In 2023, the World Meteorological Organization released a report on climate conditions in Asia, highlighting the region's high vulnerability to floods and the increasing severity and frequency of extreme precipitation events. While previous studies have largely concentrated on broader-scale phenomena such as the Asian monsoon, it is crucial to investigate the substantial characteristics of extreme precipitation for a better understanding. In this study, we analyze the spatiotemporal characteristics of extreme precipitation during summer and their affecting factors by decomposing the moisture budgets within specific Asian regions over 44 years (1979~2022). Our findings indicate that dynamic convergence terms (DY CON), which reflect changes in wind patterns, primarily drive extreme rainfall across much of Asia. In southern Asian sub-regions, particularly coastal areas, extreme precipitation is primarily driven by low-pressure systems, with DY CON accounting for 70% of the variance. However, in eastern Asia, both thermodynamic advection and nonlinear convergence terms significantly contribute to extreme precipitation. Notably, on the Korean Peninsula, thermodynamic advection plays an important role, driven by substantial moisture carried by strong southerly mean flow. Understanding these distinct characteristics of extreme rainfall across sub-regions is expected to enhance both predictability and resilience.
The aim of the present study is to investigate the interannual variabilities of the East Asia monsoon rainfall associated with the global sea surface temperature anomaly(SSTA). For this study, the summer rainfall(from June to August) over the twenty-eight period of 1961-1988 were analyzed with being divided by nine-subregions over East Asia including Korea, China and Japan. From the analysis of the principal modes explaining the interannual variation, the interannual variabilities of summer rainfalls in South Japan and Korea are larger than those of the other subregions of the East Asia. There is a strong negative correlation between the summer rainfalls of south China and Korea. In this study, the relationship between the summer monsoon of each subregion and SSTs of the tropical NINO regions, of western Pacific warm pool, and of the subtropical ocean were investigated. The longitudinal sections of the lagged cross correlations of the summer rainfal1 anomaly in (a) Korea and (b) south China, and the monthly SSTA in the equatorial(averaged from 65 to 6N) Pacific were analyzed. The negative maximum correlation pattems of Korea''s stammer rainfal1 and SSTs over the eastern Pacific is transfered to positive maximum conrlation over central Pacific region with a biennial periodicity. In South China, the significant positive correlations are found at -12 month lag over the eastern Pacific and maximum negative correlation at 16 month lag over the central Pacific with the quasi-biennial oscillation. But the correlation coefficient reverses completely to that in Korea. In order to investigate the most prevailing interannual variability of rainfall related to the favored SSTA region, the lagged cross correlations between East Asia rainfall and SSTs over the moO regions(NINO 1+2(0-105, 90W-80W), NINO 3(5N-5S, 150W-90W), NINO 4(5N-5S, 160E-l50W) and the western Pacific worm pool (5N-5S, 120E-l60E) were analyzed. Among the lagged cross-correlation cycles in NINO regions, the maximum correlations for the negative lagged months prevail in NINO 1+2 and NINO 3, and the cross correlations for the positive lagged months NINO 4. It is noteworthy that correlation between the western Pacific warm pool SSTA and the monsoon rainfall in Korea and South China have the maximum value at negative 4 month lag. The evolution of the correlation between the East Asia monsoon rainfall and SSTA is linked to the equatorial convective cluster and related to northward propagating situation, and raising the possibility that the East Asia monsoon precipitation may be more fundamentally related to the interaction of intraseasonal oscillations and the sub-regional characteristics including the surface boundary conditions and the behavior of climatological air mass.
