기후변화 시나리오는 기후변화로 인한 미래 영향을 평가하여 피해를 선제적으로 최소화하기 위한 기후변화 대응 및 적응정책 수립을 위한 과학적인 근거로 활용 되어 왔다. IPCC 6차 평가보고서(AR6)에 사용된 SSPs(Shared Socioeconomic Pathways, 공통사회경제경로) 시나리오는 기존 RCP(Representative Concentration Pathways, 대표농도경로) 시나리오에 사용된 복사강제력 개념과 함께 미래의 완화 와 적응 노력에 따른 5개의 사회경제 시나리오를 추가로 고려하였다. 가나는 국가 발전용량의 54%를 수력발전에 의존하고 있어 기후변화에 따른 강수량의 감소로 전력 부족을 경험하고 있다. 또한 강우특성의 변화로 인해 주요 작물인 카사바, 옥수수, 코코아의 생산량이 감소할 것으로 예측된다. 한편, IPCC 6차 보고서의 기 준 시나리오로 채택된 SSPs 시나리오는 5차 보고서에서 채택된 RCPs 시나리오에 비해 대기 중 CO2 농도 전망을 비관적으로 평가하고 있다. Business as usual(BAU) 시나리오(RCP8.5, SSP5-8.5)에 따르면 2050년대 CO2 농도는 RCPs 시나 리오의 경우 541 ppm, SSPs 시나리오는 565 ppm으로 SSPs 시나리오가 RCPs 시나 리오에 비해 대기중 CO2 농도 증가 속도가 빠른 것으로 전망하고 있다. 따라서 본 연구에서는 기후변화 시나리오의 통계적 상세화 방법인 Simple Quantile Mapping(SQM)을 사용하여 Coupled Model Intercomparison Project phase 6(CMIP6) 18개 General Circulation Model(GCM)을 활용하여 가나지역의 미래기후 변동과 불 확실성을 평가하였다.

본 연구는 영국기상청에서 개발된 지역기후모델 Hadley Centre Global Environmental Model version 3 regional climate model (HadGEM3-RA)로부터 모의된 동아시아 지역의 기온과 강수 결과를 평가하였다. HadGEM3-RA 는 Coordinated Regional climate Downscaling Experiment-East Asia (CORDEX-EA) Phase II 영역에서 15년 (2000- 2014년) 모의되었다. 동아시아 여름 몬순에 의한 HadGEM3-RA 강수대 분포는 Asian Precipitation Highly ResolvedObservational Data Integration Towards Evaluation of water resources (APHRODITE) 자료와 잘 일치한다. 그러나, 동 남아시아 강수는 과대 모의하며 남한에서는 과소 모의한다. 특히 모의된 여름철 강수량과 APHRODITE 강수량은 남한 지역에서 가장 낮은 상관 계수와 가장 큰 오차크기(RMSE)를 보인다. 동아시아 기온 예측은 과소 모의하며 겨울철 오 차가 가장 크다. 남한 기온 예측은 봄 동안 가장 큰 과소 모의 오차를 나타냈다. 국지적 예측성을 평가하기 위하여 서 울기상관측소 ASOS 자료와 비교한 기온과 강수의 시계열은 여름철 강수와 겨울철 기온이 과소 모의하는 공간 평균된 검증 결과와 유사하였다. 특히 여름철 강수량 증가시 과소 모의 오차가 증가하였다. 겨울철 기온은 저온에서는 과소 모 의하나 고온은 과대 모의하는 경향이 나타났다. 극한기후지수 비교 결과는 폭염은 과대 모의하여, 집중호우는 과소 모 의하는 오차가 나타났다. 수평해상도25km로 모의된 HadGEM3-RA는 중규모 대류계와 지형성 강수 예측에서 한계를 보였다. 본 연구는 지역기후모델 예측성 개선을 위한 초기 자료 개선, 해상도 향상, 물리 과정의 개선이 필요함을 지시 한다.

