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한반도·동아시아
미래 가뭄 전망
[참고 1]
미래 전지구 수문순환의 변화
[참고 2]
동아시아 물순환 변화
참고
문헌



한반도·동아시아
미래 가뭄 전망

강수변화 전망

- RCP 8.5 시나리오에 기반 한 현재(1971∼2000) 대비 미래(2070~2099) 강수변화 전망.
- 여름철 동아시아 대부분의 지역에서 강수량이 증가하나, 겨울철 남중국해에서 일본 남해상에 이르는 지역에서 강수량이 감소할 것으로 전망됨.
- 동아시아평균 강수량은 약 5.5% 증가. 여름철은 15.3% 증가하며 겨울철은 7.3% 감소할 것으로 전망됨.

동아시아강수량변화그림
그림 1. HadGEM-AO 미래기후시나리오의 동아시아 강수량 변화. [국립기상과학원, 2012 그림 4.7]



하천 유출량 변화 전망

- 한강과 낙동강의 유출량은 한반도 강수량의 계절변동과 유사함.유출량의 계절변화는 대체로 7월에 최대값, 겨울과 봄철에 최소값이 나타남.
- 한강과 낙동강의 유출량의 변화는 21세기 후반으로 갈수록 유출량이 증가하며, 특히 여름철 유출량의 증가가 다른 계절에 비해 클 것으로 전망됨.

하천유출량변화1 하천유출량변화2
그림 2. HadGEM-AO 미래기후시나리오의 한반도 유출량 변화. [국립기상과학원, 2012 그림 4.9, 10]



하천 저수용량과 증발량 전망

- 미래 동아시아 강수량의 증가로 인해 하천 유출량 증가하고 이에 따라 하천 저수용량이 증가할 것으로 전망됨. 온실가스 증가에 따른 미래 동아시아 기온 상승은 지표면 증발에도 큰 영향을 미침.
- 강수량의 증가가 유출량과 하천 저수용량을 증가시키지만 기온의 상승으로 인해 지표면 증발을 더욱더 활발해 짐. 따라서 동아시아 지역에서 21세기 후반으로 갈수록 증발량이 점점 증가할 것으로 전망됨.

하천 저수용량의 변화 하천 증발량 변화
그림 3. HadGEM-AO 미래기후시나리오의 동아시아 하천 저수용량 변화. [국립기상과학원, 2012 그림 4.11, 12]



토양수분 전망

- 미래 지표 증발량이 크게 증가함에 따라 지표면부근 (0∼10 cm)에서 토양수분의 감소가 21세기 후반으로 갈수록 뚜렷해짐.
- 강수와 하천 저수용량이 증가하는 것과는 반대로 중국 일부 지역을 제외하고 한반도와 일본전역에서 지표 부근 토양수분의 감소가 전망됨.
- 반면, 토양 깊숙이 들어갈수록 토양수분이 감소하는 영역이 줄어들어 깊은 토양에서는 토양수분이 증가할 것으로 전망됨.

토양수분변화1 토양수분변화2
그림 4. HadGEM-AO 미래기후시나리오의 동아시아 토양수분 변화. [국립기상과학원, 2012 그림 4.13, 16]



우리나라 미래 가뭄 전망

- 미래 가뭄의 경향은 봄철 및 겨울철에 크게 증가할 것으로 전망되었으며, 미래 기후변화가 기상학적 가뭄 보다는 수문학적 및 농업적 가뭄에 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었음(손경환 등, 2014).
- 단기간의 지속기간을 갖는 농업가뭄의 경우 현재보다 가뭄이 심화되며, 수문학적 가뭄의 경우 단기 및 장기간의 지속기간에 상관없이 모두 현재보다는 미래에 가뭄심도가 더 깊어질 가능성이 있음(김호성 등, 2010).
- 미래 한강유역의 물부족량은 장기적으로 증가하는 것으로 나타났으며 특정 소유역에서 물부족이 가중되는 모습을 보였으며, 장기적으로는 물부족 소유역이 한강유역 전체에서 증가가 예상됨(김수전 등, 2010).

[참고 1]
미래 전지구 수문순환의 변화




[참고 1] 미래 전지구 수문순환의 변화(IPCC 5차 평가보고서)

- 전지구에서 21세기에 강수는 점진적으로 증가할 것으로 전망되며, 강수 증가는 하층 대류권 수증기량의 증가율보다 작을 것으로 전망됨. 일부 중위도의 아열대 건조 지역은 강수가 감소할 가능성이 높음.
- 토양수분과 가뭄에 대한 미래전망은 다른 기후요소 비해 상대적으로 불확실하나, 지중해, 미국 남서부, 아프리카 남부 지역은 더 건조해 질것으로 전망됨. 남북반구 고위도 지역은 유출수 증가 가능성이 높으며 이는 강수 증가와 일치함.
- 동아시아는 강수와 증발량이 증가하고 토양 수분은 다소 감소할 것으로 전망됨.

