불확실성을 고려한 기후변화 시나리오의 선정

이재경(Jae-Kyoung Lee),김영오(Young-Oh Kim) 한국기상학회 2012 대기 Vol.22 No.2

Going by the research results of the past, of all the uncertainties resulting from the research on climate change, the uncertainty caused by the climate change scenario has the highest degree of uncertainty. Therefore, depending upon what kind of climate change scenario one adopts, the projection of the water resources in the future will differ significantly. As a matter of principle, it is highly recommended to utilize all the GCM scenarios offered by the IPCC. However, this could be considered to be an impractical alternative if a decision has to be made at an action officer’s level. Hence, as an alternative, it is deemed necessary to select several scenarios so as to express the possible number of cases to the maximum extent possible. The objective standards in selecting the climate change scenarios have not been properly established and the scenarios have been selected, either at random or subject to the researcher’s discretion. In this research, a new scenario selection process, in which it is possible to have the effect of having utilized all the possible scenarios, with using only a few principal scenarios and maintaining some of the uncertainties, has been suggested. In this research, the use of cluster analysis and the selection of a representative scenario in each cluster have efficiently reduced the number of climate change scenarios. In the cluster analysis method, the K-means clustering method, which takes advantage of the statistical features of scenarios has been employed; in the selection of a representative scenario in each cluster, the selection method was analyzed and reviewed and the PDF method was used to select the best scenarios with the closest simulation accuracy and the principal scenarios that is suggested by this research. In the selection of the best scenarios, it has been shown that the GCM scenario which demonstrated high level of simulation accuracy in the past need not necessarily demonstrate the similarly high level of simulation accuracy in the future and various GCM scenarios were selected for the principal scenarios. Secondly, the “Maximum entropy” which can quantify the uncertainties of the climate change scenario has been used to both quantify and compare the uncertainties associated with all the scenarios, best scenarios and the principal scenarios. Comparison has shown that the principal scenarios do maintain and are able to better explain the uncertainties of all the scenarios than the best scenarios. Therefore, through the scenario selection process, it has been proven that the principal scenarios have the effect of having utilized all the scenarios and retaining the uncertainties associated with the climate change to the maximum extent possible, while reducing the number of scenarios at the same time. Lastly, the climate change scenario most suitable for the climate on the Korean peninsula has been suggested. Through the scenario selection process, of all the scenarios found in the 4th IPCC report, principal climate change scenarios, which are suitable for the Korean peninsula and maintain most of the uncertainties, have been suggested. Therefore, it is assessed that the use of the scenario most suitable for the future projection of water resources on the Korean peninsula will be able to provide the projection of the water resources management that maintains more than 70~80% level of certainties of all the scenarios.

