• 한국지구과학회지
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• 제29권1호
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• pp.45-59
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• 2008

본 연구에서는 인도양 해수면 온도의 변동성과 1970년 중 후반 이후 동아시아 여름 몬순의 변화의 상관성을 분석하였다. 전반기의 인도양 해수면 온도는 동아시아 여름강수편차(EASRA), 북서태평양 몬순지수(WNPMI)와 상관관계가 거의 없었지만 후반부에서는 인도양 전 부분에 걸쳐 상관관계가 크게 증가하였다. 인도양 해수면 온도와 동아시아 몬순과의 상관성 관계는 봄철과 여름철 각각 지역적으로 차이를 보였다. 봄철의 경우에는 적도 인도양을 중심으로 높은 상관성을 보인 반면 여름철의 경우에는 벵갈만 근처의 인도양에서 높은 상관성을 보였다. 인도양 해수면 온도의 수십년 주기의 변동성은 ENSO의 변동성보다 동아시아 여름 강수편차에 상관성이 높게 나타나고 있으며 따라서 ENSO보다도 인도양 해수면 온도의 변동성이 동아시아 여름몬순에 더 큰 영향을 줄 수 있다. 이러한 인도양 해수면 온도의 수십년주기의 변동성 차이(후반기 해수면 온도와 전반기 해수면 온도의 차이)를 모델의 강제력으로 주고 AGCM실험을 수행하여 그 결과를 비교하였다. 모델 실험 결과 실제 전 후반기 강수량의 차이 패턴인 동아시아 북부의 강수 감소, 한반도와 일본 남부의 강수 증가, 중국 남부의 강수 증가의 패턴이 보였다. 특히 8월의 북서태평양고기압의 확장으로 인한 강수의 증가는 실제 기후변화 차이를 나타낸다. 인도양 해수면 증가로 인한 모델상에서의 대기 순환은 벵갈만-인도양과 북서태평양의 상승기류 중심을 더욱 강화시키는 역할을 해주며 북서태평양에는 고기압성 기류를 강화시키고 동아시아 지역에서는 저기압성 기류를 강화시키는 역할을 한다. 또한 상승기류 중심을 북쪽으로 이동시킨다. 따라서 인도양 해수면 온도의 증가 효과는 동아시아 지역과 북서태평양 지역의 반대위상의 변화를 강화시키는 역할을 하고 있다. 인도양지역별 해수면 온도의 민감성 실험에서는 적도인도양의 강제력의 경우에 북서태평양 상승기류을 강화하여 동아시아 여름몬순에 영향을 주었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제7권4호
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• pp.240-249
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• 2005

일반적으로 인도양 동쪽 해수면 온도는 따뜻하고, 서쪽 해수면 온도는 차갑다. 이러한 인도양 동/서쪽의 해수면 온도 변화는 인도 해양 다이폴 현상(Indian Ocean Dipole Mode, IODM)이 그 원인이다. 다이폴의 양의 위상은 서쪽 인도양에 양의 SST 아노말 리가 나타나고, 남동 인도양에는 음의 SST 아노말리가 나타나고 음의 위상은 이와 반대의 SST 아노말리가 나타난다. 반면 태평양의 경우, 일반적으로 서쪽 해수면 온도는 따뜻하고, 동쪽 해수면 온도는 차갑다. 중앙/동(서) 태평양 해양의 양(음)의 SST 아노말리가 현상이 나타날 때는 엘니뇨 시기이다. 이와 반대의 SST 아노말리 현상은 라니냐 시기이다 이러한 태평양의 대기-해양간의 상호작용으로 나타나는 현상을 엘니뇨 난방진동(El Nino Southern Oscillation, ENSO)이라 한다. 본 연구에서는 IODM과 ENSO현상에 따른 동아시아 몬순 변동성을 분석하기 위해 관측자료와 NCAR MCA모델 자료를 사용하였다 IODM과 ENSO 현상과 관련된 SST 아노말리 5가지 실험을 수행하였다. IDO모드는 최고의 값이 나타난 이후 약 $3\~4$계절의 시간 지연을 가지고 동아시아의 여름 몬순 활동에 영향을 주는 반면, ENSO는 동아시아 여름 몬순과 같은 계절에 영향을 준다. IODM 음(양의)위상과 태평양에서의 엘니뇨(라니냐) 현상은 한국과 일본지역에서 몬순 활동을 강화(억제)하는 역할을 한다. 반면 중국 지역에서는 IDOM과 몬순 변동성과는 별다른 연관성이 없는 것으로 나타났다. 그러나 엘니뇨(라니냐)일 때, 중국 지역에서 몬순 활동은 억제(강화)되는 경향을 보였다. IODM은 북태평양 아열대 고기압이 강화 할 때 나타나고, ENSO는 북서 태평양 알류산 저기압의 영향으로 나타난다. 따라서 태평양으로부터 동아시아 쪽으로의 수분 공급은 아열대 고기압과 알류산 저기압의 강화/약화에 의해 결정된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1117-1120
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• 2009

