• 한국건설관리학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.81-90
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• 2017

임진강 유역은 1996년부터 1999년까지 3번의 대규모 홍수가 발생하여 많은 인명피해와 9천억원의 재산피해를 입었다. 우리나라는 기후변화로 인하여 홍수피해가 앞으로 증가할 것으로 예상된다. 본 연구는 기후시나리오를 활용하여 미래의 홍수피해를 예측하고, 실물옵션 기반 경제성분석 방법을 제시하였으며, 임진강유역의 홍수방지시설물 투자사업의 사례연구를 통해 경제성분석을 실시하였다. RCP (Representative Concentration Pathway) 기후시나리오에서 모의된 강수량 자료를 활용하여 홍수피해액을 계산하고, 홍수방지시설물 투자에 의한 저감이익을 분석하였다. 향후 RCP8.5와 RCP4.5 기후시나리오가 실현되는 조건을 가정하여 홍수피해 저감이익의 변동성을 구하고, 2071년에 200년 재현주기에 적응하도록 하는 확장을 위한 투자를 할 수 있는 확장옵션을 적용하여 프로젝트의 옵션가치를 구했다. 옵션가치 분석결과, 두 가지 시나리오 하에서 경제성을 확보하고 있음을 확인하였고, RCP8.5 기후시나리오가 실현될 때가 RCP4.5의 경우보다 홍수피해 저감이익이 더 많이 발생하였다. 본 연구는 정부 의사결정권자가 실물옵션분석방법을 활용하여 홍수방재시설물의 경제성분석에 기후변화 불확실성을 고려할 수 있도록 도와줄 것으로 기대되며, 기후시나리오에서 제공하는 강우자료를 활용하여 기후위험요소를 경제적 가치로 정량화하는 방법을 제시하였다.

• 대기
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• 제23권4호
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• pp.367-375
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• 2013

We present here the future changes in vertical distribution of temperature and tropopause height using the HadGEM2-AO climate model forced with Representative Concentration Pathways (RCPs) scenarios. Projected changes during the 21st century are shown as differences from the baseline period (1971~2000) for global vertical distribution of temperature and tropopause height. All RCP scenarios show warming throughout the troposphere and cooling in the stratosphere with amplified warming over the lower troposphere in the Northern Hemisphere high latitudes. Upper troposphere warming reaches a maximum in the tropics at the 300 hPa level associated with lapse-rate feedback. Also, the cooling in the stratosphere and the warming in the troposphere raises the height of the tropopause.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권10호
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• pp.863-876
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• 2016

현재 국내외에서 제공되고 있는 기후변화 시나리오 자료의 경우 일단위로 제공되고 있다. 그러나 수문 설계 및 계획 시 중요한 입력자료 중 하나는 시간단위 강우 자료로서 기후변화 시나리오에 따른 수자원 변동성을 평가하기 위해선 신뢰성 있는 상세화 기법이 필요하다. 국내외에서는 일단 위에서 일단위로 상세화 하는 기법, 또는 공간상세화 기법 연구는 다수 진행된바 있는 반면, 시간단위 상세화 기법 연구는 일단위 연구에 비해 상대적으로 미진한 실정이다. 이러한 점에서 본 연구에서는 기후변화 시나리오에 따른 영향 평가가 가능한 자료생성을 위해 Conditional Copula 모형을 활용하여 극치시간단위 강우량 상세화 기법을 개발하였으며, 미래 RCP 8.5 시나리오를 활용하여 연대별 극치시간강우량을 생성하였다. 생성된 결과는 우리나라 기상청 지점별로 빈도해석을 통해 결과를 제시하였으며, 본 연구결과는 수자원 분야에서 미래 기후변화 영향을 평가하기 위한 기초자료로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권6호
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• pp.551-563
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• 2016