온실가스 배출 증가에 의한 기후변화는 화분매개곤충과 식물과의 생태적 상호작용인 수분생태계와 농업생태계를 포함한 자연생태계를 변화시킬 수 있다. 특히 수분생태계에서 중요한 야생벌(wild bee)은 기후변화에 의해 감소되고 있어서 결국 농업경제, 현화식물의 생태활동, 나아가 전체 생물종 다양성에 악 영향을 끼치고 있음이 보고되고 있다. 따라서 지구온난화에 의해 한반도(남한)에서도 매년 기온이 상승하고 있고, 그에 따른 기후변화 발생으로 한반도 내 야생벌의 생태활동에 영향을 주고 있음을 예상할 수 있다. 본 연구에서는 한반도(남한)에서 출현하는 야생벌(꿀벌상과, 말벌상과, 청벌상과)의 분포와 기후요인과의 관계를 검정하기 위하여, 2017년(37 조사지점)에서 2018년 (14 조사지점) 까지 총 51개 조사지점을 대상으로 말레이즈 트랩을 이용하여 야생벌류의 출현현황을 파악하였다. 형태 및 문헌을 통해 동정한 야생벌류와 산림기후대에 따른 분포는 평균기온, 적산온도와 상관성이 있음을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 공통사회 경제경로(Shared Socioeconomic Pathways, SSP) 시나리오의 2-4.5와 5-8.5버전으로 BIOMOD 종분포 모형에 따라 남한 전역에서 출현한 야생벌과 기후대별로 특이적으로 출현한 종의 서식지 분포 변화를 예측하여 현재의 종 서식지 분포에서, 2050년과 2100년에 북쪽으로 서식지가 이동함을 확인하였다. 이를 통해 향후 지구온난화가 지속될 경우 국내 야생벌의 분포 변화가 일어 날 수 있고, 그로 인한 한반도의 생태계 변화가 야기될 수 있음을 예측할 수 있었다. 본 연구결과는 기후변화에 따른 수분생태계 및 그와 관련된 영향에 대한 연구와 야생벌 관리를 위한 정책수 립을 위해 참조할 수 있는 연구자료가 될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

Among migratory insect pests, Mythimna seperata and Cnaphalocrocis medinalis are invasive pests introduced into South Korea through westerlies from southern China. M. seperata and C. medinalis are insect pests that use rice as a host. They injure rice leaves and inhibit rice growth. To understand the distribution of M. seperata and C. medinalis, it is important to understand environmental factors such as temperature and humidity of their habitat. This study predicted current and future habitat suitability models for understanding the distribution of M. seperata and C. medinalis. Occurrence data, SSPs (Shared Socio-economic Pathways) scenario, and RCP (Representative Concentration Pathway) were applied to MaxEnt (Maximum Entropy), a machine learning model among SDM (Species Distribution Model). As a result, M. seperata and C. medinalis are aggregated on the west and south coasts where they have a host after migration from China. As a result of MaxEnt analysis, the contribution was high in the order of Land-cover data and DEM (Digital Elevation Model). In bioclimatic variables, BIO_4 (Temperature seasonality) was high in M. seperata and BIO_2 (Mean Diurnal Range) was found in C. medinalis. The habitat suitability model predicted that M. seperata and C. medinalis could inhabit most rice paddies.

This study aimed to examine cucumber (Cucumis sativus) varieties adaptive to the desert climate by comparing and analyzing the growth, yield, and water consumption. Two long-sized cucumber varieties, ‘Gulfstream’ and ‘Imea’ and two medium-sized cucumbers, ‘Nagene’ and ‘Sausan’ were cultivated in coir substrate hydroponics under hot and humid greenhouse conditions from March 2 to June 20, 2020. On the 113 DAT, ‘Nagene’ had the longest plant height and the highest internode number. The marketable fruit number per plant was higher in the medium-sized varieties, which had more internode number. The marketable fruit number was 31.3 for ‘Gulfstream’, 30.7 for ‘Imea’, 57.8 for ‘Nagene’, or 56.0 for ‘Sausan’ with no significant difference in total fruit weights per plant. The water consumption required to produce 200 g of fruit was lower in the ‘Nagene’ (2.39 L) with the highest water use efficiency (WUE). Therefore, ‘Nagene’ variety may have higher adaptability to desert high temperature compared to the long-sized varieties, and it is going to be necessary to verify more medium-sized cucumber varieties.

