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.

Climate and its variability characterize abiotic environment for species on the earth. Increased seasonality in higher latitude and/or pronounced diurnal temperate range in higher ground as well as decreasing mean temperature are major climate gradients to which organisms must adapt through physiological and behavioral plasticity. IPCC AR5 pointed out that climate variability and its regional behavior remain top concerns, which may well pose great challenges to climate change biology. We use Nicrophorus nepalensis (Coleoptera: Silphidae) a wide-distributed burying beetle in low latitude Asia as model species to investigate possible impacts of climate variability on species performance. N. nepalensis is a scavenging species exploring carcasses for feeding and reproduction. To consider their breeding performance, we baited N. nepalensis by small mouse carcasses and measured the rate at which they successfully buried the carcasses into soil. We look at climate variability along elevational gradients of intact forest and open habitats exposure to agricultural activities. The probability of successful breeding is higher in intact forest than that in open habitat with unimodal fashion of peak at 1800m. We found that local climate variability, more specifically, the diurnal temperature range (DTR), impedes successful breeding of N. nepalensis. Despite variable environmental conditions associated with habitat opening, such as increased soil density, reduced leaf litter amount and relative humidity, enlarged DTR seems to be the principal cause of failure. The negative effects of greater DTR on breeding success were confirmed by laboratory experiments. DTR remains stable in primary forests, in contrast to its increase in more disrupted habitats along the same transect. Reducing vegetation cover exposes mountains to radiant heating, a trend with significant elevational effect, resulting in large DTR in high lands. Although N. nepalensis is widely distributed in the mountain areas, non-forest patches support only part of their life cycle, different function groups to support decomposition process at open habitats are expected. Climate change and habitat degradation are among the major drivers of biodiversity loss. Our study highlights land-use and land-cover change (LULCC) in altering local temperature variability and reinforces the concern of its interplay with climate change.

대기 및 해양의 대규모 환경에서 열대저기압 발생의 잠재적 빈도는 잠재생성지수(GPI; Genesis Potential Index)를 이용하여 예측할 수 있다. 본 연구에서는 18개의 CMIP5 기후모델을 이용하여 GPI의 연진동 및 경년변동성이 분석되었다. 비교를 위하여 재분석자료로부터 계산된 GPI의 연진동이 재조명되었다. 특히 CMIP5 기후모델과 재분석자료에 의한 GPI가 비교되었고, 그 차이에 대한 가능한 해석이 논의되었다. ENSO (El Nino and Southern Oscillation)는 열대 저기압 발생 및 경로에 영향을 주는 열대 기후현상이다. 잠재생성지수가 네 개의 대규모 매개변수의 함수임을 이용함으로써 열대저기압발생에 대한 역학적 해석이 제시되었다. 본 연구에서는 엘니뇨 혹은 라니냐 해에 GPI 편차를 논의하였고, 그 편차에 가장 영향을 많이 주는 인자를 찾았다. 또한 여러 대규모 인자를 활용하여 북태평양지역 열대저기압 발생에 대하여 가능한 기작을 논의하였다.

Changes in the earth's climate depend on changes in the net sunlight reaching us. The net depends on the sun's output and earth's reflectance, or albedo. Here we develop the limits on the changes in the sun's output in historical times based on the physics of the origin of solar cycle changes. Many have suggested that the sun's output could have been 0.5% less during the Maunder minimum, whereas the variation over the solar cycle is only about 0.1%. The frequencies of solar oscillations (f- and p-modes) evolve through the solar cycle, and provide the most exact measure of the cycle-dependent changes in the sun. But precisely what are they probing? The changes in the sun's output, structure and oscillation frequencies are driven by some combination of changes in the magnetic field, thermal structure and velocity field. It has been unclear what is the precise combination of the three. One way or another, this thorny issue rests on an understanding of the response of the solar structure to increased magnetic field, but this is complicated. Thus, we do not understand the origin of the sun's irradiance increase with increasing magnetic activity. Until recently, it seemed that an unphysically large magnetic field change was required to account for the frequency evolution during the cycle. However, the problem seems to have been solved (Dziembowski, Goode & Schou 2001) using f-mode data on size variations of the sun. From this and the work of Dziembowski & Goode (2003), we suggest that in historical times the sun couldn't be much dimmer than it is at activity minimum.

This study evaluated the performance of GFDL HiRAM, a fine resolution AGCM, in the simulation of GPI (Genesis Potential Index) of tropical cyclone and its temporal variation over the Western North Pacific (WNP). We analyzed the AMIP simulation by the AGCM for the 30-year (1979-2008) forced by observed sea surface temperatures as the lower boundary condition. Since GPI depends on the five large-scale environmental factors(850 hPa absolute vorticity, 700 hPa relative humidity, vertical wind shear, maximum potential intensity, and 500 hPa vertical velocity), the biases of the simulation are examined for these factors as well as GPI itself. The results are compared with the ECMWF Interim reanalysis (ERA-I), and the analyses show that both the mean spatial pattern and the seasonal cycle of GPI over the WNP are reasonably simulated by HiRAM. But the magnitude of GPI is significantly underestimated due to the combined contribution of negative biases in four factors excluding the low-level vorticity. It is demonstrated that the three leading modes of spatio-temporal variability of GPI in EOF analysis for ERA-I are associated with ENSO, climate change with long-term trends, and SST anomalies over the WNP. The response of GPI to ENSO is more or less captured by HiRAM, including the east-west shift of Typhoon genesis location. However, it is supposed that unrealistic response of GPI and its factors to La-Nina or eastern Pacific El-Nino is an important shortcoming of HiRAM. In addition, HiRAM fails to reproduce the characteristic spatiotemporal variation associated with the climate change mode of GPI. The key findings from this study provide helpful guidance for improvement of HiRAM.