최근 이상기후와 같은 기후변화로 인한 기온, 강수 등의 변화는 안정적인 수자원 확보에 큰 영향을 미칠 것으로 판단되고 수자원을 필요로 하는 사회 모든 분야에 있어 큰 영향을 끼친다. 특히 농업, 공업, 도시의 용수 공급에 있어 변화는 더욱 심해질 것으로 판단되며 기후변화로 인한 기온, 강수 등의 변화의 정확한 분석이 필요로 한다. 따라서 본 연구에서는 동아시아 해수면 온도와 우리나라 강수량에 대한 MSSA (Multi-channel Singular Spectrum Analysis)를 실시함으로 두 시계열 사이에 공통적으로 나타나는 변화, 즉 특정 상관 주기 변동을 분석함으로 두 변수 사이에 변화 상관 분석을 실시하였다. 우리나라 강수량 자료로는 현재 기상청에서 운영 중인 지상 기상관측소 76개소 중 가용관측소 61개소 자료에 대하여 1973년 1월부터 2008년 12월까지의 자료를 수집하여 월 평균값을 사용하였고 동아시아 해수면 온도 자료로는 한반도 근해 해수면 온도 변화, 남중국해 해수면 온도 변화, 인도양 해수면 온도 변화, 적도 해수면 온도 변화 등을 선택하여 관측시점부터 2008년 12월까지 자료를 수집하여 사용하였다. 분석 자료에 대해 선형 회귀분석을 통한 선형추세 제거와 정규화한 자료를 사용하여 각각의 지수에 대해 MSSA 분석을 실시하였다. 이때 window length는 Vautard 등(1992)이 제시한 N/5$^{\sim}$N/3의 값인 108의 값을 사용하였고 이때 각각의 고유치는 전체 공분산에 대한 각 요소의 비율을 설명한다. 상관분석 결과는 각 지수와 강수자료 사이에 높은 상관성을 가지는 장단주기 변화가 존재함을 보여주었다. 그럼에도 불구하고 우리나라 월강수자료의 전체 변화는 계절변화를 제외하고도 장단 주기를 가지는 시간변화가 자료 전체 변화의 절반에 해당하며 장주기 변화가 나타내는 부분이 미미하다. 이는 계절 주기를 제외한 자료들 사이의 상관변화가 설명할 수 있는 부분이 미미 하며 여러 기상지수들과 국내 강수량사이의 MSSA 분석을 통하여 제시 할 수 있는 변화의 정량적 정도가 매우 제한됨을 보여준다. 그럼에도 불구하고 이러한 접근을 통하여 강수 변화의 불확실성을 줄여나가는 노력이 필요하다고 하겠다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권12호
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• pp.995-1008
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• 2005

본 연구에서는 우리나라 강우량과 광범위한 해수면 온도(SST)와의 공간적인 상관성 분석을 위해서 Wavelet 분석과 독립성분분석을 결합하여 계절강우량의 주요성분을 추출하였다. 계절강우량의 Wavelet분석결과 2년과 8년 사이의 주기에서 강한 스펙트럼을 나타내었으며 모든 계절강우량에 대하여 저빈도 특성을 확인할 수 있었다. Wavelet에서 추출된 Scale Average Wavelet Power(SAWP)를 대상으로 독립성분분석을 실시하였으며 계절에 따라 경년변화와 10년 이상의 주기를 갖는 성분을 확인할 수 있었고 봄과 여름의 주성분에서 증가경향의 성분을 관측할 수 있었다. 추출된 강우량의 주성분과 SST와의 상관관계를 평가한 결과 봄과 여름 강우량에서 인도양과 일부 태평양에서 강한 상관관계를 나타내었다 특히, 인도양의 필리핀 연안과 태평양의 호주 연안에서 통계적으로 유의한 상계관계를 갖는 SST구역을 확인할 수 있었다. 또한 3개월 이전 SST와 강우량에 대해서도 이들 구역에서 큰 상관성을 나타내었으며 이들 3개월 SST를 이용하여 강우량의 예측 가능성을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.94-97
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• 2009