농업분야 활용을 위한 한반도 1km 격자형 SSP 기후변화 시나리오

허지나,조재필,조세라,심교문,김용석,강민구,오찬성,서승범,김응섭 한국농림기상학회 2024 한국농림기상학회지 Vol.26 No.1

국제사회는 IPCC를 중심으로 SSP (Shared Socioeconomic Pathways) 기후변화 시나리오를 새로 운 온실가스 변화 경로로 채택하고, 신기후변화 시나리오 기반으로 다양한 규모와 형태로 기후변화를 전망하고 분석하고 있다. 국립농업과학원은 이러한 국제적 동향을 반영하고 농업부문 기후변화 적응대책 지원을 위한 노력의 일환으로 신규 온실가스 경로에 기반한 한반도 상세(1km) 기후변화 시나리오를 산출하였다. 본 논문은 2022년 “국가 기후변화 표준 시나리오” 로 인증받은 국립농업과학원의 SSP 기후변화 시나리오 자료를 소개하고, 기후변화 전망 결과를 보여주고자 한다. 한반도의 미래 기후 변화에 대한 전망 정보를 생산하기 위해 CMIP6에 참여한 18개의 GCM 모형에서 생산된 전지구 규모의 기후 자료를 과거기간(1985-2014)과 미래기간(2015-2100)에 대해 수집하고, 1km 격자형 한반도 전자기후도와 SQM 방법을 이용하여 한반도 영역에 대해 통계적 상세화를 수행하였다. 21세기 후반기(2071∼2100년), 한반도의 연평균 최고, 최저기온은 온실가스 배출 정도에 따라 각각 2.6∼6.1 ℃, 2.5∼6.3 ℃ 상승하고, 연강수량은 21.5∼38.7 % 상승하는 것으로 전망되었다. 저탄소 시나리오(SSP1-2.6)의 경우 기온과 강수량 상승이 적게 나타나, 탄소 배출을 감축하는 경우에 상승 폭을 억제할 수 있을 것으로 전망되었다. 21세기 후반기의 우리나라 평균 풍속과 일사량은 상대적으로 현재 대비 미래에 큰 변화가 없을 것으로 전망하고 있다. 이 자료는 기후변화에 따를 미래의 불확실성을 이해하고 기후변화 적응을 위한 합리적인 의사결정에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. The international community adopts the SSP (Shared Socioeconomic Pathways) scenario as a new greenhouse gas emission pathway. As part of efforts to reflect these international trends and support for climate change adaptation measure in the agricultural sector, the National Institute of Agricultural Sciences (NAS) produced high-resolution (1 km) climate change scenarios for the Korean Peninsula based on SSP scenarios, certified as a “National Climate Change Standard Scenario” in 2022. This paper introduces SSP climate change scenario of the NAS and shows the results of the climate change projections. In order to produce future climate change scenarios, global climate data produced from 18 GCM models participating in CMIP6 were collected for the past (1985-2014) and future (2015-2100) periods, and were statistically downscaled for the Korean Peninsula using the digital climate maps with 1km resolution and the SQM method. In the end of the 21 st century (2071-2100), the average annual maximum/minimum temperature of the Korean Peninsula is projected to increase by 2.6∼6.1℃/2.5∼6.3℃ and annual precipitation by 21.5∼38.7% depending on scenarios. The increase s in temperature and pre cipitation under the low -carbon s cenario w ere smaller than those under high-carbon scenario. It is projected that the average wind speed and solar radiation over the analysis region will not change significantly in the end of the 21st century compared to the present. This data is expected to contribute to understanding future uncertainties due to climate change and contributing to rational decision-making for climate change adaptation.

Risk Assessment of Adaptation to Highway Climate Change and Management Plan

( Jugoang Lee ),( Giseong Jeon ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2018 한국폐기물자원순환학회 심포지움 Vol.2018 No.1

By 2017, Korea expressway Corporation's measures to adapt to climate change should be established in accordance with Article 48 of the Framework Act on Low Carbon Green Growth, Article 38 of the Enforcement Decree of the same Act. The spatial range of adaptation measures for climate change will be established by the end of December 2017 for the expressway routes managed by the eight headquarters(Metropolitan area, Gangwon, Chungbuk, Daejeon-Chungnam, Jeonbuk, Gwangju-Jeonnam, Daegu-Gyeongbuk, Busan- Gyeongnam) operated by Korea expressway Corporation and implementing adaptation measures for five years from 2018 to 2022. Futhermore, the implementation evaluation should be carried out annually. Korea expressway Corporation is responsible for 298 of 41 routes of all expressways in Korea and operates and manages 4,113km(4,695.5km) excluding private line of total lines. As for the materials of route’s managed by Korea expressway Corporation, the concrete material is 2,789 km (1st lane basis and 64% of the total routes), and the asphalt material is 1,324 km (1st lane basis and 36% of the total routes). Korea's climate change progress rate and outlook excess the world average level. By establishing countermeasures for adaptation to climate change, it is possible to drastically reduce the adaptation cost by minimizing trial and error and proactive response to the facilities of road construction, which is relatively exposed to climate factors. Therefore, the purpose of this study is to analyze the prospects for climate change in the expressway route region through the RCP scenarios, and by analyzing climate change through data mining and internal damage data, it is necessary to establish measures for adaptation to climate change and to build implementation system to effectively respond to climate change. The RISK Matrix was developed to select action plans and priorities for adaptation measures due to climate change. As a result, the Seoul metropolitan region(Heat wave, cold wave), Kangwon region(Cold wave), Chungbuk and Daejeon·Chungnam region(Heat wave), Jeonbuk region(Heat wave, Heavy snow), Gwangju ·Jeonnam, Busan and Kyungnam region’s were interpreted to be highly likely to cause RISK in the heat wave. The risk impact scale was usually below the scale. Climate impacts and risk assessments have set the vision and goals for preemptive response to climate elements that are expected to be highly damaging, The five-year’s plan for adaptation counterplan of climate change was applied. In addition, the Implementation Council was formed with the disaster safety department as the general department for efficient response and evaluation of climate change. Adaptation measures The annual plans for the detailed projects are as follows.