계절별 유량의 연간 변동성은 열대지역의 해수면 온도와 같은 기후요소들을 사용하여 예측될수 있으며, 일 유출량의 변동성은 기상요소들을 사용하여 예측할 수 있다. 또한, 유출량은 하천에서 비점오염원으로부터의 오염물질 부하량과 밀접한 관계를 가진다. 이러한 관계에 기초하여, 이 연구에서는 기후 및 기상 예측 값들을 활용하여 계절별 그리고 일별 영양물질 부하량을 예측한다. 영양물질으로는 총질소(TN)의 부하량을 예측하였으며, 미국 동남부 지역에 위치한 18개 관측 지점을 대상으로 하였다. 계절별 영양물질 부하량 예측을 위해서는, 우선 기후 예측값을 사용하여 계절별 유출량을 모의하고, 모의된 유출량값들을 사용하여 다시 영양물질 부하량을 예측 하였다. 이를 위해 겨울동안의 계절별 영양물질 부하량을 예측하기 위해 개발된 로그-선형 주성분 회귀분석 모형은 예측 강우량과 관측 강우량 사이의 유의한 관계를 나타내었으며, 예측 강우량을 사용하여 유출량을 성공적으로 예측할 수 있었다. 일 영양물질 예측을 위해서는 기상조건을 대표하는 일일 선행 강우 예측값과, 초기 유역 조건을 대표하는 과거 3일의 일유량 평균값을 두개의 예측치로 사용였으며, 모형으로는 비모수 재표본 방법을 사용하였다. 이상으로부터 예측 모의된 계절 그리고 일 영양물질 부하량은 해당 유역에서의 기준 영양물질 부하량을 초과하지 않도록 하는 영양물질 배분 모형에 활용될 수 있으며, 수질 관리 계획을 위한 영양물질 배분 모형의 잠재적 유용성에 대해서 논의 하였다.

There have been many suggestions and much debate about climate variability during the Holocene. However, their complex forcing factors and mechanisms have not yet been clearly identified. In this paper, we have examined the Holocene climate cycles and features based on the wavelet analyses of 14C, 10Be, and 18O records. The wavelet results of the 14C and 10Be data show that the cycles of ~2180-2310, ~970, ~500-520, ~350-360, and ~210-220 years are dominant, and the ~1720 and ~1500 year cycles are relatively weak and subdominant. In particular, the ~2180-2310 year periodicity corresponding to the Hallstatt cycle is constantly significant throughout the Holocene, while the ~970 year cycle corresponding to the Eddy cycle is mainly prominent in the early half of the Holocene. In addition, distinctive signals of the ~210-220 year period corresponding to the de Vries cycle appear recurrently in the wavelet distribution of 14C and 10Be, which coincide with the grand solar minima periods. These de Vries cycle events occurred every ~2270 years on average, implying a connection with the Hallstatt cycle. In contrast, the wavelet results of 18O data show that the cycles of ~1900-2000, ~900-1000, and ~550-560 years are dominant, while the ~2750 and ~2500 year cycles are subdominant. The periods of ~2750, ~2500, and ~1900 years being derived from the 18O records of NGRIP, GRIP and GISP2 ice cores, respectively, are rather longer or shorter than the Hallstatt cycle derived from the 14C and 10Be records. The records of these three sites all show the ~900-1000 year periodicity corresponding to the Eddy cycle in the early half of the Holocene.

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.

기존의 수문학적 빈도분석기법은 극치수문자료가 IID(independent and identically-distributed) 조건을 갖는 독립사상이라고 가정하고 최적 확률분포형을 이용하여 재현기간에 대응하는 확률수문량을 산정하게 되는데 이를 극한치 이론(Extreme Value Theory, EVT)이라고 한다. 정상성 기반의 전통적 극한치 이론은 기후변화 및 변동에 의한 외부변화 요인을 반영하기에는 한계가 있음이 지적되어져 왔다. 본 연구에서는 장기간의 자료를 보유하고 있는 강릉, 서울, 인천, 대구, 광주, 부산 관측소의 24시간 연 극한치 강우자료를 대상으로 시간에 따른 경향성 분석을 하였으며 각 관측소별 강우자료를 1990년을 기준으로 이전과 이후의 강우자료로 나누어 최근 발생하고 있는 강우의 변화를 분석 하였다. 또한 기후변화를 고려하여 시간 자료를 분해하여 미래 100년의 강우를 모의하여 과거 관측 자료와 비교하였다. 또한 외부상관기상변수로써 ENSO(El Nino Southern Oscillation)를 이용하여 비정상성 빈도분석을 실시하였다.