연 및 계절강수량의 정확한 예보는 수자원관리에 매우 중요하다. 예보 정확도를 높이기 위한 다양한 연구가 계속 진행되어 왔다. 그럼에도 불구하고 강수자료가 가지는 매우 큰 불확실성 때문에 예보의 정확도 향상은 계속되는 숙제로 우리에게 남아 있다. 이를 개선하기 위하여 본 연구에서는 군집화 기법을 이용한 연 및 계절 강수량 예측개선에 대한 연구 결과를 제시하였다. 이를 위하여 연강수량, 계절강수량 및 월강수량의 예측을 위하여 전구에서 일어나는 각종 기후 인자들과의 상관성 분석은 대단히 중요하다. 전 세계적으로 어느 특정 지역에서의 선행 기후인자 변화 양상이 우리나라의 강수량에 높은 상관성을 가지며 영향을 미친다면 예측을 위한 매우 유용한 정보라 하겠으나 국내 강수량과 기후 지수 사이의 선형 상관성은 매우 낮을 뿐만 아니라 지체상관성도 특정 지체에서 매우 큰 상관성을 보이는 인자를 찾기 어려움을 알 수 있다. 이를 극복하기 위하여 본 연구에서는 k-mean clustering을 이용하여 우리나라 주변의 기후조건을 분류하고 기후조건에 따른 강수량의 변화를 분석하였다. 남중국해역($105^{\circ}E\;^{\sim}\;135^{\circ}E$, $0^{\circ}N\;^{\sim}\;35^{\circ}N$), 우리나라 연안 해역 ($110^{\circ}E\;^{\sim}\;150^{\circ}E$, $20^{\circ}N\;^{\sim}\;40^{\circ}N$), 인도양 해역 ($75^{\circ}E\;^{\sim}\;105^{\circ}E$, $0^{\circ}N\;^{\sim}\;25^{\circ}N$) 및 아라비아 해역 ($45^{\circ}E\;^{\sim}\;75^{\circ}E$, $0^{\circ}N\;^{\sim}\;30^{\circ}N$ 평균 해수면 온도 변화에 따라 8개 군집으로 분류한 분석결과로 분석결과 2008년도는 그룹 5에 해당하며 그룹 5의 기후 상태는 근해와 남중국해역의 평균 해수면 온도가 평년보다 낮고 인도양 해역과 아라비아 해역의 평균 해수면 온도는 평년값과 비슷한 상태를 나타낸다. 그룹 5에 해당하는 기후조건에서 차년의 강수평균은 평년값 보다 적음을 보였다. 이러한 특성은 전체 유역에 걸쳐 동일하게 나타났다. 이에 대한 계절적 평균 분포는 군집 5에 대한 차년도 강수의 평균 계절분포는 전체적으로 평년값보다 낮게 나타났다. 이에 근거하여 올해 연 평균 강수량은 평년값보다 적을 것이며 전체 계절에 대하여도 평년값보다 적은 강수량이 올 것으로 판단된다. 이는 기상청의 2009년 봄철 기후전망과 유사한 예측 결과를 보여준다.

• 한국지구과학회지
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• 제34권7호
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• pp.662-668
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• 2013

기후-전구대기화학모델을 이용하여 엘니뇨가 대류권 오존에 미치는 영향을 분석하였다. 40년간(1971-2010) 대류권 오존을 EOF 분석한 결과에서 열대 중앙-동태평양에서 오존의 감소가 관측과 유사하게 잘 모의되었다. 그러나 인도양-인도네시아 부근의 오존 증가는 관측에 비해 약하게 모의되었다. 엘니뇨에 의한 오존변동 과정을 이해하기 위하여 2006년 엘니뇨의 경우를 좀 더 자세히 분석하였다. 엘니뇨의 발생 시 중앙-동태평양의 오존 감소는 활발해진 상승운동과 그에 따른 수증기량 증가로 오존의 체류시간이 짧아졌음에 기인하였다. 해수면 온도 강제력으로 유도된 하강기류 편차와 수증기 감소로 인도양 대류권 상층 오존이 증가하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제28권1호
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• pp.35-44
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• 2007

본 연구에서는 엘니뇨현상과 인도양 쌍극자 모드(Indian Ocean Dipole, IOD) 현상의 상호 관련성과, 우리나라 기온, 강수량에 대한 두 현상의 영향을 분석하였다. 1954년부터 2004년까지 51년간 NINO 3 지수, IOD지수, 그리고 전국 11개 지점 지역평균한 월별 평균기온과 강수량 자료를 사용하였다. 엘니뇨현상과 IOD현상은 봄과 가을에는 동시 상관관계가 존재한다. 인도양에서 해수면온도 분포는 엘니뇨 해에는 남북진동이, IOD 해에는 동서진동 형태가 뚜렷하였다. 엘니뇨 해 우리나라에서는, 여름철에 냉하다우, 겨울철에 온난다우 경향이 뚜렷한 반면에, IOD 해에는 유의한 상관성을 찾을 수 없었다. 대기대순환에서도 엘니뇨 해에는 우리나라를 포함한 중위도에 통계적으로 신뢰할 만한 편차패턴이 나타나지만, IOD 해에는 그렇지 않았다.