기후변화 적응정책 지원을 위한 토지이용통합모델 개발(Ⅱ)

김오석 ( Oh Seok Kim ),안소은,윤정호,김기환,김걸 한국환경정책평가연구원 2016 기본연구보고서 Vol.2016 No.-

본 연구에서는 사회·경제적 요소와 자연·물리적인 요인을 동시에 고려한 시나리오를 개발하고 이에 근거한 모델링을 통해 2100년 시점의 국토이용 현황을 전망하였다. 시나리오 별 국토이용 결과에 따라 기후변화 리스크에 어떻게 대응하는 것이 전략적인지에 대해 분석 하였으며 이를 통해 통합모델 연구가 국가 차원에서 기후변화 적응대책 수립 시 어떻게 이바지할 수 있는지에 대해서 살펴보았다. 본 연구는 현재 시점에서 생각할 수 있는 부정적인 미래를 그리는 `보수적인 시나리오`와 이와는 대척되는 긍정적인 미래를 나타내는 `낙관적인 시나리오`를 개발·적용하였다. 낙관적인 시나리오는 두 개의 인구 시나리오를 고려하는데 이는 기후변화 적응역량과 인구변동 요인의 연관관계에 근거하여 도출하였다. 보수적인 시나리오는 TerrSet의 Land Change Modeler에 의해 전망되었고, 낙관적인 시나리오는 1차 연도에 개발한 케일럼(KEI-ILUM: Korea Environment Institute`s Integrated Land-Use Model)에 의해 전망되었다. 보수적인 시나리오에서 고려하는 개발에 대한 수요는 과도한 계획인구 가정에 근거하고 있으므로 2100년까지 지속해서 농지와 산림이 개발되는 것으로 나타났다. 낙관적인 시나리오는 기후변화 적응을 고려한 장래추계인구 결과와 연계하여 개발에 대한 수요를 계산하였으므로 보수적인 시나리오의 결과보다는 상대적으로 덜 개발되어 농지와 산림의 비율이 높게 나타났다. 모델링 결과를 KEI에서 수행한 기존의 폭염 및 해수면 상승 모델링 결과와 중첩하여 분석하면, 낙관적인 시나리오의 경우 개발된 지역에 미치는 폭염 영향은 약 30% 감소하는데 반해, 농지에 미치는 폭염 영향은 약 20% 증가하는 것을 확인되었다. 보수적인 시나리오의 경우, 향후 대한민국의 농지는 그 절대적인 면적이 감소할 것이므로 농축산물 생산이 이상기후 등에 받는 영향이 더 민감해질 것을 예상할 수 있다. 이러한 경우, 정책적으로 이상기후를 대비한 식량안보 전략에 상대적으로 많은 노력을 쏟는 것이 합리적으로 보인다. 반대로 낙관적인 시나리오의 경우, 농지 침수나 염류 피해 등에 더 큰 피해를 입을 수 있는 것으로 나타나므로 이에 무게를 실은 대책을 수립해야 한다. 한편, 산림 지목의 경우는 시나리오에 상관없이 비슷한 결과를 나타내므로 개발이나 농지 지목보다 시나리오별 전략이 상대적으로 덜 필요한 것으로 나타났다. 소위 현 상태 유지(BAU: Business-As-Usual) 시나리오라고 할 수 있는 `보수적인 시나리오`와 합리적인 개발 시나리오라고 할 수 있는 `낙관적인 시나리오`를 비교·분석한 결과 어떤 특정 시나리오가 기후변화 적응에 있어 압도적으로 더 낫다고 할 수 없는 것을 확인할 수 있었다. 이는 장차 대한민국 사회가 국가 차원에서든 지자체 차원에서든 기후변화에 적응하고자 할 때 최대한 다양한 시나리오를 고려해야 전략적으로 대비할 가능성이 증대됨을 시사하는 것이다. 이에 비해 현재 정부에서 수립하고 있는 국가기후변화적응대책은 기후변화 리스크를 단순히 병렬적으로 나열하는 데 그치고 있고 이를 어떻게 활용할 수 있는지에 대한 내용 또한 제시되지 않아 정책의 실질적인 활용 여부가 불분명하다. 과학적인 프레임 워크에 기반을 둔 통합모델을 활용하여 그 결과에 따라 이들을 시나리오별로 재구성해야 국가 정책으로서의 활용도가 제고될 것이다. 토지는 대기, 해양, 산림, 하천, 토양 등과 사회·경제적 요소를 모두 연결하는 중요한 환경매체이므로 통합모델 개발 시 케일럼은 통합모델의 중심에서 다른 세부 분석모듈과 연계하는 것이 합리적일 것이다. 본 보고서에서 폭염과 해수면 상승으로 인한 기후변화 리스크를 연계하여 분석한 것은 케일럼이 보다 더 넓은 의미로서의 통합모델로 확장할 수 있음을 보여준다고 할 수 있다. The research presents land-change modeling outcomes for the year of 2100 that are based on two distinct scenarios, where they take into account both shared socioeconomic pathways (SSPs) and representative concentration pathways (RCPs). The two scenarios are entitled “conservative” and “optimistic.” The conservative scenario portrays a business-as-usual situation and is modeled via Land Change Modeler (LCM). LCM is a analytical module embedded in TerrSet geospatial monitoring and modeling software, which has been developed and maintained by Clark Labs in the United States. The optimistic scenario depicts a more sustainable development (compared to the conservative scenario) and is modeled via Korea Environment Institute`s Integrated Land-Use Model (KEI-ILUM). KEI-ILUM integrates econometric modeling and geographic information science/systems (GIS) to simulate future land-use and land-cover change of South Korea. After the two scenarios are projected in a spatially explicit fashion the projections are overlaid with maps of heatwave and sea-level rise produced by KEI. Through the overlay, it is possible to identify which land-use type is more vulnerable to a specific climate change risk under a certain scenario. The conservative scenario shows more Built than the optimistic scenario, and consequently the optimistic scenario shows more Agriculture and Forest than the conservative scenario. Under the optimistic scenario, Built is less vulnerable to heatwave by approximately 30% compared to the conservative scenario. In the case of Agriculture, however, it is expected to be more vulnerable to heatwave by approximately 20% when the optimistic scenario is to be realized. Under the conservative scenario, it is more effective for Agriculture to be prepared for extreme weather and climate events, whereas it is more effective to be prepared for flood or salinization under the optimistic scenario. In the case of Forest, the results of the two scenarios are similar hence no distinct adaptation strategies seem necessary. In conclusion, there is no “better” scenario in terms of climate change adaptation because all scenarios are differently vulnerable to climate change risks. Thus, it is crucial to develop more scenarios and prepare strategies corresponding to those scenarios in pursuit of “better” climate change adaptation.

