• 생태와환경
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• 제45권4호
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• pp.378-391
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• 2012

본 연구에서는 2009~2010년 동안 한강 수계 인공댐 호소수 8개 지점 및 한강 본류 수계의 하천수 10개 지점의 총 18개 지점에서 인공댐 및 하류역 하천들에 대한 수질변이특성을 평가하고자 하였다. 이미 건설된 연속적 인공댐들이 상류로부터 하류까지 질소 (N), 인(P), 엽록소-a(CHL-a) 등의 화학적 수질 구배특성(Chemical gradient)에 미치는 영향을 분석하고, 수질 변수간의 경험적 모델(Empirical model)을 적용하여 하절기 몬순강우 특성 및 연별 집중강우 영향을 분석하였다. 한강수계는 상류에서 하류로 갈수록 수질이 악화되는 경향을 보였고 특히, 점오염원에 의한 오염물질의 유입은 수질변이에 가장 크게 작용하였으며, 특히 하류부의 중랑천 유입수는 수질을 급격하게 악화시키는 것으로 나타났다. 또한 하절기의 몬순강우는 하류역에서 총인(TP), 총질소(TN) 및 전기전도도(EC)값을 크게 낮추어 수질향상에 기여하였다. 5개의 인공댐들에서 총질소(TN), 총인(TP) 및 N:P 무게비에 대한 엽록소-a (CHL-a)의 경험적 모델식 평가에 따르면, 로그전환된 총인(TP)은 엽록소-a (CHL-a)농도 변이를 33.8% ($R^2$=0.338, p<0.001, 회귀식 기울기=0.710) 설명하였으나, 총질소 (TN) 변이는 21.4% 설명에 그쳤다 ($R^2$=0.214, p<0.001). 또한 N:P 무게비의 산정에 따르면, 본 인공호들에서는 모두 N:P 비가 29 이상으로 인 제한효과로 나타났으며, 총질소(TN)의 농도는 모든 수체에서 이미 $1000{\mu}g\;L^{-1}$을 상회하여 조류성장에 풍부한 것으로 나타나 엽록소-a (CHL-a)의 증감은 인(P)에 의해 조절되는 인 제한요인(P-limitation)으로 나타났다. 그러나 엽록소-a (CHLa)의 증감은 또한 개별적 인공댐에서 보여주는 바와 같이 부유물 증가에 의한 광투과도 저하, 수체류시간 감소에 의한 세척효과(Washing-out) 등도 부가적으로 영향을 미치는 것으로 나타났다. 결론적으로, 한강수계에서 하천 및 인공댐의 연속선 상에서 하천에 대한 댐의 이화학적 수질 특성에 미치는 영향은 미미한 것으로 나타났다. 반면, 유입 지천과 하천 유역의 점오염원으로부터의 방류수 유입은 이화학적 수질 변이에 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 연속적 인공댐의 수체에서 대형 무척추동물 및 어류와 같은 생물학적 지표를 이용한 영향평가도 수질과 같은 측면에서 연구될 필요가 잇는 것으로 사료되었다.

• 생태와환경
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• 제39권1호통권115호
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• pp.73-84
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• 2006