The aim of the present study is to investigate the interannual variabilities of the East Asia monsoon rainfall associated with the global sea surface temperature anomaly(SSTA). For this study, the summer rainfall(from June to August) over the twenty-eight period of 1961-1988 were analyzed with being divided by nine-subregions over East Asia including Korea, China and Japan. From the analysis of the principal modes explaining the interannual variation, the interannual variabilities of summer rainfalls in South Japan and Korea are larger than those of the other subregions of the East Asia. There is a strong negative correlation between the summer rainfalls of south China and Korea. In this study, the relationship between the summer monsoon of each subregion and SSTs of the tropical NINO regions, of western Pacific warm pool, and of the subtropical ocean were investigated. The longitudinal sections of the lagged cross correlations of the summer rainfal1 anomaly in (a) Korea and (b) south China, and the monthly SSTA in the equatorial(averaged from 65 to 6N) Pacific were analyzed. The negative maximum correlation pattems of Korea's stammer rainfal1 and SSTs over the eastern Pacific is transfered to positive maximum conrlation over central Pacific region with a biennial periodicity. In South China, the significant positive correlations are found at -12 month lag over the eastern Pacific and maximum negative correlation at 16 month lag over the central Pacific with the quasi-biennial oscillation. But the correlation coefficient reverses completely to that in Korea. In order to investigate the most prevailing interannual variability of rainfall related to the favored SSTA region, the lagged cross correlations between East Asia rainfall and SSTs over the moO regions(NINO 1+2(0-105, 90W-80W), NINO 3(5N-5S, 150W-90W), NINO 4(5N-5S, 160E-l50W) and the western Pacific worm pool (5N-5S, 120E-l60E) were analyzed. Among the lagged cross-correlation cycles in NINO regions, the maximum correlations for the negative lagged months prevail in NINO 1+2 and NINO 3, and the cross correlations for the positive lagged months NINO 4. It is noteworthy that correlation between the western Pacific warm pool SSTA and the monsoon rainfall in Korea and South China have the maximum value at negative 4 month lag. The evolution of the correlation between the East Asia monsoon rainfall and SSTA is linked to the equatorial convective cluster and related to northward propagating situation, and raising the possibility that the East Asia monsoon precipitation may be more fundamentally related to the interaction of intraseasonal oscillations and the sub-regional characteristics including the surface boundary conditions and the behavior of climatological air mass.
본 연구에서는 아시아 몬순특성을 고려한 전지구모형(General Circulation model, GCM) 선정방법을 개발하고 방법의 적정성을 평가하였다. 몬순기후와 연관된 12개의 기후변수를 선정하였으며, GCM의 과거 기후재현성을 기준으로 모의성능 평가 매트릭스 및 평가체계를 구성하였다. 19개 GCM으로부터 아시아 몬순지역 및 과거(1976 ~ 2005년) 몬순기간에 대한 12개 기후변수를 관측자료와 비교하여 GCM의 기후모의 성능을 평가하였다. GCM의 평가순위 및 강수량 모의성능을 고려하여 적정 5개 GCM (NorESM1-M, bcc-csm1-1-m, CNRM-CM5, CMCC-CMS, CanESM2)을 선정하였다. 과거 몬순계절 및 월 평균 기후에 대하여 선정된 GCM의 기후재현성을 검증하였다. 선정된 5개 GCM은 12개 기후변수에 대한 아시아 지역의 관측 기후특성을 잘 재현하였으며, 전체 GCM을 사용하는 경우에 비해 모의값과 관측값 간의 오차를 줄일 수 있는 것으로 확인되었다.
The Asian summer monsoon has a profound social and economic impact in East Asia and its surrounding countries. The monsoon is basically a response of the atmosphere to the differential heating between the land mass of the Asian continent and the adjacent oceans. The atmospheric response, however, is quite complicated due to the interactions between the atmospheric heat sources, land-sea contrast, and topography, The occurrence of extreme summertime floods in Korea, Japan, and China in 1998 and 1999 has highlighted the range of variability of the East Asian summertime monsoon circulation and spurred interest in investigating the cause of such extreme variability. While ENSO is often considered a prime mechanism responsible for the unusual hydrological disasters in East Asia, understanding of the connection between ENSO and the East Asian monsoon is hampered by their dynamic complexities. Along with a recent phenomenon of weather abnormalities observed in many parts of the globe, Korea has seen its share of increased weather abnormalities such as the record-breaking heavy rainfalls due to a series of flash floods in the summers of 1998 and 1999, following devastating Yangtze river floods in China. A clear regime shift is found in the tropospheric mean temperature in the northern hemisphere middle latitudes and the surface temperature over the Asian continent during the summer with a sudden warming since 1977. Either decadal climate variation or climate regime shift in the Asian continent is evident and may have altered the characteristics of the East Asian summer monsoon. Considering the summertime rainfall amount in Korea is overall increased lately, the 1998/99 heavy rainfalls may not be isolated episodes related only to ENSO, but could be a part of long-term climate variation. The record-breaking heavy summer rainfalls in Korea may not be direct impact of ENSO. Instead, the effects of decadal climate variation and ENSO may be coupled to each other and also to the East Asian summer monsoon system, while their individual impacts are difficult to separate.
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.