기후학적 물수지를 적용한 기후변화에 따른 농업기상지표 변동예측의 불확실성

남원호,홍은미,최진용,조재필,Nam, Won-Ho,Hong, Eun-Mi,Choi, Jin-Yong,Cho, Jaepil,Hayes, Michael J. 한국농공학회 2015 한국농공학회논문집 Vol.57 No.2

The Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5), coordinated by the World Climate Research Programme in support of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) AR5, is the most recent, provides projections of future climate change using various global climate models under four major greenhouse gas emission scenarios. There is a wide selection of climate models available to provide projections of future climate change. These provide for a wide range of possible outcomes when trying to inform managers about possible climate changes. Hence, future agrometeorological indicators estimation will be much impacted by which global climate model and climate change scenarios are used. Decision makers are increasingly expected to use climate information, but the uncertainties associated with global climate models pose substantial hurdles for agricultural resources planning. Although it is the most reasonable that quantifying of the future uncertainty using climate change scenarios, preliminary analysis using reasonable factors for selecting a subset for decision making are needed. In order to narrow the projections to a handful of models that could be used in a climate change impact study, we could provide effective information for selecting climate model and scenarios for climate change impact assessment using maximum/minimum temperature, precipitation, reference evapotranspiration, and moisture index of nine Representative Concentration Pathways (RCP) scenarios.