본 연구는 영산강 수계 내 10개 지점의 이화학적 수질에 관한 시공간적 변이상태를 분석하기 위해 1995년부터 2004년까지 측정된 환경부 수질데이터를 이용하여 분석하였다. 이용된 수질 변수는 전기전도도(Conductivity), 생물화학적 산소요구량(BOD), 화학적 산소요구량(COD), 용존산소량 (Dissolved oxygen), 총인 (Total phosphorus), 총질소 (Total nitrogen) 및 총부유물 (Total suspended solids)의 7개 항목으로서 계절별, 연별, 및 조사지점별 농도변이가 큰 것으로 나타났다. 영산강 수계 내에서의 이화학적 수질측정값은 계절성 강우에 따라 수질측정값의 변동 폭이 심하며, 대부분의 수치 농도변이는7 ${\sim}$ 8월에 집중되는 하절기 몬순 강도에 의해 조절되었다. 장마기에 이온희석의 지표로 사용되는 전기전도도와 총인, 총질소와 같은 영양염류들의 경우 강우량과 역 상관관계 (|r|> 0.32, P< 0.01, n=119)를 보였으나, 생물학적 산소 요구량과 화학적 산소요구량의 경우에는 강우분포와 통계학적 유의성 (p>0.05, n=120)을 보이지 않았다. 총인, 총질소 및 전기전도도는 대부분 장마 중인 7 ${\sim}$ 8월에 최소값을 보였는데, 이는 강우에 의해 오염물질이 희석되기 때문으로 사료되었다. 반면, 총부유물의 유입은 하절기 몬순 동안에 최대치를 보여 이온 감소와는 대조적인 특성을 보였다. 생물학적 산소요구량의 계절적 변화패턴은 화학적 산소요구량과 유사한(r.=0.592, P<0.01)양상을 보였으며, 마찬가지로 총질소의 변차패턴 또한 총인과 유사한 (.=0.529, P<0.01) 양상을 보였다. 용존산소량의 계절별 변화에 따르면, 수온이 낮은 겨울에 최대값을 보이며 온도가 높은 여름에 최소값을 보여 수온과의 역 상관관계를 보였다. 지점별 변화 패턴 분석에 따르면, 전기전도도를 제외한 총인, 총질소, 생물학적 산소요구량, 화학적 산소요구량 및 총부유물은 상류 및 하류역 보다 중류역에서 높은 농도를 보인 반면, 전기전도도의 경우에는 하류역에서 높은 농도를 보였다. 특히, 총인, 총질소, 생물학적 산소요구량 및 화학적 산소요구량은 지점 4(광주 2)에서 급격히 악화되는 양상을 보였으며, 이는 광주도심으로부터 유출되는 가정하수 및 인접한 공단에서 배출하는 폐수유입에 의한 영향으로 사료되었다. 따라서, 영산강의 수질 개선을 위해서는 이런 도심지역의 오염부하 저감을 통한 효율적 수질관리가 요구된다.

• 자원환경지질
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• 제43권4호
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• pp.333-341
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• 2010

금강의 지류인 유구천과 정안천은 공주시 일대에서 금강 본류에 합류하는데 금강 중류는 현하상과 구하상에 모래를 많이 포함하는 하천 퇴적물이 널리 분포하고 있다. 금강 중류유역에서는 풍화에 상대적으로 약한 중생대의 화강암이 주요한 기반암이지만 금강 상류로 갈수록 풍화에 강한 선캠브리아기의 편마암이 기반암을 형성한다. 하천퇴적물의 주요 기원암은 연구지역 일대의 유구천과 정안천 하류를 포함하는 금강 중류수계 주변에 분포하는 선캠브리아기의 편마암과 중생대의 화강암이며, 석영과 장석이 우세한 특징을 보인다. 금강중류에 분포하는 조립질 퇴적물은 기후가 온난 다습해지는 기후조건하에서 강우량 증가에 따라 하상을 따라 운반된 퇴적물과 금강 본류와 지류들의 합류부 주변에서 조성된 범람환경하에서 형성되었다. $^{14}C$ 연대분석을 통하여 금강중류 유역의 가장 오래된 니질퇴적층의 연대가 약 9,430 yr BP임을 확인하였으며, 이에 따라 더 하부에 분포하는 사질퇴적층은 플라이스토세말에서 홀로세 초기에 퇴적된 것으로 판단된다. 그러나 대부분 현하상에 분포하는 퇴적층은 3,000-6,000 yr BP로 나타나며, 이는 그 형성시기가 홀로세 중기와 그 이후로서 기후변화로 인해 여름몬순(summer monsoon) 이 강하게 작용했던 시기이다. 금강중류의 하상과 범람원 퇴적층의 퇴적율을 보면, 하상사질층은 KJ-29 시추공에서 0.12 cm/yr-0.16 cm/yr, KJ-28 시추공의 범람원 퇴적층은 0.02 cm/yr-0.09 cm/yr로 각각 산정되었으며, 범람원보다 현하상에 가까울수록 퇴적율이 높게 나타났다.

