산업화 이후 대기 이산화탄소를 포함한 온실가스 증가에 따라 전지구 기온이 빠르게 올라가고 있는데, 특히 북극의 온난화가 저위도에 비해 2-3배 빠르다. 그리고 온난화와 함께 북극 해빙의 농도와 면적도 지속적으로 감소추세에 있다. 이는 온난화에 대한 북극의 눈과 얼음에 의한 알베도 피드백, 표면기온 차이에 의해 더 많은 에너지를 잃는 플랑크 피드백, 저위도와 고위도의 안정도 차이에 의한 기온감률 피드백, 북극해 온난화에 의한 구름과 수증기 증가 피드백, 그리고 북극으로의 현열속 증가 등에 의한다. 이와 같이 급격한 북극 온난화에 반해 중위도에는 냉각화가 나타나고, 지역에 따라 한파가 더 자주 나타나고 오래 지속되는 경향을 보이는데, 이는 북극 온난화 증폭과 연관 있다는 연구결과들이 많이 보고되고 있다. 북극 온난화는 2가지 경로를 통해 중위도 냉각화로 연결되는데, 하나는 종관규모로 주로 블로킹과 로스비 파동의 발달에 의한 시베리아 고기압을 강화시켜 대류권에서 일어나는 현상이며, 두 번째는 북극 온난화에 의한 상층으로의 행성파 전달을 활성화하여 폴라보텍스를 약화시켜 성층권을 경유해 수개월 동안 나타나는 경로이다. 중위도 한파와 북극 온난화 증폭 간에는 수주에서 수개월의 시차가 존재하기 때문에, 북극 온난화부터 중위도 한파에 이르는 일련의 연쇄 과정을 이해할 수 있으면 겨울철 중위도 기상 예측의 정확성을 높일 수 있다. 이연구에서는 기존에 보고된 많은 결과들을 종합하고 온도와 해빙 변화 경향 분석을 통해 현재 진행되는 북극 온난화와 중위도 냉각화 경향 그리고 이 둘 간의 관계를 고찰해 보고자 한다.

In this study, we identified characteristics of heatwaves on the Korean Peninsula and related atmospheric circulation patterns using data on the daily maximum temperature (TMX) and reanalysis data for the past 42 years (1979-2020) and analyzed their connection to the Arctic oscillation (AO). The heatwave on the Korean Peninsula showed to be stronger and more frequent in the 2000s. The recent strong and frequent heatwaves on the Korean Peninsula are mainly affected by abnormal high-pressure over the Korean Peninsula on the middle/upper-level atmosphere and the strengthening of the North Pacific high pressure. Interestingly, composite difference of sea level pressure showed very similar results to the positive AO pattern. The correlation coefficients between the summertime AO and the TMX and HWD of the Korean Peninsula were 0.407 and 0.437, respectively, which showed a statistical significance in 1%, and showed a clear relationship with the abnormal high-pressure over the Korean Peninsula and the strengthening of the North Pacific high pressure. In addition, in the positive AO phase, the TMX and HWD of the Korean peninsula were approximately 30.1 ℃ and 14.6 days, which were about 1.2 ℃ and 8.8 days higher than in the negative AO phase, respectively. As a result of the 15-year moving average correlation analysis, the relationship between the heatwave and AO on the Korean Peninsula has increased significantly since 2003, and the linear relationship between them has become more apparent. Moreover, after the 2000s, when the relationship developed, AO had more strongly induced the atmospheric circulation pattern to be more favorable to the occurrence of heatwaves in the Korean Peninsula. This study implies that understanding the AO, which is the large-scale variability in the Northern Hemisphere, and the Arctic-mid latitude teleconnection, can improve the performance of global climate models and help predict the seasonality of the summer heatwave on the Korean Peninsula.

한파는 겨울철 동아시아 지역의 대표적인 위험 기상 현상으로, 시베리아 고기압에 지배적인 영향을 받으며, 북극 지역의 기압장이 일정 주기로 강약을 되풀이하는 북극진동의 위상과도 밀접한 관련이 있다. 또한, 한반도-일본 동쪽 해상에서 발달하는 저기압은 해수면 온도에 민감하고 한파발생 시 한반도로 유입되는 한랭 이류의 강화에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 겨울철 동아시아 한파의 대규모 배경장에 영향을 미치는 북극진동과 저기압과 관련된 급격한 기온 변화에 기여하는 동아시아 해안 지역의 해수면 온도를 분석하였다. 분석을 위해 49년(1969/70-2017/18) 동안 한반도 5개의 관측소에서 측정된 일 평균기온 중 하위 3%에 해당하는 날을 한파 사례로 선택하였다. 북극진동이 음의 위상일 때, 동아시아 지역에 위치한 기압골이 강해지며 극 지역의 한랭한 공기 유입이 강화되어 한파가 빈번하게 발생함을 확인하였다. 또한, 동아시아 주변의 해수면 온도가 평균보다 높은 경우 대기와 해양의 온도 및 습도 차이로 인해 현열 및 잠열 방출이 강화되며, 종관 저기압이 더 강하게 발달하여 기온이 빠르게 하강하는 극심한 한파가 발생할 가능성을 보였다.

4차 고기후모델링간 상호비교연구 (Paleoclimate Modeling Intercomparision Project phase 4; PMIP4)는 6차 접합모델간 상호비교연구 (Coupled Model Intercomparison Project phase 6; CMIP6)와 연계하여 제4기의 여러 시기에 대한 기후 재현 실험을 수행하고 있다. 여러 모델링 기관은 고유의 모델을 이용하여 CMIP6 DECK 실험군의 산업혁명기 이전 기후 실험(piControl)을 바탕으로, 6 ka 홀로세 중기 실험 (midHolocene), 21 ka 마지막 최대빙하기 실험(lgm), 127 ka 마지막 간빙기 실험 (lig127k)의 평형 기후실험들과, 850-1849 CE 마지막 천년 실험 (past1000), 21-9 ka 마지막 퇴빙기 실험, 140-127 ka 두 번째 마지막 퇴빙기 실험 등의 점진적 기후변화 실험들을 수행하고 있다. 이 기술노트에서는 이 PMIP4-CMIP6의 Tier 1 실험들과 경계 조건들을 소개하고 제4기 기후의 이해를 위해 추가적으로 수행중인 Tier 2와 Tier 3 실험들을 정리하였다.

곰소만을 접하고 있는 주진천 하류역의 표층시료로부터 항산화 유기질로 이루어진 해성 와편모조류와 염습지 식물의 화분 산출 특성을 이용하여 주진천에 바닷물의 최대 유입한계유역을 파악하였다. 이들의 상대적인 산출비를 통하여 주진천 하류역에서는 연안 해역, 기수역 및 담수역으로 더욱 세분하였다. JJR-41~JJR-36 정점구간에서 와편모조류의 풍부한 출현은 이 구간이 연안해역임을 잘 반영한다. JJR-35~JJR-5 정점구간에서는 해성 와편모조류와 냇가 또는 염습지 식물의 화분(예, 갈대속, 사초과)이 함께 출현하는 것으로 보아 기수역 환경을 나타낸다. 와편모조류가 JJR-4 정점까지 산출되는 것으로 보아 만조 시 바닷물이 이곳까지 최대로 유입하는 한계 유역일 가능성이 높은 것으로 해석된다. 이러한 해석은 해발고도기반의 만조 시 바닷물이 유입할 수 있는 최대 분포역을 나타낸 가상 침수도와 비교적 잘 부합된다.