기후변화 시나리오를 활용한 공간정보 기반 극단적 기후사상 분석 도구(EEAT) 개발

한국진,이명진 대한원격탐사학회 2020 大韓遠隔探査學會誌 Vol.36 No.3

기후변화 시나리오는 기후변화 대응 연구의 기반이 되는 사항으로, 대용량 시공간 데이터로 구성되어있다. 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 분석결과를도출하는 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. Climate change scenarios are the basis of research to cope with climate change, and consist of large-scale spatio-temporal data. From the data point of view, one scenario has a large capacity of about 83 gigabytes or more, and the data format is semi-structured, making it difficult to utilize the data through means such as search, extraction, archiving and analysis. In this study, a tool for analyzing extreme climate events based on spatial information is developed to improve the usability of large-scale, multi-period climate change scenarios. In addition, a pilot analysis is conducted on the time and space in which the heavy rain thresholds that occurred in the past can occur in the future, by applying the developed tool to the RCP8.5 climate change scenario. As a result, the days with a cumulative rainfall of more than 587.6 mm over three days would account for about 76 days in the 2080s, and localized heavy rains would occur. The developed analysis tool was designed to facilitate the entire process from the initial setting through to deriving analysis results on a single platform, and enabled the results of the analysis to be implemented in various formats without using specific commercial software: web document format (HTML), image (PNG), climate change scenario (ESR), statistics (XLS). Therefore, the utilization of this analysis tool is considered to be useful for determining future prospects for climate change or vulnerability assessment, etc., and it is expected to be used to develop an analysis tool for climate change scenarios based on climate change reports to be presented in the future.

RCP 8.5 기후변화 시나리오에 따른 소나무림과 굴참나무림의 산림 탄소 동태 변화 추정 연구

이종열 ( Jong Yeol Lee ),한승현 ( Seung Hyun Han ),김성준 ( Seong Jun Kim ),장한나 ( Han Na Chang ),이명종 ( Myong Jong Yi ),박관수 ( Gwan Soo Park ),김춘식 ( Choon Sig Kim ),손영모 ( Yeong Mo Son ),김래현 ( Rae Hyun Kim ),손요환 한국농림기상학회 2015 한국농림기상학회지 Vol.17 No.1

산림은 많은 양의 탄소를 저장하고 있으며, 산림 탄소 동태는 기후변화에 따라 변화할 것으로 예상된다. 본 연구는 우리나라 산림에서 가장 우점하는 침엽수종과 활엽수종인 소나무림과 참나무림을 대상으로 최근 개발 및 개선된 한국형산림토양탄소모델(Korean ForestSoil Carbon model; KFSC model)을 이용하여 두 가지 기후변화 시나리오(2012년 기온이 2100년까지 유지되는 시나리오(CT), Representative Concentration Pathway(RCP) 8.5 시나리오) 하에서의 산림 탄소 동태를 예측하였다. 5차 국가산림자원조사 자료로부터 소나무림과 굴참나무림 조사구들을 추출한 뒤, 이를 행정구역(9개 도, 7개 특별·광역시) 및 영급(1-5영급, 6영급이상)별로 분류하여 탄소 동태 모의 단위를 설정하였다. 탄소 저장고는 2012년을 기준으로 초기화하였으며, 모의 기간인 2012년부터 2100년까지 모든 교란은 고려하지 않았다. 모의 결과 산림 탄소 저장량은 시간이 경과함에 따라 전반적으로 증가하지만, CT 시나리오에 비하여 RCP 8.5 시나리오 하에서 산림 탄소 저장량이 낮게 나타났다. 소나무림의 탄소 저장량(Tg C)은 2012년에 260.4에서 2100년에는 각각 395.3(CT 시나리오) 및 384.1(RCP 8.5 시나리오)로 증가하였다. 굴 참나무림의 탄소 저장량(Tg C)은 2012년에 124.4에서 2100년에는 219.5(CT 시나리오) 및 204.7(RCP 8.5 시나리오)로 각각 증가하였다. 5차 국가산림자원조사 자료와 비교한 결과, 고사유기물 탄소 저장량의 초기값은 타당한 것으로 나타났다. 모의 기간 동안 소나무림과 굴참나무림의 연간 탄소 흡수율(g C m-2 yr-1)은 CT 시나리오 하에서 각각 71.1과 193.5, RCP8.5 시나리오 하에서 각각 65.8과 164.2로 추정된다. 따라서 우리나라 소나무림과 굴참나무림의 탄소 흡수잠재력은 지구 온난화에 의하여 감소할 것으로 예상된다. 비록 모델의 구조와 파라미터로부터 불확실성이 존재하지만 본 연구는 미래 산림 탄소 동태 파악에 기여할 것으로 기대된다. Forests contain a huge amount of carbon (C) and climate change could affect forest C dynamics. This study was conducted to predict the C dynamics of Pinus densiflora and Quercus variabilis forests, which are the most dominant needleleaf and broadleaf forests in Korea, using the Korean Forest Soil Carbon (KFSC) model under the two climate change scenarios (2012-2100; Constant Temperature (CT) scenario and Representative Concentration Pathway (RCP) 8.5 scenario). To construct simulation unit, the forest land areas for those two species in the 5th National Forest Inventory (NFI) data were sorted by administrative district and stand age class. The C pools were initialized at 2012, and any disturbance was not considered during the simulation period. Although the forest C stocks of two species generally increased over time, the forest C stocks under the RCP 8.5 scenario were less than those stocks under the CT scenario. The C stocks of P. densiflora forests increased from 260.4 Tg C in 2012 to 395.3 (CT scenario) or 384.1 Tg C (RCP 8.5 scenario) in 2100. For Q. variabilis forests, the C stocks increased from 124.4 Tg C in 2012 to 219.5 (CT scenario) or 204.7 (RCP 8.5 scenario) Tg C in 2100. Compared to 5th NFI data, the initial value of C stocks in dead organic matter C pools seemed valid. Accordingly, the annual C sequestration rates of the two species over the simulation period under the RCP 8.5 scenario (65.8 and 164.2 g C m-2 yr-1 for P. densiflora and Q. variabilis) were lower than those values under the CT scenario (71.1 and 193.5 g C m-2 yr-1 for P. densiflora and Q. variabilis). We concluded that the C sequestration potential of P. densiflora and Q. variabilis forests could be decreased by climate change. Although there were uncertainties from parameters and model structure, this study could contribute to elucidating the C dynamics of South Korean forests in future.

