본 연구에서는 대류권부터 중층대기까지 전체 대기의 기체상 화학과정을 전지구 규모에서 수치 모의하도록 고 안된 두 가지 대기화학과정(Strattrop와 CRI) 각각을 영국 지구시스템모형(UKESM)에 연동시켜 CMIP6 과거기후 모의 를 수행하였다. 두 대기과학과정에 따른 모의 결과를 재분석자료와 비교하여 기체상 대기화학과정에 따른 전지구시스템 모형의 모의 특성의 변화를 살펴보았다. 단순화된 화학과정인 Strattrop를 기본 장착한 UKESM-Strattrop과 오존 화학과 정을 강화한 CRI 대기화학과정을 연동시킨 UKESM-CRI의 수치 모의는 1981-2010년 약 30년 기간 CMIP6 과거기후 모의이며, 모형의 가동은 CentOS-8 기반 리눅스 클러스터에서 수행되었다. 이 두 모의 실험 결과의 분석은 마지막 10년(2001-2010) 결과만을 이용하였다. 두 모델이 모의한 대류권 지상 기온과 강수량은 전지구 공간 분포와 월별 시계열 의 변동에서 기존에 보고된 결과와 유사하게 나타났고, 대기화학과정에 의한 특징적인 변화는 크게 두드러지지 않았다. 하지만 모델 모의 전지구 평균 기온의 선형 증가율의 경우, UKESM-Strattrop은 ERA5 재분석자료와 비슷한 선형 시간 변화 경향을 보였으나 UKESM-CRI는 더 크게 증가하도록 모의하였다. 에어로졸 광학 두께(AOD)의 공간 분포는 두 모델 모두 사막 지역을 제외하고 MERRA-2 재분석자료와 유사했다. 기체상 화학과정이 강화된 UKESM-CRI는 예상했 던 바와 같이 UKESM-Strattrop 보다 오존전량에서 MSR 재분석자료와 더 유사한 결과를 보였으며, 성층권 오존분포에 서는 MERRA-2 재분석자료에 더 가까운 결과를 보였다. 특히, 적도 성층권에서 나타나는 준격년진동(QBO) 현상과 QBO와 연관된 적도 성층권 오존 농도의 증가와 감소 현상의 모의는 UKESM-CRI가 UKESM-Strattrop 보다 더욱 잘 일치하였다. 이를 통해 보다 정교한 전지구규모 대기화학과정의 도입은 대기 조성 물질의 수치 모의 성능을 향상시키며, 더 나아가 중층대기 Brewer-Dobson 순환(BDC)의 모의에 도움이 됨을 확인할 수 있다.

기후 모형에서 해면수온을 정확하게 모의하는 것은 해수면의 에너지 규모를 표현하고 해양-대기 상호작용 내 에너지 균형을 정량화한다는 측면에서 중요하다. 그런데 기후 모형 모의에서 이러한 해수면 온도가 지속적인 오차를 보 이는 몇몇 지역이 있고, 북서태평양은 많은 기후 모형 모의에서 음의 오차를 보이는 지역 중 하나이다. 많은 연구가 이 오차와 관련하여 수행되었지만 대부분은 오차의 연평균 및 앙상블평균에 초점을 맞추어 진행되었다. 하지만, 본 연구는 31개 CMIP6 모형의 과거 해면수온을 분석하여 다중 모형 평균 및 개별 모형의 북태평양 오차의 패턴과 그 크기를 계 절별로 분석하였다. 이 음의 오차는 비슷한 공간 분포를 가진 대부분의 CMIP6 모형에서 나타나며 연중 내내 존재한다. 계절별로는 봄(1.7oC)과 여름(1.8oC)에 오차의 크기가 더 크고, 가을(1.3oC)과 겨울(1.2oC)에는 소폭 감소한다. 또한 북서태평양의 여름과 겨울에는 다른 계절에 비해 개별 모형 간의 차이가 더 크다.