기후변화와 도시재해위험성을 고려한 방재성능목표강우량 개선에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

지구온난화 현상의 가속화로 인한 기후변화는 삶의 기반 약화, 생태계의 악화, 수자원 및 식량문제, 해안 및 저지대의 위협, 산업 및 인간의 건강을 해치는 등 여러 부문에 광범위하게 영향을 미치며 특히, 호우빈도의 증가, 홍수규모 및 빈도의 증가, 태풍강도의 증가 등으로 심각한 자연재해를 유발하게 될 것으로 예상하고 있다. 국립기상과학원의 한반도 기후변화 보고서에 의하면 지난 106년(1912~2017) 동안 우리나라 연평균기온은 13.2℃이고, 연 강수량은 1,237.4mm이며, 최근 30년 기온은 20세기 초(1912~1941)보다 1.4℃ 상승하였고, 강우량은 124mm 증가하였으며 기온의 변화량은 +0.18℃/10년으로 상승하는 추세로 기후변화가 빠르게 진행되고 있다.
우리나라는 지난 2022년 12월 지역별 방재성능목표 강우량(행정안전부)을 설정하여 488개 기상관측소의 지점 확률강우량을 238개 지역으로 구분하여 설정하고 있으나, 기후변화로 인한 도시의 재해위험성이 가중되고 재해위험요소의 설정이 다양하게 산재되어 있으므로 지역별 특성과 미래의 기후변화가 고려된 방재성능목표강우량의 개선이 요구되고 있는 실정이다. 본 논문에서는 우리나라 59개 관측소를 IPCC에서 제시한 고탄소 시나리오인 SSP5-8.5를 적용하여 전국의 229개 지자체의 미래 기후변화를 고려한 방재성능목표강우량을 제시하였다.
기후변화 시나리오를 적용하여 미래의 기후변화와 현재의 재현 기간별 방재성능목표강우량의 변동폭을 이용하여 극한변동지수를 제시하였고, 지역별 인구 영향으로 인한 도시의 재해위험성을 고려하기 위하여 인간위험지수를 제시하였으며, 지역별 재화와 용역을 포함한 최종생산물 가치의 합인 지역내총생산(GRDP, Gross Regional Domestic Product)를 적용하여 재해영향지수를 도출한 결과 미래의 기후변화를 고려한 방재성능목표강우량은 지속시간이 길고 재현빈도가 높을 수록 편차가 크게 나타났으며, 인구가 밀집되고 지역내총생산이 크게 나타나는 서울, 울산 등 도시지역에서 재해영향지수가 크게 나타나는 것을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

"The effects of climate change, driven by accelerated global warming, impact various sectors, including compromising the foundation of life, deteriorating ecosystems, water scarcity, food insecurities, threats to coastal areas, and adverse effects on human health and industries. It is expected to lead to severe natural disasters such as increased heavy rainfall, larger and more frequent floods, and intensified typhoons. According to a report by the National Institute of Meteorological Sciences on climate change in Korea spanning the past 106 years (1912-2017), the average annual temperature was 13.2°C, with an annual precipitation of 1,237.4 mm. Over the last 30 years, temperatures have risen by 1.4°C since the early 20th century (1912-1941), accompanied by a 124 mm increase in rainfall. The rate of temperature change stands at +0.18°C per decade. In December 2022, Korea established regional disaster prevention targets based on rainfall, divided into 238 regions from 488 weather stations by the Ministry of Public Administration and Security. However, with the increasing urban disaster risks due to climate change, setting disaster risk factors in various ways, there's a need to enhance disaster prevention targets by considering regional characteristics and future climate changes. This paper applied the IPCC's high-carbon scenario, SSP5-8.5, to 59 observation stations in Korea, projecting disaster prevention targets considering future climate change for 229 local governments nationwide. The study presented an extreme fluctuation index using future climate change and fluctuations in disaster prevention targets for each current reproduction period by applying the climate change scenario. Additionally, a human risk index was devised to factor in urban disaster risks due to regional population effects. Furthermore, the disaster impact index was derived by considering the Gross Regional Domestic Product (GRDP), illustrating that urban areas with dense populations and high GRDP, such as Seoul and Ulsan, experienced greater deviations in disaster prevention targets and consequently higher disaster impact indices."

목차 (Table of Contents)

• 국문요약 Ⅰ
• 목 차 Ⅲ
• 그림목차 Ⅴ
• 표 목 차 Ⅶ
• 제 Ⅰ 장 서론 1
• 1.1 연구배경 및 목적 1
• 1.2 연구동향 3
• 1.2.1 기후변화 시나리오를 이용한 분석에 관한 선행연구 사례 · 3
• 1.2.2 방재성능목표 산정에 관한 선행연구 사례 5
• 1.2.3 재해위험성 산정에 관한 선행연구 사례 8
• 1.3 연구방법 및 범위 10
• 제 Ⅱ 장 이론적 배경 · 11
• 2.1 기후변화 시나리오 · 11
• 2.2 방재성능목표강우량 산정 · 21
• 2.2.1 방재성능목표 강우량의 정의 21
• 2.2.2 강우빈도 해석 · 23
• 2.3 기후변화를 고려한 확률강우량 산정 기법 · 25
• 2.3.1 시간 및 공간상세화 기법 25
• 2.3.2 확률분포 28
• 2.4 재해위험지수 산정 기법 30
• 2.4.1 극한변동지수(EVI, Extreme Volatility Index) · 31
• 2.4.2 인간위험지수(HRI, Human Risk Index) 31
• 2.4.3 재해영향지수(DII, Disaster Impact Index) 32
• 제 III 장 적용 및 분석 33
• 3.1 대상지점 강우자료 및 사회경제자료 수집 · 33
• 3.1.1 과거 및 기후변화를 고려한 방재성능목표 강우량 자료 구축 34
• 3.1.2 사회경제자료 구축 38
• 3.2 과거 및 기후변화를 고려한 방재성능목표 강우량 산정 · 47
• 3.2.1 기존 방재성능목표 강우량 분석 47
• 3.2.2 기후변화를 고려한 확률강우량 산정 · 52
• 3.2.3 방재성능목표 강우량의 통계분석 57
• 3.3 기후변화를 고려한 도시재해영향 분석 · 61
• 3.3.1 극한변동지수(EVI) 산정 62
• 3.3.2 인간위험지수(HRI) 산정 67
• 3.3.3 재해영향지수(DII) 산정 71
• 3.4 기후변화와 재해위험성을 고려한 미래 방재성능목표강우량 산정 · 75
• 제 IV 장 결론 79
• 참고문헌 · 82
• 부록(Appendix) 94
• Abstract · 134