미국 군사기상위성 프로그램의 SSM/I 센서에서 관측한 마이크로파 복사자료를 이용하여 대기수문변수 (수증기량, 구름수적량, 강수율)를 추정하였으며, 이 자료를 동아시아 하계 몬순의 특징을 파악하기 위해 활용하였다 한반도를 포함한 중국 북동부, 일본 지역에 가뭄현상이 나타났던 1994년과 정상적인 몬순활동을 보였던 1795년의 6, 7, 8월을 사례로 선택하였으며 분석영역은 (0$^{\circ}$-60$^{\circ}$N, 45$^{\circ}$-180$^{\circ}$E)의 아시아몬순 지역이다. 분석 결과 북위 20-30$^{\circ}$위도대에서 날짜변경선 부근으로부터 동아시아 몬순지역으로 건조한 영역 (적은 수증기 영역)의 서쪽이동이 약 20-30일 주기로 나타나고 있다. 건조지역의 서쪽 이동은 북태평양고기압의 동아시아몬순 지역으로의 확장을 의미하며, 결과적으로 동아시아 몬순지역에 수증기의 공급 등 대류활동을 증진시키는 요인을 제공하여 북태평양 고기압의 세력확장은 몬순의 진행에 영향을 주는 중요한 요인의 하나로 파악된다.
모산만 하구역 간석지 12개 주상시료의 22개 OSL 연대 자료와 1039개 대자율 자료를 활용해 통합 시계열 대 자율 자료를 구축한 후 동아시아 지역을 중심으로 홀로세 중후반의 환경 변화와 대비하였다. 대자율의 변화는 강수량 변화와 유의미한 관련성이 있었으며, 웨이블릿 변환을 통하여 250년의 주기성을 확인할 수 있었다. 250년의 주기성은 태양활동도, 대기-해양순환과 관련된 ENSO의 장주기와 연관이 있는 것으로 파악되며, 동아시아 여름 몬순, 여름철 강수 패턴의 변화, 엘니뇨 현상 등을 통해 설명될 수 있다. 대기-해양순환과 관련되어 증가하게 되는 강수량으로 인해, 하천유역에서 다량의 퇴적물이 침식 운반되어 하구역 간석지에 퇴적되어 대자율의 값을 높이는 것으로 판단된다.
대한원격탐사학회 2008년도 International Symposium on Remote Sensing
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pp.324-327
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2008
Microwave remote sensing has great potential, especially in monsoon Asia, since optical observations are often hampered by cloudy conditions. The radar backscattering characteristics of rice crop were investigated with a ground-based automatic scatterometer system. The system was installed inside a shelter in an experimental paddy field at the National Institute of Agricultural Science and Technology (NIAST) before transplanting. The rice cultivar was a kind of Japonica type, called Chuchung. The scatterometer system consists of X-band antennas, HP8720D vector network analyzer, RF cables, and a personal computer that controls frequency, polarization and data storage. This system automatically measures fully-polarimatric backscattering coefficients of rice crop every 10 minutes, accompanied by a digital camera that takes pictures in a fixed position with the same interval. The backscattering coefficients were calculated by applying a radar equation. Plant variables, such as leaf area index (LAI), biomass, plant height and weather conditions were measured periodically throughout the rice growth season. We have performed polarimetric decomposition of paddy data such as single, double and volume scattering to extract the scattering information effectively. We investigated the relationships between backscattering coefficients and the plant variables.
It is imperative to understand the characteristics of atmospheric circulation patterns under the climate system due to its impact on climatic factors. Thus this study focused on analyzing the impact of the atmospheric circulation on the relationship between precipitation and temperature regionally. Here we used monthly gridded observational data (i.e., CRU-TS3.2, NOAA-20CR V2c) and HadGEM2-AO climate model by RCP8.5, for the period of 1960~1999 and 2060~2099. The experiment results indicated that the negative relationship was presented over East Asia and Europe during summer. On the other hand, at around Korea (i.e. EA1: $31^{\circ}N{\sim}38^{\circ}N$, $126^{\circ}E{\sim}140^{\circ}E$) and Northwestern Europe (i.e. EU1: $48^{\circ}N{\sim}55^{\circ}N$, $0^{\circ}E{\sim}16^{\circ}E$) in winter, strong positive relationship dominate due to warm moist advection come from ocean related to intensity variation of the East Asian winter monsoon (EAWM) and North Atlantic Oscillation (NAO), respectively. It was found that values of positive relation in EA1 and EU1 at the end of the 21st century is regionally greater than at the end of 20th century during winter since magnitude of variation of the EAWM and NAO is projected to be greater in the future as result of simulation with RCP 8.5. Future summer, the negative correlations are weakened in EA1 region while strengthened in EU1 region. For better understanding of correlations with respect to RCP scenarios, a further study is required.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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