CMIP6 기후변화 시나리오에 따른 제주도 지역의 미래 수문변화 전망

김철겸,조재필,이정은,장선우 한국수자원학회 2023 한국수자원학회논문집 Vol.56 No.11

본 연구에서는 18개 기후모형으로부터 도출된 SSP 기반의 미래 기후변화 시나리오와 유역모델링(SWAT-K)을 연계하여 제주도 지역의 미래 기후변화에 따른 수문학적 영향을 분석하였다. 기후모형에 따른 편차가 있으나 대체로 미래 기온의 증가에 따라 증발산량이 증가하고, 강수량의 증가로 인해 유출량과 함양량 또한 크게 증가할 것으로 전망되었다. 특히 SSP5-8.5 시나리오에서 이러한 증가가 더욱 뚜렷하게 나타났으며, 미래 후반기로 갈수록 GCM 모형 간의 차이가 크게 나타났다. 연평균 값에 대한 과거기간(1981~2010년) 대비 증감률로는 미래 후반기(2071~2100년)에 SSP5-8.5 시나리오에서 강수량 +21.4%, 증발산량 +19.2%, 유출량 +40.9%, 함양량 +16.6%의 전망을 나타내었다. 월별로 변화율을 보면 SSP5-8.5 시나리오에서 강수량은 9월에 24.5%, 증발산량은 4월에 34.1%, 유출량은 10월에 58.1%, 함양량은 9월에 33.8%까지 증가할 것으로 전망되었다. 또한 극한 기후 시나리오에 따른 전망을 위해, 미래에 최다 강수량을 예측한 CanESM5 모형과 최소 강수량을 예측한 ACCESS-ESM1-5 모형의 미래 기후자료를 사용하여 연평균 수문학적 변화를 비교하였다. 그 결과 강수량이 최대로 나타난 CanESM5 모형에서는 유출률과 함양률이 상대적으로 높게 나타난 반면, 강수량이 최저로 전망된 ACCESS-ESM1-5의 경우에는 증발산 비율이 높게 나타났다. 본 연구에서 적용한 기후변화 시나리오 기준으로 제주도 전체의 가용수자원은 증가한다고 전망할 수 있으나, 기후모형에 따라 계절별 지역별로 상이한 결과를 도출할 수 있기 때문에 가능한 다양한 시나리오를 활용한 종합적 분석과 대응방안이 필요하다고 생각된다. In this study, we analyzed the hydrological impacts of future climate change on Jeju Island using SSP-based climate change scenarios from 18 climate models and watershed modeling (SWAT-K). Despite discrepancies among climate models, we generally observed an increase in evapotranspiration due to rising future temperatures. Furthermore, a significant increase in runoff and recharge was noted due to increased precipitation. These increasing trends were particularly pronounced in the SSP5-8.5 scenario, and differences among GCM models became more significant in the late 21 century. When compared to the historical period (1981-2010), the projected changes for the far-future period (2071-2100) in the SSP5-8.5 scenario showed a 21.4% increase in precipitation, a 19.2% increase in evapotranspiration, a 40.9% increase in runoff, and a 16.6% increase in recharge on an annual average basis. On a monthly basis in the SSP5-8.5 scenario, precipitation was expected to increase by 24.5% in September, evapotranspiration by 34.1% in April, runoff by 58.1% in October, and recharge by 33.8% in September. To further assess projections based on extreme climate scenarios, we selected two models, CanESM5 and ACCESS-ESM1-5, which represented the maximum and minimum future precipitation forecasts, and compared the hydrological changes in the future scenarios. The results indicated that runoff and recharge rates were relatively higher in the CanESM5 model with the highest precipitation forecast, while evapotranspiration rates were higher in the ACCESS-ESM1-5 model with the lowest precipitation forecast. Based on the climate change scenarios used in this study, the overall available water resources on Jeju Island are more likely to increase. However, since results vary by season and region depending on the climate model and scenario, it is considered necessary to conduct a comprehensive analysis and develop response measures using various scenarios.