기후변화에 관한 정부간 협의체 (Intergovernmental Panel on Climate Change; IPCC)의 4차 및 5차 보고서에 따르면 인류 활동에 의한 기후변화가 산업혁명 이후 급속하게 진행되고 있다고 한다. 기후변화는 주로 온도와 이산화탄소 농도의 변화로 감지되는데, 지난 100여년 간 지구 평균 온도는 $0.74^{\circ}C$ 상승하였으며, 대기 중 이산화탄소의 농도는 최소 800,000년 동안의 최대치를 기록하였다 (IPCC, 2007, 2014). 이러한 기후 변화는 수문학 연구에서 중요한 강수, 증발산, 토양수분 등에도 커다란 영향을 미치므로 이에 대한 꾸준한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 아시아 지역을 대상으로 1951년부터 2100년까지의 주요 에너지 인자들에 대한 모의를 실시하였다. 전 세계적으로 다양한 분야에서 사용되고 있는 Common Land Model을 미래 예측을 위한 기반으로 활용하였으며, 강제입력자료는 기후변화에 대응하기 위하여 IPCC 5차 보고서에 소개된 가장 최신의 온실가스 시나리오인 대표농도경로 (Representative Concentration Pathway; RCP)를 활용하였다. 과거 기간에 대한 순복사량, 현열 및 잠열에 대한 검증은 Asiaflux 사이트에 속한 5개 지점의 자료를 활용하여 수행하였으며, 모든 인자들에 대하여 모형의 월별 경향성이 관측 자료와 거의 일치함을 확인하였다. 미래 기간의 모의에 대해서는 RCP 4.5 및 RCP 8.5를 활용한 모의 모두 순복사량은 거의 변화가 없었으며 현열은 대체적으로 하강하는 경향을, 이와 대조적으로 잠열의 경우에는 상승하는 경향을 나타내었다. 특히 RCP 8.5를 활용한 결과에서 이 증감폭은 더 크게 나타났으며, 2060년대 후반부터 순복사량과 현열의 변동성이 매우 커지는 등의 극한기후의 특징을 나타내는 것으로 보인다. 추후 연구에서는 본 연구를 토대로 다양한 시나리오를 활용하여 더욱 다양한 조건하에서의 에너지 인자 및 다른 수문학적 주요 인자들에 대한 모의를 수행할 예정이다.

• 한국기후변화학회지
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• 제7권4호
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• pp.433-442
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• 2016

In this study, we examine future changes in surface radiation associated with cloud amount and aerosol emission over East Asia. Data in this study is HadGEM2-CC (Hadley Centre Global Environmental Model version 2, Carbon Cycle) simulations of the Representative Concentration Pathways (RCPs) 2.6/4.5/8.5. Results show that temperature and precipitation increase with rising of the atmosphere $CO_2$. At the end of $21^{st}$ century (2070~2099) relative to the end of $20^{st}$ century (1981~2005), changes in temperature and precipitation rate are expected to increase by $+1.85^{\circ}C/+6.6%$ for RCP2.6, $+3.09^{\circ}C/+8.5%$ for RCP4.5, $+5.49^{\circ}C/10%$ for RCP8.5. The warming results from increasing Net Down Surface Long Wave Radiation Flux (LW) and Net Down Surface Short Wave Radiation Flux (SW) as well. SW change increases mainly from reduced total Aerosol Optical Depth (AOD) and low-level cloud amount. LW change is associated with increasing of atmospheric $CO_2$ and total cloud amount, since increasing cloud amounts are related to absorb LW radiation and remit the energy toward the surface. The enhancement of precipitation is attributed by increasing of high-level cloud amount. Such climate conditions are favorable for vegetation growth and extension. Expansion of C3 grass and shrub is distinct over East Asia, inducing large latent heat flux increment.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권7호
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• pp.585-597
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• 2018