• 대한지리학회지
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• 제48권2호
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• pp.184-203
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• 2013

이 연구에서는 장기간의 관측 자료를 이용하여 적도 저주파 진동과 관련된 한반도 여름철 강수의 변동성을 분석하였다. EOF 분석을 실시한 결과 여름철 대표적인 한반도 강수 패턴은 남한과 북한이 반대의 위상을 가지며 1990년대 중반을 기점으로 레짐 이동이 나타나는 변동 특성을 보였다. 한반도의 여름철 강수는 엘니뇨/라니냐 변동에 따라 적도 동태평양에서 해수면 온도가 증가하는 강한 엘니뇨 해와 적도에서부터 중위도 서태평양까지 남북으로 연결되어 강수량이 증가하는 약한 라니냐 해에 특히 우리나라(남한)의 남부지방에서 증가하는 경향을 보여주었다. 여름철 인도, 북서태평양, 북동아시아 몬순 지수 및 여름철 강수지수에 대한 계절 내 변동에 의해, 우리나라 강수는 6월 인도 몬순 지수와 양의 상관이 있고 7월 북서태평양 몬순 지수와 음의 상관이 있으며 8월 인도 몬순 지수와 가장 높은 음의 상관이 있는 것으로 나타났다.

• 한국지구과학회지
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• 제23권4호
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• pp.369-379
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• 2002

저온 습윤한 1993년 여름철과 고온 건조한 1994년 여름철과 관련된 동아시아에서 대조적인 여름철 몬순순환의 특성을 상, 하층 대류권의 대기순환 특성과 함께 전구 해수온도 및 적도 대류성 강수장을 분석함으로써 조사하였다. 1993년의 경우, 동아시아, 중앙 북태평양 및 미국 서부지역에서 500hpa 면과 200hpa 면의 음의 지위고도 편차가 나타났지만, 1994년의 경우, 이들 지역들에서 양의 편차를 보였다. 1993년의 아열대 제트류는 평년보다 다소 남쪽에 치우쳐져 한반도 북쪽에 위치하였다. 서태평양 아열대 고기압이 남쪽으로 이동하여 동아시아지역에는 평년보다 많은 여름철 강수와 낮은 여름철 기온이 나타났다. 이는 오오츠크해로부터 동해로 저온 습윤한 기단의 확장에 때문으로 판단된다. 대조적으로 1994년의 아열대 제트류는 평년보다 다소 북쪽에 위치하였고, 서태평양 아열대 고기압의 갑작스런 북상은 동아시아 여름철 강수대의 북상을 동반하였다. 따라서, 아시아 여름철 강수 및 기온 편차는 1993년과 반대 양상을 보였다. 적도 태평양상의 해수온 편차에서는, 1993년은 엘니뇨가, 1994년은 라니냐가 각각 나타났다. 오스트레일리아 고기압과 마스카렝 고기압의 북서 연변을 따른 하층 적도 횡단류와 관련된 서태평양과 인도양에서 이상적인 대류성 강수는 이들 대조적인 동아시아 여름철의 대규모 대기순환에 영향을 준 것으로 판단된다. 또한, 동아시아 여름몬순지역에서 평균된 200 hPa 면의 동서바람편차는 한반도 여름 기온편차와 음의 상관을 보였다.

• 대한지리학회지
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• 제28권2호
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• pp.112-122
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• 1993

장마는 일반적으로 6월 21-26일에 시작되는데 1961년부터 1990년까지의 일강수자료와 동부아시아의 일기도를 분석하여 장마와 늦장마 시작일의 분포를 보면 El Ni${\~{n}}$o해에는 늦어지고 La Nina현상이 나타나는 해에는 일찍 시작되는 경향이 있어서, 장마 및 늦장마 시작일과 태평양의 해수면은 도(SST) 및 북반구 500mb 고도값과의 관계를 분석하여 장마와 늦장마의 시작시기를 예측할 수 있는 모델을 구축하고자 하였다. 장마 시작일은 중태평양의 5월 평균 SST, 북부 허스슨만의 3월 평균 500mb 고도값과 유의한 상관관계를 보인다. 8월 18일경에 중서부 지방에서부터 시작되는 늦장마의 시작일은 호주 서안에 면한 인도양의 5월 평균 SST, 그리고 적도 남부 중태평양의 5월 평균 SST, 시베리아 북서부의 7월 평균 500MB 고도값과 유의한 상관관계를 나타내므로 polynomial regression을 사용하여 장마와 늦장마 시작일의 최적 예측모델을 구축하였다. 이 모델은 장마 시작일의 경우 비교적 정확하게 예측 할 수 있으나 (residual=${\pm}$5.0) 늦장마의 경우에는 평균오차가 3.3일이고 최대오차가 10일에 달하므로 보다 정확한 예측모델을 구축하기 위한 지속적인 연구가 필요하다.