연평균 수문순환의 변화
그림 5. 미래기후시나리오의 전지구 연평균 수문순환 변화. [IPCC, 2013 TFE. 1, 그림 3]




[참고 2]
동아시아 물순환 변화

[참고 2] 동아시아 물순환 변화

※ 물 순환은 인접한 국가 간에 유기적으로 연결되어있음.
※ 우리나라 인근 봄철 강수량은 육지 증발 수분의 영향이 62%.
※ 21세기 말에는 육지 증발 수분의 영향이 감소함.


- 지역 강수량은 외부에서 유입된 수분의 영향이 크며, 수분을 공급하는 지역의 증발량 변화에 민감하게 반응함. 특히 강수량이 육지 증발에서 비롯된 경우에 증발 지역의 토지, 식생 등의 변화에 매우 민감함.
- 따라서 지역 강수의 특성을 이해하기 위해서는 지역강수의 수분이 어디에 근원하며, 얼마나 영향을 받는지 알아야 함.

연평균 수문순환의 변화
그림 5. 미래기후시나리오의 전지구 연평균 수문순환 변화. [IPCC, 2013 TFE. 1, 그림 3]



□ P. W. Keys et al. (2017)

- 물 순환은 각 국가 간에 유기적으로 연결되어있음.
- 물 순환과 관련하여 지역적, 국제적 규모의 협의가 필요함.

아시아 각 국가의 강수 소스
그림 6. 아시아 각 국가의 강수 소스. 선의 너비는 총 강수량에 대한 강수 소스의 비율.
두 국가 간에 강수 소스를 주고받는 경우, 선의 색은 수분을 더 많이 받는 국가의 색.



□ Guo et al. (2019)

- 우리나라 인근(Region3) 강수 중에서 자체증발에 의한 강수는 10%, 육지의 영향 51%, 해양의 영향 39%, 아열대의 영향 56%, 열대의 영향 34%
  · 해양의 영향은 태평양과 인도양에서 각각 50%씩 영향을 받음

- 봄철에 육지 영향이 62%로 가장 큼.
  · 겨울철의 눈과 얼어붙은 토양이 봄철에 증발하여 큰 영향을 미침.


Table 1. 우리나라 인근 계절별 강수소스(%) [Guo et al. (2019) Table 1]

우리나라 인근 계절별 강수소스
계절 열대해양 열대육지 아열대해양 아열대육지 지역수분
ANN 28 6 11 45 10
DJF 17 9 36 29 9
MAM 20 8 9 54 9
JJA 33 6 7 44 10
SON 19 5 22 43 11


□ Kim et al. (2016)

- 동아시아에서 육지증발량에 기인한 육지 강수량의 비율은 약 66%
 · 겨울철: 51%, 여름철: 70%
 · 고도가 높은 지역은 자체적인 수분 재사용이 많음

- 한반도 인근에서 육지증발에 기인한 육지 강수량의 비율은 약 48%
  · 겨울철: 50%, 여름철: 47%으로 한반도 인근 강수는 유라시아 대륙의 수분과 해양의 수분의 영향이 거의 동일하게 작용함.

- 한반도 인근에서 증발된 수분이 다시 육지에 강수로 내리는 비율 37%
- 미래(RCP8.5)에 한반도 인근 육지증발에 의한 강수의 비율은 45%로 감소

육지증발량의 영향1 육지증발량의 영향2
(a)          (b)
그림 7. 연평균 육지 강수량에 미치는 육지 증발량의 영향(%).
(a) 20세기 후반(1970-1999), (b) 21세기 후반(2070-2099). [Kim et al. (2016) Fig. 2]






참고
문헌

참고문헌

- 국립기상과학원, 2012: 전지구 기후변화 보고서 2012.
- 김수전, 김병식, 전환돈, 김형수, 2010: 고해상도 RCM 자료를 이용한 기후변화가 한강유역의 수자원(이수적 측면)에 미치는 영향 평가, 대한토목학회논문집, 43(3), 295-308.
- 김호성, 박진혁, 윤재영, 김상단, 2010: 극한가뭄의 시공간적 특성에 대한 기후변화의 영향을 평가하기위한 SAD 곡선의 적용, 대한토목학회논문집, 30(6), 561-569.
- 손경환, 배덕효, 안재현, 2014: 미래기후-수문정보에 따른 국내 가뭄의 전망 및 분석, 한국수자원학회 논문집, 47(1), 71-82.
- Kim Jin-Uk, Johan Lee, Kyung-On Boo, Sungbo Shim, Jee-Eun Kim, and Young-Hwa Byun, 2016, Effects of Continental Evaporation for Precipitation Over East Asia in the Past and the Future of HadGEM2-AO Climate Model, Atmosphere, 26(4), 553-563.
- Keys Patrick W., Lan Wang-Erlandsson, Line J. Gordona, Victor Galaz, and Jonas Ebbesson, 2017, Approaching moisture recycling governance, Global Environmental Change, 45, 15-23.
- Guo Liang, Ruud J. Van Der Ent, Nicholas P. Klingaman, Marie-Estelle Demory, Pier Luigi Vidale, Andrew G. Turner, Claudia C. Stephan, AND Amulya Chevuturi, 2019, Moisture Sources for East Asian Precipitation: Mean Seasonal Cycle and Interannual Variability, JOURNAL OF HYDROMETEOROLOGY, 20, 657-672.






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