• 생태와환경
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• 제38권1호통권110호
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• pp.54-62
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• 2005

본 연구는 하절기 집중강우가 하천의 부영양화도, 이온변화, 산소요구량에 영향 평가로서 수질 변수들 간의 상호관계를 분석하였다. 용존산소(DO) 농도는 수온과 역상관 관계 (r= -0.99, p<0.001)를 보였다. 대부분 수질변이는 7 ${\sim}$ 8월에 발생 하였으며, 이들의 대부분은 하절기 집중강우와 직접적인 연관성을 보였다. pH의 경우 6.5 이하의 최소값은 최대 강우를 보인 8월에 관측되었는데, 이는 강우에 의한 수소이온농도의 희석현상에 의한 것으로 사료되었다. 전기전도도 또한 강우분포를 반영하였다. 즉, EC 값은 다른 계절보다 하절기에 좀 더 높은 값을 보였으며, 강우와의 직접적 연관성을 보였다. 연구결과에 따르면, 이온희석 현상은 강우 전의 하절기에는 높았지만, 집중강우 후 짧게는 4 ${\sim}$ 5일 길게는 1 ${\sim}$ 2주 후에 이온이 희석되는 것으로 나타나 강우와 하천수의 이온농도사이에 뚜렷한 반응시간의 지체현상을 보였다. COD의 계절적 변화 페턴은 BOD와 유사한(r= 0.55, p<0.001) 양상을 보였다. 총질소 (TN)는 총인 (TP)에 비해 변이 폭이 적었으며, 3월의 갈수기에 최소값을 보였다. 대조적으로, 총인 유입은 하절기 몬순동안에 주로 발생하였고, 총부유물(TSS)과 유사한 계절 변화 양상을 보여인(P)의 증가가 수계에서 유발되는 무기성부유물과 밀접하게 연관성을 갖는 것으로 나타났다. 총인: 총질소의 무게비는 질소 변이 (r= -0.21, p<0.01)보다는 총인(r= -0.51, p<0.01)의 변이에 의해 결정되었으며, 총인이 제한 요인으로 작용할 것으로 사료되었다. 본 계류형 하천에서 수질을 조절하는 1차 요인은 강우시기 및 강고로 사료 되었으며, 최대 변이는 하절기의 첨두강우와 일치하였다.

• 생태와환경
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• 제35권3호통권99호
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• pp.160-171
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• 2002

본 연구는 낙동강 하류에서 장마 기간의 강우가 수질 변화에 미치는 영향을 평가하였다. 1997년 하절기 장마기간 주요 집수역의 강우상황을 분석하고 낙동강 하류역 (물금)에서 $1{\sim}3$일 간격으로 수질항목(수소이온농도,　탁도, 투명도, 엽록소-a, 용존산소, 전기전도도, 수온)과　영양염류 등(총질소, 총인, 질산성 질소, 암모니아성 질소, 인산 인, 규산)을 측정하였다. 또한 갈수기 이후 큰 강에서 최초 집중강우가 수질 변화에 미치는 영향을 평가하기 위하여 수질 자동측정장비(Hydrolab $Recorder^{TM}$)를　이용하여 장마 초기강우 전후에 1시간 간격으로 수질　및 수위변화를 모니터링하였다. 우리나라는 연간 강우의약 50%이상이 하절기 ($6{\sim}8$월)에 집중되며,　특히 장마는6월 하순경에 시작하여 7월 중순까지 약 한 달간 하천수환경에 크게 영향을 미친다. 1997년 장마기간동안 낙동강의 주요 집수역에서 50mm 이상의 강우가 내린 횟수는 총 5회였고,　여름기간 중 물금 지역에서 물리${\cdot}$화학적 환경요인에 급격한 변화가 일어난 시기는 장마 초기를 전후해서였다. 초기강우로 기초수질항목 중 수온, 수소이온농도, 전기전도도, 용존산소는 큰 폭으로 감소하였고 탁도, 영양염류 및 규산 등과 같은 항목은 증가하는 양상을 보였다. 하절기 엽록소-a 농도는 총인, 총질소의 높은 농도에도 불구하고 연중 최저치를 나타냈는데, 이는 장마 강우로 인한 탁도 증가와 수체의 체류시간감소 영향 등이 크게 작용한 것으로 사료된다. 장마 초기 강우 동안 영양염류의 농도는 크게 증가하는 양상을　보였으나 항목에 따라 그 패턴은 다소 상이했다. 장마는　몬순기후에 의해 발생하는 기상 현상으로,　연중 가장 두드러진 집중된 강우 및 급격한 유량변화를 유발함으로써 하천생태계에 큰 영향을 미치게 된다. 특히, 이 기간동안 강우의 빈도 및 강도는 하천의 육수학적 현상 변화와 패턴에 중요한 요소로서 작용하며, 이는 동아시아몬순기후대에 속하는 하천들에서 유사하게 발생하는 하천의 중요한 특성으로 사료된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제33권5호
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• pp.605-619
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• 2019