본 연구는 미래기후변화에 따른 청미천 유역의 향후 수질 변화를 검토하고, 최적관리기법으로의 접근을 이용한 비점오염물질 저감 대책의 유효성을 살펴보는 것을 목적으로 수행되었다. 기후변화에 따른 미래 수문 및 수질변수의 변화를 살펴보기 위하여 Soil and Water Assessment Tool(SWAT) 모형을 이용하였으며, SWAT 모형의 매개변수는 SWAT-CUP을 이용하여 보정하였다. 구축된 Representative Concentration Pathway(RCP) 시나리오 중 RCP 4.5 및 8.5 두 개 시나리오를 이용하여 미래 기후를 고려하였다. 모의 결과로부터 기후 변화가 심화될수록 강우 및 비점오염물질의 유출이 증가하는 것으로 예측되었다. 또한 적절한 최적관리기법을 통해 비점오염물질의 총량뿐만 아니라 시간에 따른 변동성도 함께 효과적으로 저감될 수 있는 것으로 판단된다.

• 한국기후변화학회지
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• 제7권4호
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• pp.451-463
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• 2016

We explore the impact of Chinese future air pollutant emissions on ozone air quality in Northeast Asia (NEA) and health in South-Korea using an assessment framework including ICAMS (The Integrated Climate and Air Quality Modeling System) and BenMAP (The Environmental Benefits Mapping and Analysis Program). The emissions data sets from the climate change scenarios, the Representative Concentration Pathways (RCPs) (emission scenarios, EMSO), are used to simulate ozone air quality in NEA in the current (1996~2005, 2000s), the near future (2016~2025, 2020s) and the distant future (2046~2055, 2050s). Furthermore, the simulated ozone changes in the 2050s are used to analyze ozone-related premature mortality and economic cost in South-Korea. While different EMSOs are applied to the China region, fixed EMSO are used for other country regions to isolate the impacts of the Chinese emissions. Predicted ozone changes in NEA are distinctively affected by large changes in NOx emission over most of China region. Comparing the 2020s with the 2000s situation, the largest increase in mean ozone concentrations in NEA is simulated under RCP 8.5 and similarly small increases are under other RCPs. In the 2050s in NEA, the largest increase in mean ozone concentrations is simulated under RCP 6.0 and leads to the occurrence of the highest premature mortalities and economic costs in South-Korea. Whereas, the largest decrease is simulated under RCP 4.5 leads to the highest avoided premature mortality numbers and economic costs. Our results suggest that continuous reduction of NOx emissions across the China region under an assertive climate change mitigation scenario like RCP 4.5 leads to improved future ozone air quality and health benefits in the NEA countries including South-Korea.

• 한국기후변화학회지
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• 제9권2호
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• pp.143-156
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• 2018

Evapotranspiration is a key element in designing and operating agricultural hydraulic structures. The profound effect of climate change to local agro-hydrological systems makes it inevitable to study the potential variability in evapotranspiration rate in order to develop policies on future agricultural water management as well as to evaluate changes in agricultural environment. The APEX-Paddy model was used to simulate local evapotranspiration responses to climate change scenarios. Nine Global Climate Models(GCMs) downscaled using a non-parametric quantile mapping method and a Multi?Model Ensemble method(MME) were used for an uncertainty analysis in the climate scenarios. Results indicate that APEX-Paddy and the downscaled 9 GCMs reproduce evapotranspiration accurately for historical period(1976~2005). For future periods, simulated evapotranspiration rate under the RCP 4.5 scenario showed increasing trends by -1.31%, 2.21% and 4.32% for 2025s(2011~2040), 2055s(2041~2070) and 2085s(2071~2100), respectively, compared with historical(441.6 mm). Similar trends were found under the RCP 8.5 scenario with the rates of increase by 0.00%, 4.67%, and 7.41% for the near?term, mid?term, and long?term periods. Monthly evapotranspiration was predicted to be the highest in August, July was the month having a strong upward trend while. September and October were the months showing downward trends in evapotranspiration are mainly resulted from the shortening of the growth period of paddy rice due to temperature increase and stomatal closer as ambient $CO_2$ concentration increases in the future.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권3호
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• pp.475-486
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• 2020

