Development of Oceanic General Circulation Model for Climate Change Prediction

기후변화예측을 위한 해양대순환모형의 개발

In this study, Ocean General Circulation Model (OGCM) has been developed as a counterpart of Atmospheric General Circulation (AGCM) for the study of coupled ocean-atmosphere climate system. The oceanic responses to given atmospheric boundary conditions have been investigated using the OGCM. In an integration carried out over 100 simulated years with climatological monthly mean data (EXP 1), most parts of the model reached a quasi-equilibrium climate reproducing many of the observed large-scale oceanic features remarkably well. Some observed narrow currents, however, such as North Equatorial Counter Current, were inevitably distorted due to the model's relatively coarse resolution. The seasonal changes in sea ice cover over the southern oceans around Antarctica were also simulated. In an experiment (EXP 2) under boundary condition of 10-year monthly data (1982-1991) from NCEP/NCAR Reanalysis Project model properly reproduced major oceanic changes during the period, including El Ni$\tilde{n}$os of 1982-1983 and 1986-87. During the ENSO periods, the experiment showed eastward expansion of warm surface waters and a negative vertical velocity anomalies along' the equator in response to expansion of westerly current velocity anomalies as westerly wind anomalies propagated eastward. Simulated anomalous distribution and the time behavior in response to El Ni$\tilde{n}$o events is consistent with that of the observations. These experiments showed that the model has an ability to reproduce major mean and anomalous oceanic features and can be effectively used for the study of ocean-atmosphere coupling system.

본 연구에서는 해양-대기 접합기후계의 연구를 위해 대기대순환모형에 대응하는 해양대순환모형을 개발하였고 이 해양대순환모형을 이용하여 주어진 대기경계조건에 대한 해양의 반응을 연구하였다. 기후학적 월평균값을 이용하여 모형을 100년동안 적분하였을 때(EXP 1), 해수온과 해류 등 모사된 대규모 해양상태는 관측과 유사하게 나타났다. 그러나 북적도반류와 같은 좁은 구역의 해류는 모형이 성긴 격자를 사용함으로 불가피하게 흐트러졌다. 남극주변의 남빙양상의 해빙의 계절변화 또한 잘 모사되었다. NCEP/NCAR Reanalysis Project로부터 얻어진 10년 월평균자료(1982-1991)를 경계조건으로 한 EXP 2에서 모형은 1982-1983과 1986-1987의 엘니뇨를 포함하는 그 기간 동안의 주요한 해양변화를 적절히 모사해 내었다. ENSO기간 동안 모형은 편서풍 아노말리의 동진에 따른 서향류 아노말리에 반응하여 동쪽으로 팽창하는 더운물과 적도를 따른 음의 연직속도 아노말리를 보여주고 있다. 엘니뇨와 상관한 아노말리 분포와 그 시간전개는 관측과 일치하고 있다. 일련의 실험들은 본 모형이 해양의 평균상태 및 아노말리를 재생산하는 능력을 가지고 있고, 해양-대기 결합계의 연구를 위해 효과적으로 사용될 수 있음을 보여준다.