본 연구는 합천호에서 2002~2017년까지 16년간의 장기간 동안 수질변수를 이용하여 부영양화 특성, 경험적 모델분석 및 몬순강도에 따른 수질변이 특성을 분석하였다. 장기간의 연별 수질 분석에서 합천호는 중영양~부영양 상태로 분석되었고, 계절별 수질분석에서 부영양화 현상은 하절기 이후 심화되는 것으로 나타났다. 장기간의 수질변이 특성은 유역의 점오염원 및 비점 오염원이 크게 변하지 않는 상황 하에서 매년 강우 사상 (집중 강우 vs. 약한 강우) 및 계절적인 강우강도에 의해 조절되는 것으로 분석되었다. 총인(TP), 총질소(TN), 생물학적 산소요구량(BOD) 및 이온 농도변화는 건기해(Dry year)와 홍수해 (Wet year)의 비교분석에서 뚜렷한 차이를 보여 영양염류, 유기물 농도 및 이온농도 변동에 가장 중요한 역할을 하는 것으로 분석되었다. 특히, 수질 변수 중 매년 영양염 지표(TP, TN), 유기물 지표(BOD, COD), 총 부유물질 농도 및 1차생산력의 지표 (Chl-a)는 강수량과 정 상관관계를 보였다. 녹조의 지표인 Chl-a 농도는 총인, 총질소, 및 BOD와 높은 상관관계를 보여, 타 호수처럼 영양염의 과도한 증가시기에 Chl-a농도가 낮아지는 특성과는 차이를 보였다. Log-전환된 총질소, 총인 및 Chl-a에 대한 경험적 모델(Empirical model) 분석에 따르면, Chl-a 농도는 인(phosphorus) 농도에 의해 1차적으로 조절되며, 질소(N)농도는 유의한 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 이는 $Log_{10}TN$, $Log_{10}TP$, $Log_{10}CHL$의 상류, 중류, 하류구간에 대한 공간적 회귀분석에서 총인과 Chl-a는 p <0.005의 유의적인 상관관계를 나타내었으나 총질소와 Chl-a는 p > 0.005의 결과를 보여, 녹조번성에 대해 인(P)이 핵심역할을 하는 것으로 분석 되었다. 또한, 총질소와 총인 모두 Chl-a와 댐에 가까운 하류구간(Lacustrine zone)에 비해 상류구간(Riverine zone)에서 더 유의적인 결과를 보여, 상류역에서 무기성 부유물의 농도의 영향에 의한 광제한 효과(Light limitation)가 거의 나타나지 않는 것으로 분석되었다.

• 생태와환경
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• 제45권2호
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• pp.158-173
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• 2012

