 침수모의를 수행하였다. 그 결과 AR4 기후변화 시나리오에 따른 목표기간별 발생 빈도와 지속기간이 증가함에 따라 침수피해가 가중되는 것을 알 수 있었다.

최근 기후변화에 따른 전 지구적인 지구온난화는 단시간의 집중호우와 돌발홍수의 증가로 기존의 기후특성을 변화시키고 있다. 이로 인해, 자연재해의 강도가 강해지고, 재산피해가 커지고 있다. 특히, 내륙에 위치한 도시지역 보다 해안 도시지역은 조위에 따라 홍수위가 크게 영향을 받기 때문에 강우에 따른 피해규모는 더 크게 영향을 받는다. 본 연구에서는 기후변화로 인한 자연재해에 대비하기 위하여 미래 기후변화를 예측하고 해안 도시지역에 미치는 영향을 파악하고자 하였으며, 대상지역으로는 2012년 태풍 산바(Sanba)으로 인해 상당한 인명피해와 홍수피해가 발생한 마산(창원시) 일대를 선정하였다. 본 연구에서는 마산(창원시) 대상으로 빈도-지속기간별 강우와 조위의 영향을 고려한 침수모의를 실시하고자 한다. 또한 2004년도에 개발된 다차원법(다차원 홍수피해 산정방법(Multi-Dimensional Flood Damage Analysis))을 이용하여 조위와 홍수위의 영향을 받은 해안 도시의 경제성 분석을 실시하고, 침수에 따른 피해액을 산정하고자 한다. 본 연구의 결과는 향후 마산(창원시) 일대의 홍수피해 산정과 침수피해 관련 방재 정책을 수립하는데 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

Long-term change in sea level along the eastern coast of Korea was illustrated using four tide-gauge station (Pohang, Mukho, Sokcho, Ulleung) data, water temperature and salinity. Seasonal variation in the sea level change was dominant. The sea level change by steric height derived from water temperature and salinity was relatively lower than that measured from the tide-gauge stations. Sea level rising rate per year by steric height increased with latitude. The effect of salinity(water temperature) on the sea level change is greater in winter(in summer).

우리나라는 해마다 태풍에 의한 연안 침수피해가 발생하고 있으며, 기후변화에 따른 해수면 상승 및 태풍 강도 증가로 인해 연안 지역에 더 큰 영향을 줄 것으로 우려되고 있다. 또한, 근래의 기후변화 추이와 국지적 집중호우 증가 및 4대강 살리기 사업으로 인한 하도의 준설로 인한 하도환경 변화는 연안재해를 가중시킬 우려가 있으므로 연안으로 유입되는 홍수량을 고려하여 모의할 필요가 있다. 일반적으로 연안해역의 재해방지구조물은 외해의 파랑과 해일의 검토를 통하여 설계가 이루어지며, 재해예방을 위한 연안해역 침수 Simulation의 경우 폭풍해일만을 고려하여 내수의 유입은 고려하지 않는 것이 대부분이다. 따라서, 본 연구에서는 폭풍해일로 인한 극조위 발생과 내륙의 홍수량 유입에 대한 목포 연안의 2차원 수리분석을 진행하였다. 본 연구에서는 목포 연안의 수리분석을 수행하기 위하여 유체 흐름의 동수역학 해석을 위한 2차원 수치모형인 SMS(Surfacewater Modeling System) 모형을 이용하였다. 수리분석을 위한 외해의 경계조건으로 목포검조소의 8개 조화상수를 조정하여 해일고를 고려할 수 있게 설정하였으며, 내수의 경우 영산강의 설계홍수량에 영산호와 영암호 연락수로 방류량을 제외한 값을 경계조건으로 부여하였다. 목포 연안해역의 해수면 변화를 검토하기 위해 목포검조소, 영산강 하구둑 부근 해역을 검토지점으로 설정하였으며, 목포시와 고하도, 허사도 구간에 방조수문을 설치한다고 가정하여 세가지 모의조건에 따른 검토지점의 해수면 변화를 검토하였다. Case 1과 Case 2의 경우 방조수문 미설치시 외해 조건에 내수 유입의 유무에 따른 수치모의를 진행하였으며, Case 3의 경우는 방조수문 설치시 외해 조건과 내수 유입을 모두 고려하여 모의를 진행하였다. 수치모의 결과 방조수문 미설치시 외해의 영향이 해수면 변화에 지배적으로 작용하였으며, 방조수문 설치시 내수의 유입에 따라 해수면이 급격하게 변화하여 내수가 지배적인 것으로 분석되었다.

The observed relationships between the Asian summer monsoon and the sea surface temperature (SST) anomalies in the northwestern Pacific (NW Pacific) are verified using the intermediate complexity global climate model (GCM) (Planet Simulator: PLASIM). The climate responses over Asia for the monsoon season to forcing from NW Pacific SST anomalies are simulated in the GCM with the enhanced SST anomalies in the NW Pacific for the pre-monsoon season compared to climatological SST. During the pre-monsoon season, the enhanced SST anomalies result in an increase in lower-level convection and precipitation in the NW Pacific. A significantly weakened Indian summer monsoon is simulated for the enhanced SST experiment in the NW Pacific for the pre-monsoon season (p-value＜0.05). PLASIM dose a good job at representing the observed patterns of zonally averaged surface temperature, precipitation, and 850 hPa u-wind, although with some regional differences from observations (p-values of zonal correlation coefficients＜0.01).

이 연구에서는 36년간(1970-2005년)의 장기 데이터를 이용하여 우리나라에 영향을 미치는 태풍의 대부분이 통과하는 남해의 해수면 온도와 태풍의 세기 변화와의 관계를 분석, 연구하였다. 우리나라 남해의 해수면온도는 연구 기간 동안 지속적으로 상승하는 추세를 보인다. 1996년 이래 10년간(1996-2005년)의 평균 해수면온도는 16.77℃로 1970년대 10년간(1970-1979년)의 평균 해수면온도 15.74℃보다 1.03℃나 높다. 특히, 1994년 이후 그 상승폭은 크다. 태풍의 세기는 최저해면기압에 의하여 나타낼 수 있다. 남해를 통과하면서 우리나라에 영향을 미친 태풍의 최저해면기압의 변화를 살펴보면, 1970년 이후 지속적으로 하강하고 있음을 알 수 있다. 1996년 이래 10년간(1996-2005년)의 평균 최저 해면기압은 979.2hPa로, 1970년대 10년간(1970-1979년)의 평균 최저해면기압 989.3hPa보다 10.1Pa이나 낮다. 상관분석에 의하여, 1970년 이후의 태풍 세기 강화는 남해 해수면온도의 상승과 상관이 있다는 사실을 확인하였다.