This study was carried out to compare the DMY (dry matter yield) of IRG (Italian ryegrass) in the southern coastal regions of Korea due to seasonal climate scenarios such as the Kaul-Changma (late monsoon) in autumn, extreme winter cold, and drought in the next spring. The IRG data (n = 203) were collected from various Reports for Collaborative Research Program to Develop New Cultivars of Summer Crops in Jeju, 203 Namwon, and Yeungam from the Rural Development Administration (1993 – 2013). In order to define the seasonal climate scenarios, climate variables including temperature, humidity, wind, sunshine were used by collected from the Korean Meteorological Administration. The discriminant analysis based on 5% significance level was performed to distinguish normal and abnormal climate scenarios. Furthermore, the DMY comparison was simulated based on the information of sample distribution of IRG. As a result, in the southern coastal regions, only the impact of next spring drought on DMY of IRG was critical. Although the severe winter cold was clearly classified from the normal, there was no difference in DMY. Thus, the DMY comparison was simulated only for the next spring drought. Under the yield comparison simulation, DMY (kg/ha) in the normal and drought was 14,743.83 and 12,707.97 respectively. It implies that the expected damage caused by the spring drought was about 2,000 kg/ha. Furthermore, the predicted DMY of spring drought was wider and slower than that of normal, indicating on high variability. This study is meaningful in confirming the predictive DMY damage and its possibility by spring drought for IRG via statistical simulation considering seasonal climate scenarios.

Global warming has a major impact on the Earth’s precipitation and temperature fluctuations, and significantly affects the habitats and biodiversity of many species. Although the number of alien plants newly introduced in South Korea has recently increased due to the increasing frequency of international exchanges and climate change, studies on how climate change affects the distribution of these alien plants are lacking. This study predicts changes in the distribution of suitable habitats according to RCPs climate change scenarios using the current distribution of the invasive alien plant Conyza sumatrensis and bioclimatic variables. C. sumatrensis has a limited distribution in the southern part of South Korea. Isothermality (bio03), the max temperature of the warmest month (bio05), and the mean temperature of the driest quarter (bio09) were found to influence the distribution of C. sumatrensis. In the future, the suitable habitat for C. sumatrensis is projected to increase under RCP 4.5 and RCP 8.5 climate change scenarios. Changes in the distribution of alien plants can have a significant impact on the survival of native plants and cause ecosystem disturbance. Therefore, studies on changing distribution of invasive species according to climate change scenarios can provide useful information required to plan conservation strategies and restoration plans for various ecosystems.

본 연구의 목적은 예비 지구과학교사들이 학생에 의해 구성된 기후변화 모델을 평가하는 기준을 탐색하는 것이 다. 대도시 소재 대학 지구과학교육과 전공 수업에서 3주간 모델링 기반 과학 학습에 대한 강의를 수강한 예비 지구과 학교사 25명이 연구에 참여하였다. 예비 지구과학교사들이 작성한 고등학생들이 구성한 7개의 기후변화 모델을 평가하 는 보고서와 사후 인터뷰 자료를 수집하여 기후변화 모델 평가 기준을 귀납적으로 범주화하였다. 연구 결과 예비 지구 과학교사들이 기후변화 모델을 평가할 때 다양한 인식론적 기준과 의사소통 기준을 동원하였음을 확인하였다. 연구 결 과를 바탕으로 모델링 기반 기후변화 학습에 대한 시사점을 도출하였다.

난온대 상록활엽수림의 변화과정을 장기 모니터링하기 위해 1996년 완도수목원에 설치된 16개 고정조사구(시험구, 대조구)를 대상으로 식생구조 변화를 분석했다. 특히 1996년도 복원기법으로 도입한 시험처리(솎아베기, 식물도입)가 식생 발달에 미친 영향을 심도 있게 논의했다. 교목층에 붉가시나무가 우점한 군락(고정조사구 1∼3)에서는 이 종의 평균상대우점치(MIP)가 줄고, 외부에서 들어온 상록활엽수종의 MIP가 늘어나 장래 식생구조 변화가 예상된다. 붉가시 나무-낙엽활엽수림(고정조사구 5, 7), 소나무림(고정조사구 9, 10)에서도 상록활엽수종의 세력 확장이 확인됐다. 솎아베 기를 시행했던 시험구에서 조류 피식 산포형인 생달나무, 참식나무, 후박나무 등의 종 유입과 상록활엽수종의 세력 확장이 두드러져, 난온대림 식생 발달을 촉진하는데 유효했다고 본다. 시험구에 상록활엽수종을 심어 식생구조 변화를 꾀했지만, 식재 수량이 적어 식생구조 변화에 끼친 영향이 미약했던 것으로 보인다. 다른 식생유형보다 소나무림은 소나무, 곰솔의 쇠퇴에 따른 상록활엽수림으로의 식생구조 변화가 뚜렷했다.