본 연구는 대청호 본류유역 7개 지점과 대청호 유입지류 8개 지점을 선정하여 2001년부터 2010년까지 측정된 환경부 수질자료를 분석해 시 공간적 변이를 파악하고, 더불어 대청호 유입 지류에 의한 대청호 수질의 영향을 분석하였다. 본류 수역의 연평균 수질 자료 분석결과에 따르면, 질소(N) 및 인(P)의 농도는 호수대 내에서 상류역에서 댐(M7)으로 갈수록 거리에 따라 1차 함수적으로 감소하는 경향을 보였다. 호수내 유수대(M1~M3), 전이대(M4~M6) 및 정수대(M7)의 TN과 TP는 외국 인공호들과 마찬가지로 뚜렷한 Zonation 패턴을 보였다. 반면, 호수내 유기물 지표로서 엽록소(CHL)와 BOD는 TN과 TP의 구간별 연속적 감소 패턴과는 달리 전이대에서 최고치를 보였다. 유수대에서는 몬순 집중강우기인 8월에 TP가 377 ${\mu}gL^{-1}$로서 최대치를 보였으나, 정수대에서는 7월에 165 ${\mu}gL^{-1}$로서 최대치를 보였다. 한편, 유수대의 TN은 3월 최대치(8.52 $mg\;L^{-1}$)를 보였으며, 정수대의 TN은 본류에 비해 상대적으로 낮은 수치를 보였고, 최대치는 8월 (3.76 $mg\;L^{-1}$)에 관측되었다. 집중강우에 의한 이온희석현상은 9~10월에 극명하게 나타났다. 호수내 제한요인의 평가지표로서 이용되는 TN : TP 비는 88 이상으로서 이미 대청호는 질소가 과잉공급 상태인 것으로 사료되었다. 몬순강우에 따라 호수의 수질은 악화되는 경향을 보였으며, TP와 SS가 강우에 가장 민감하게 반응하였고, CHL은 정수대의 변이 폭이 높게 나타났다. 호수내로 유입되는 지천의 영향평가에 따르면, 도심형 하천이자 농공단지와 하수처리장의 영향을 받고 있는 T1, T2 및 호수내에 가장 큰 영향을 줄 것으로 사료되는 옥천천(T5)의 오염도가 가장 높게 나타났다. 호수의 경험적 모델 분석에 다르면, 호수내에서 CHL의 변이는 유수대($R_z$: $R_2$=0.044, p=0.264)와 전이대 ($T_z$: $R_2$=0.126, p=0.054)에서 TN에 의해 통계학적 유의성을 보이지 않았으나, 정수대($L_z$)에서 질소는 조류 생장에 억제효과($R_2$=0.458, p=0.032)를 가질 수 있는 것으로 나타났다. 한편, 유입 지천($I_w$)의 TN은 호수내($I_r$)의 CHL의 변이에 통계학적으로 유의성이 없는 것으로 나타났고($R_2$=0.258, p=0.110), 유입 지천($I_w$)의 TP는 호수내($I_r$)의 CHL의 변이에 통계학적으로 유의성이 있는 것으로 나타났다 ($R_2$=0.567, p=0.005). 즉, 지천의 TP 유입은 대청호의 조류 생장에 직접적으로 영향을 주는 것을 의미하였다. 한편, 대청호의 TN : TP 비는 지천의 TN보다는 TP에 의한 영향을 받는 것으로 나타나 결국 TN : TP 비는 직접적으로 인(P)의 농도에 의해 조절되는 것으로 나타났다. 따라서 호수내의 여름철 TP와 SS 유입을 최소화 시키고, 높은 인이 유입되는 도심형 하천(옥천천)의 수질 개선이 대청호의 수질 개선에 큰 도움을 줄 것으로 사료되었다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권7호
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• pp.750-760
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• 2011

본 연구에서는 신뢰성 있는 국가표준 지역기후변화 시나리오 생산을 위해 현재기후에 대한 SNURCM과 WRF의 재현성을 검증하였다. 국립기상연구소에서 생산된 HadGEM2-AO 전구자료를 지역기후모형의 경계조건으로 사용하여 CORDEX 규준 하에 28년(1978-2005)간의 장기적분을 수행하였다. 두 모형은 연평균 지표 온도 분포를 관측과의 공간상관계수가 0.98 이상으로 매우 높은 일치성을 나타내었지만, 모형 영역의 북쪽 경계를 중심으로 한랭 편차를 공통적으로 보였다. 강수의 경우 또한 육지 지역을 대상으로 한 관측과의 공간 상관 계수는 SNURCM이 0.85, WRF가 0.79로 나타나 우수한 모의 결과를 보였다. 두 모형에서 모의된 강수 분포는 적도와 중위도 지역 간에 상반되는 특성을 보였다. SNURCM은 WRF에 비교하여 중위도 동아시아 몬순 강수대의 분포를 적도 지역의 강수대보다 상대적으로 잘 모의하였으나, WRF는 그 반대의 결과를 나타내었다. 여름철(JJA) 보다 봄철(MAM)에 과다 모의되었지만 모의된 강수 분포의 일치성은 봄철에 높게 나타났다. 세부영역 별 분석에서 두 모형은 7월 강수 최대 시점과 양을 비교적 정확히 모의하였고, 특히 내륙 지역 강수량의 모의 정확도가 해양에 영향 받는 지역보다 높았다. 모의결과는 한반도 상의 높은 일평균 지표온도일수와 강한 강수일수를 표현하는데 한계를 보였다.