기후변화 시나리오는 기후변화 대응 연구의 기반이 되는 사항으로, 대용량 시공간 데이터로 구성되어 있다. 데이터의 관점에서는 1종의 시나리오가 약 83 기가바이트(Giga bytes) 이상의 대용량이며, 데이터 형식은 반정형으로 검색, 추출, 저장 및 분석 등 활용상 제약이 있다. 본 연구에서는 대용량, 다중시기 기후변화 시나리오의 활용을 편리하게 개선하기 위하여 공간정보 기반의 극단적 기후사상 분석 도구를 개발하였다. 또한, 개발된 도구를 RCP8.5 기후변화 시나리오에 적용하여 과거 발생한 집중호우 임계치가 미래 발생 가능한 시기와 공간에 대한 시범 분석을 수행하였다. 분석결과, 3일 누적 강우량 587.6 mm 이상인 날이 2080년대 약 76회 발생하는 것으로 분석되었으며, 집중호우는 국지적으로 발생하였다. 개발된 분석도구는 초기 설정부터 분석결과를 도출하는 전 과정이 단일 플랫폼에서 구현되도록 하였다. 더불어 상용 소프트웨어가 없어도 분석결과를 다양한 형식(웹 문서형식(HTML), 이미지(PNG), 기후변화 시나리오(ESR), 통계(XLS))으로 구현되도록 하였다. 따라서 본 분석도구 활용을 통해 기후변화에 대한 미래 전망이나 취약성 평가 등의 활용에 도움이 될 것으로 사료되며, 향후 제공될 기후변화 보고서에 따른 기후변화 시나리오 분석 도구 개발에도 사용될 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권3호
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• pp.185-196
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• 2015

본 연구에서는 황룡강 유역에 유역모델 HSPF (Hydrological Simulation Program - Fortran)를 적용하여 기후변화에 따른 오염부하 유출 변화량을 분석하였다. 황룡강 유역을 7개 소유역으로 분할하고 2011년에 관측된 유량, SS, BOD, TN, TP 농도자료를 이용하여 모델 보정 및 검정을 실시하였다. 기후변화에 따른 황룡강 유역의 환경변화를 예측하기 위해 RCP 4.5와 8.5 시나리오를 이용하였으며, 과거 기간 동안의 강우와 기온에 대한 모의치와 관측치간 월별 평균을 비교하여 미래 기상 자료에 대한 편의 보정을 수행하였다. 기후변화 시나리오의 기상 자료 분석 결과, 21세기 전반기와 비교하여 중, 후반기에 상대적으로 많은 연강수량과 연평균기온을 보이는 것으로 분석되었다. 기후변화에 따른 황룡강 유역에서의 오염물질 유출량 분석 결과, RCP 4.5 시나리오에서는 2020년대 대비 2080년대에 평균 연간 강우, BOD, TN, TP 유출량이 각각 47%, 24%, 21%, 27% 증가율을 보여 21세기 후반기로 갈수록 연간 오염부하 유출량이 전반적으로 증가하는 것으로 분석되었다. RCP 8.5 시나리오에서는 2020년대 대비 2050년대에 평균 연간 강우, BOD, TN, TP 유출량이 각각 34%, 20%, 20%, 21% 증가율을 보이며 21세기 중반기에 연간 오염부하 유출량이 상대적으로 가장 많이 증가할 것으로 분석되었다. 이는 연강수량 변화와 동일한 패턴의 변화로서 기후변화에 따른 강우량 변화가 오염물질 유출량에 그대로 반영된 결과를 보여준다. 한편, 월별 오염물질 유출량은 RCP 4.5에서는 9월에, RCP 8.5에서는 2월에 상대적으로 크게 증가할 것으로 분석되었다.