The present study investigated the effect of global warming on germination and initial growth across six deciduous oak species (Quercus mongolica, Q. variabilis, Q. serrata, Q. dentata, Q. aliena, and Q. acutissima), which are the dominant tree species in Korea forest ecosystems. Seeds were sown in climate change treatments, with temperatures higher than those of the control (approximately 3.0°C higher), and CO2 concentrations higher than those of the control (approximately 2-fold higher). Initial growth in each species was measured every two weeks. Initial growth was more rapid in all oak species at the time of root and shoot emergence under high temperature and CO2 treatments than in the control group. Leaf emergence in Q. mongolica, Q. variabilis, and Q. serrata occurred earlier under the climate change treatments than under the control. Root length increased significantly in Q. mongolica, Q. variabilis, and Q. dentata under the climate change treatments when compared to under the control. However, Q. aliena and Q. serrata exhibited a contrasting trends, and no significant difference was observed between the species and Q. acutissima. Shoot length increased significantly in Q. aliena under climate change treatments when compared to under the control but decreased in Q. aliena. In addition, no significant difference was observed in shoot length among Q. mongolica, Q. dentata, and Q. acutissima. The results showed that climate change treatments facilitated early growth, rapid emergence from the ground, leaf development, and enhanced belowground growth in Q. mongolica. Conversely, Q. aliena exhibited the lowest aboveground and belowground growth under climate change treatments when compared to other oak species. Climate change treatments had the least impact on Q. acutissima considering the insignificant differences observed in initial growth rates under climate change treatment.

This study aimed to analyze causality of climatic factors that affecting the yield of whole crop barley (WCB) by constructing a network within the natural ecosystem via the structural equation model. The WCB dataset (n=316) consisted of data on the forage information and climatic information. The forage information was collected from numerous experimental reports from New Cultivars of Winter Crops (1993-2012) and included details of fresh and dry matter yield, and the year and location of cultivation. The climatic information included details of the daily mean temperature, precipitation, and sunshine duration from the weather information system of the Korea Meteorological Administration. The variables were growing days, accumulated temperature, precipitation, and sunshine duration in the season for the period of seeding to harvesting. The data was collected over 3 consecutive seasons—autumn, winter, and the following spring. We created a causality network depicting the effect of climatic factors on production by structural equation modeling. The results highlight: (i) the differences in the longitudinal effects between autumn and next spring, (ii) the factors that directly affect WCB production, and (iii) the indirect effects by certain factors, via two or more paths. For instance, the indirect effect of precipitation on WCB production in the following spring season via its effect on temperature was remarkable. Based on absolute values, the importance of WCB production in decreasing order was: the following spring temperature (0.45), autumn temperature (0.35), wintering (-0.16), and following spring precipitation (0.04). Therefore, we conclude that other climatic factors indirectly affect production through the final pathway, temperature and growing days in the next spring, in the climate-production network for WCB including temperature, growing days, precipitation and sunshine duration.

본 논문은 기후 부정의한 상황에 대한 정책 방향을 기후정의 관점에서 모색하기 위한 시론적 연구 이다. 전세계 곳곳에서 폭염, 호우, 가뭄 등 전례 없는 현상으로 나타나는 기후변화는 지구와 인류의 생존을 위협하게 되었고, 세계는 이에 대응하는 방법을 모색하고 있다. 그러나 2021년 11월에 개최된 26차 유엔기후변화협약 당사국총회(COP26)가 각국의 이익을 우선시하는 국가들에 의해 충분한 성과를 내지 못함에 따라, 국제적 기후변화 대응의 어려운 현실이 다시금 드러나게 되었다. 각국의 협의를 어렵게 만드는 요인 중의 하나는 기후변화가 내포하는 불평등에서 찾을 수 있다. 인류 모두에게 닥친 기후위기는 모든 사람들에게 동일한 정도의 피해를 주지 않으며, 기후변화를 초래한 대상과 피해자가 일치하지 않는 불평등의 문제를 갖고 있다. 탄소배출로 부를 축적하고 더 많은 탄소를 배출한 유발자와 그로 인한 피해자가 일치하지 않는 문제의 인식에서 ‘기후 부정의’와 ‘기후정의’가 논의되기 시작하였다. 기후위기의 부정의한 상황은 국가 간, 계층 간, 세대 간의 불평등을 악화시키고 기후위기 대응의 걸림돌이 된다. 본 연구는 기후위기의 부정의한 상황을 분석하고, 국제 사회와 한국사회의 대응 방향을 돌아보고자 한다. 기후정의 관점을 통해 기후위기의 불평등 문제가 드러나고 기후변화 대응책 마련에 유용한 분석틀을 제공할 수 있기를 기대한다.