SSPs 기후변화 시나리오에 따른 서양금혼초(Hypochaeris radicata)의 개화 생물계절 및 적합 서식지 분포 예측

전상민,안난희,어진우,최순군,엽소진,김명현 한국기후변화학회 2023 한국기후변화학회지 Vol.14 No.6

The objective of this study was to predict future changes in flowering phenology and suitable habitat distribution of Hypochaeris radicata. As the climatic environment shifts due to climate change, the phenology and habitat distribution of plants and animals within agricultural ecosystems are also affected. To assess and anticipate the influence of climate change on agricultural ecosystems and to establish adaptive strategies, it is imperative to accurately predict the phenology and habitat distribution of indicator species based on different climate change scenarios. In this context, this study aimed to ascertain the effects of climate change on agricultural ecosystems by predicting changes in the flowering phenology and habitat distribution of H. radicata based on shared socio-economic pathway (SSP) scenarios. Our analysis revealed that the first, maximum, and last flowering dates for H. radicata are expected to shift earlier with climate change, more so under the SSP5-8.5 scenario than the SSP2-4.5 scenario. As climate change raises average temperatures, the growing degree days (GDD) will shorten, leading to earlier blooming periods. Furthermore, the suitable habitat area for H. radicata was 2.09% during the baseline period (1981 ~ 2010). In the SSP2-4.5 scenario, the suitable habitat area rose slightly to 2.28%, 2.51%, and 4.68% for 2011 ~ 2040, 2041 ~ 2070, and 2071 ~ 2100, respectively. Under the SSP5-8.5 scenario, the suitable habitable area for H. radicata was projected to be 2.77%, 13.25%, and 23.61% for the same time periods. Being an alien and agro-ecological indicator species, changes in the flowering phenology and suitable habitat distribution of H. radicata could impact native flora and agriculture in South Korea. It is therefore crucial to persistently monitor and assess the ramifications of these shifts on Korean agricultural ecosystems due to climate change.

Selection of representative GCM scenarios preserving uncertainties

Lee, Jae-Kyoung,Kim, Young-Oh IWA Publishing 2017 Journal of water and climate change Vol.8 No.4

<P>Climate change studies usually include the use of many projections, and selecting an essential number of projections is very important, because using all Global Climate Model (GCM) scenarios is impossible in practice. Furthermore, the climate change impact assessment is often sensitive to the choice of GCM scenarios. This study suggests that selecting the best-performing scenarios based on a historical period should be avoided in nonstationary cases like climate change, and then proposes a new approach that can preserve the uncertainty, that all scenarios contain. The new approach groups all GCM scenarios into several clusters, and then selects a single representative scenario among member scenarios of each cluster, based on their skill scores. The proposed approach is termed ‘selecting the principal scenarios’, and applied to select five principal GCM scenarios for the South Korean Peninsula, among 17 GCM scenarios of the 20C3M emission scenario. The uncertainty preservation is measured with the maximum entropy theory. The case study presents that the principal scenarios preserve the full range of total uncertainty, compared to less than 65% for the best scenarios confirming that preserving uncertainty with the principal scenarios is more adequate, than selecting the best-performed scenarios, in climate change studies.</P>