AR6 기상청 지역기후모델을 이용한 미래 가능최대강수량 전망

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recent climate change has led to an increase in the frequency and intensity of extreme precipitation events, increasing concerns about the safety of large hydraulic structures such as dams. Probable Maximum Precipitations (PMPs) in Korea have not been updated for approximately 20 years since their calculation by the Ministry of Construction and Transportation in 2004, presenting limitations due to outdated observational data and calculation procedures. This study proposes a procedure for calculating PMPs that considers climate change, based on the hydrometeorological approach presented by the World Meteorological Organization (WMO, 2009). The PMP calculation procedure was established using dew point as the primary variable reflecting future temperature changes. This procedure was applied to the SSP5-8.5 scenario from HadGEM3-RA, provided by the Korea Meteorological Administration, to project future PMPs. Analysis results indicate that future PMPs are projected to increase by approximately 11% compared to present PMPs, with regional disparities tending to widen as the future period progresses. However, the results of this study are based on a single method and a single model, and there are limitations and risks to using them alone for future PMP projections. Therefore, it is necessary to perform a more reliable future PMPs projection by ensemble forecasting results utilizing various techniques and models.

국문 초록 (Abstract)

최근 기후변화로 인해 극한 강수의 발생 빈도와 강도가 증가함에 따라, 댐과 같은 대형 수공구조물의 안전성에 대한 우려가 커지고 있다. 국내 가능최대강수량(Probable Maximum Precipitations, PMPs)은 2004년 건설교통부에 의해 산정된 이후 약 20년간 갱신되지 않아, 관측자료와 산정 절차의 노후화라는 한계를 지닌다. 본 연구에서는 세계기상기구(World Meteorological Organization, WMO, 2009)가 제시한 수문기상학적 접근법을 기반으로, 기후변화를 고려한 PMPs 산정 절차를 제안하였다. 미래 기온 변화를 반영한 이슬점을 주요 변수로 활용하여 PMPs 산정 절차를 구성하였으며, 이를 기상청에서 제공하는 HadGEM3-RA의 SSP5-8.5 시나리오에 적용하여 미래 PMPs를 전망하였다. 분석 결과, 미래 PMPs는 현재 대비 약 11% 증가하는 것으로 나타났으며, 미래 시기로 갈수록 지역 간 편차가 확대되는 경향을 보였다. 다만 본 연구의 결과는 단일 방법과 단일 모형에 기반하고 있어, 이를 단독으로 미래 PMP 전망에 활용하기에는 한계와 위험이 존재한다. 따라서 다양한 기법과 모형을 활용한 전망 결과를 앙상블하여 보다 신뢰성 있는 미래 PMPs 전망을 수행할 필요가 있다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 자료 및 방법론 5
• 2.1. 기후변화 시나리오 5
• 가. 기후변화 시나리오의 정의 5
• 나. 기후변화 시나리오 6
• 2.2. 자료 및 연구 지역 9
• 가. 관측자료 9
• 나. 기후모의자료 12
• 2.3. 기존 PMPs 산정 절차 14
• 가. PMPs 14
• 나. PMPs 산정 방법 15
• 다. 수문기상학적 PMPs 산정 절차 17
• (1) D-A-D(Depth-Area-Duration) 분석 17
• (2) 수분최대화 19
• (3) 호우전이 20
• (4) 포락 22
• 라. 기존 산정 방법의 한계점 24
• 2.4. 기후변화를 고려한 PMPs 산정 절차 26
• 가. 기존 산정 절차와의 차이점 26
• 나. D-A-D 분석 및 확률강우량 29
• 다. 미래 최대이슬점 생성 31
• (1) 편의보정 31
• (2) Scale-invariance 36
• (3) Kriging 42
• 라. 수분최대화 및 호우전이 44
• 마. 포락 47
• Ⅲ. 결과 48
• 3.1. 현재 PMPs 산정 결과 48
• 가. 현잭기간 모의자료를 활용한 현재 PMPs 산정 결과 48
• 3.2. 미래 PMPs 전망 53
• 가. 미래기간 모의자료를 활용한 미래 PMPs 전망 53
• (1) 2060 53
• (2) 2100 58
• (3) 남강댐 유역 63
• Ⅳ. 토의 65
• 4.1. 기후모델의 불확실성 65
• 4.2. 물리적 요인 설정에 따른 결과 해석 67
• Ⅴ. 결론 70
• 참고문헌 72