공간 샘플링은 공간모델링 연구에 활용되어 샘플링 비용을 줄이면서 모델링의 효율성을 높이는 역할을 한다. 농업분야에서는 기후변화 영향을 예측하고 평가하기 위한 고해상도 공간자료 기반 모델링에 대한 연구 수요가 빠르게 증가하고 있으며, 이에 따라 공간 샘플링의 필요성과 중요성이 증가하고 있다. 본 연구는 국내 농지 공간샘플링 연구를 통해 농업분야 기후변화연구의 공간자료 활용의 효율성을 제고하고자 하였다. 본 연구는 층화랜덤샘플링 을 기반으로 하였으며, 1 km 해상도의 농지 공간격자자료 모집단 (11,386개 격자)에 대해서 RCP 시나리오별 (RCP 4.5/8.5) 연대별 (2030/2050/2080년대) 공간샘플링을 설 계하였다. 국내 농지는 기상 및 토양 특성에 따라 계층화 되었으며, 샘플링 효율 극대화를 위해 최적 층화 및 샘플 배정 최적화를 수행하였다. 최적화는 작물수량, 온실가스 배출량, 해충 분포 확률을 포함하는 16개 목표 변수에 대해 주어진 정밀도 제한 내에서 샘플 수를 최소화하는 방향으로 진행되었다. 샘플링의 정밀도와 정확도 평가는 각각 변동계수 (CV)와 상대적 편향을 기반으로 하였다. 국내 농지 공간격자 모집단 계층화 및 샘플 배정 및 샘플 수 최적화 결과, 전체 농지는 5~21개 계층, 46~69개 샘플 수 수준에서 최적화되었다. 본 연구결과물들은 국내 농업시스템 대표 공간격자로써 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 기후변화 영향예측 공간모델링 연구들에 활용되어 샘플링 비용 및 계산 시간을 줄이면서도 모델의 효율성을 높이는 데에 기여할 수 있다.

우리나라는 온실가스 감축을 향한 국제사회의 연대에 적극적으로 참여 하여 온실가스 감축목표를 설정하고, 구체적인 설계와 실행을 담당할 기구를 구성하는 한편 법 제정 등 법적 근거를 마련하고 있다. 특히 ‘탄소 중립기본법’이 제정되어 시행을 앞두고 있으나, 법 규정의 추상성과 관련 분야별 개별입법문제 등은 여전히 시급한 과제로 남아 있다. 캘리포니아 주 기후위기법안은 온실가스 감축의 목표가 주민의 건강과 안전에 관한 것임을 명확히 규정하고, 기후위기에 대응하기 위한 온실가스 감축의 구체적 내용도 담고 있다. 또한 온실가스 감축과정에서 등장하는 이산화탄소 포집과 저장 및 활용 등 새로운 기술적 개념 등에 대하여 직접 정의 함으로써 입법목적 구현의 명확한 해석 기준으로 작용할 수 있도록 하고 있다. 특히 관련 기술의 사용에 관한 세부사항까지 구체적으로 규정하여 관계 당사자의 이해를 돕고 있다. 이와 같은 구체적인 규정은 온실가스 감축과정에서 대립이 필연적일 수밖에 없는 관련 사업 분야와 지역주민 등 이해당사자의 이해와 협력을 통한 수용성 제고 등에 필요한 부분이라고 할 것이다. ‘탄소중립기본법’에서 규정하고 있는 입법과제인 이산화탄소 포집 및 활용·저장 기술(CCUS)에 관한 사항들은 새로운 개념일 뿐 만 아니라 기술개발과 활용과정에서의 안정성 확보 등으로 인해 직접적인 산업계의 이해당사자 뿐만 국민들의 수용성 제고 또한 필수적이라 할 것이다. 향후 관련 입법과정에서 캘리포니아주의 기후위기법안이 갖고 있는 세부적인 특성들이 시사 하는 바가 적정하게 참고 될 수 있기를 바란다.