• 환경영향평가
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• 제26권5호
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• pp.376-384
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• 2017

방글라데시는 인도히말라야와 인도차이나 경계에 위치한 아열대 몬순기후지역이며 생물다양성 핫스팟으로 알려져 있다. 식생은 활엽수림, 침엽수 및 혼효림으로 구성되어 있으며 습지와 망그로브로 이루어져 있다. 자연경관은 많은 강과 해안선 및 언덕과 농업 산림으로 이루어진 수려한 경관이다. 전 세계적인 선라반이라 불리는 망그로브가 있으며, 이 지역은 방글라데시와 인도 중간에 위치하고 있으며, 1999년 유네스코 세계자연유산지역이다. 망그로브의 62%가 방글라데시에 위치하고 있으며, 많은 동식물이 존재한다. 그러나 많은 사람으로 인해 자연환경이 변화고 있으며, 벌채림이 증가하고, 자연서식자가 감소된다. 이런 이유로 많은 종이 멸종에 처하게 되고 사라진 종도 많다. 이 지역 사람들은 직간접적으로 자연자원에 이익을 얻게 되며, 현재 생태관광이 주 수입원이다. 자연자원의 보호를 위해 정부는 각종 법령을 제정하고 있으며 많은 NGO가 생물다양성과 생태계 보전을 위해 노력하고 있다. 그럼에도 불구하고 현재 접경지역을 통한 오염물질과 자연재해는 방글라데시의 큰 위협요인이다.

• 대기
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• 제25권2호
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• pp.295-308
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• 2015

Based on the CMIP5 historical simulation datasets, we assessed the performance of state-of-the-art climate models in respect to the relationship between interannual variabilities of the North Pacific synoptic eddy (NPSE) and East Asian winter monsoon (EAWM). Observation (ERA-Interim) shows a high negative correlation (-0.73) between the interannual variabilities of East Asian winter monsoon (EAWM) intensity and North Pacific synoptic eddy (NPSE) activity during the period of 1979~2005. Namely, a stronger (weaker) EAWM is related to a weaker (stronger) synoptic eddy activities over the North Pacific. This strong reverse relationship can be well explained by latitudinal distributions of the surface temperature anomalies over East Asian continent, which leads the variation of local baroclinicity and significantly weakens the baroclinic wave activities over the northern latitudes of $40^{\circ}N$. This feature is supported by the distribution of the meridional heat flux (${\overline{{\nu}^{\prime}{\theta}^{\prime}}}$) anomalies, which have negative (positive) values along the latitudes $40{\sim}50^{\circ}N$ for strong(weak) EAWM years. In this study, the historical simulations by 11 CMIP5 climate models (BCC-CSM1.1, CanESM2, GFDL-ESM2G, GFDL-ESM2M, HadGEM2-AO, HadGEM2-CC, IPSL-CM5A-LR, MPI-ESM-LR, MPI-ESM-MR, MRI-CGCM3, and NorESM1-M) are analyzed for DJF of 1979~2005. Correlation coefficient between the two phenomena is -0.59, which is comparable to that of observation. Model-to-model variation in this relationship is relatively large as the range of correlation coefficient is between -0.76 (HadGEM2-CC and HadGEM2-AO) and -0.33 (MRI-CGCM3). But, these reverse relationships are shown in all models without any exception. We found that the multi-model ensemble is qualitatively similar to the observation in reasoning (that is, latitudinal distribution of surface temperature anomalies, variation of local baroclinicity and meridional heat flux by synoptic eddies) of the reverse relationship. However, the uncertainty for weak EAWM is much larger than strong EAWM. In conclusion, we suggest that CMIP5 models as an ensemble have a good performance in the simulation of EAWM, NPSE, and their relationship.