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1 경제 인문사회연구회협동연구총서 KEI 2007 RE-01 연구보고서 부록 기후변화영향평가및적응시스템구축 Ⅲ 부록 한화진외 주관연구기관 한국환경정책 평가연구원 협력연구기관 농업과학기술원, 한국보건사회연구원, 고려대학교, 세종대학교, UNEP

2 경제 인문사회연구회협동연구총서 기후변화영향평가및적응시스템구축 Ⅲ 1. 협동연구총서시리즈 협동연구총서일련번호 연구보고서명 연구기관 기후변화영향평가및적응시스템구축 Ⅲ 한국환경정책 평가연구원 2. 참여연구진 연구기관연구책임자참여연구진 안소은책임연구원 주관연구기관 한국환경정책평가연구원 한화진선임연구위원 ( 총괄책임자 ) 유가영책임연구원조광우연구위원이상엽연구위원김정은연구원 안선욱연구원 농업과학기술원 이정택환경생태과과장 나영은환경생태과연구실장김명현박사후연구원 협력연구 한국보건사회연구원 최은진연구위원 김경남연구원 기관 고려대학교 이우균환경생태공학부교수 손요환환경생태공학부교수조용성식품자원경제학과교수 세종대학교배덕효토목환경공학과교수정일원물자원연구소연구원

3 3. 연구자문위원 연구기관 자문위원 환경부오일영기후변화대응팀팀장 국립환경과학원 건설기술연구원 지구환경연구소송창근연구관 김승수자원사업단단장 기상연구소권원태기후연구실장 국립산림과학원 임종환산림생태과연구관 산업연구원한기주선임연구위원 동국대학교황진환토목공학과교수 4. 기타참여연구진 국립수산과학원 ( 한인성연구사, 최광호연구사 ) c 2007 한국환경정책 평가연구원 발행인 정회성 발행처 한국환경정책 평가연구원 서울특별시은평구불광동 ( 진흥로 290) 전화 팩스 인쇄 2007년 12월 발행 2007년 12월 출판등록 제 호 ISBN 값 22,000 원

4 부록차례 < 부록 1> 기후변화현상과영향 취약성및적응 1 1. 기후변화현상과자연재해 1 2. 기후변화예측시나리오 9 3. 기후변화영향 취약성및적응 기후변화적응과지속가능발전 17 < 부록 2> 기후변화영향 취약성평가및적응전략접근기법 개념정립 기후변화영향및취약성평가접근법 적응정책체계 44 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 개요 농업생태부문 산림생태부문 수자원부문 보건부문 146 < 부록 4> IPCC 제 4 차평가보고서 WG II, 정책입안자를위한요약보고서 (SPM) 168 참고문헌 193

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6 < 부록 1> 기후변화현상과영향 취약성및적응 1 < 부록 1> 기후변화현상과영향 취약성및적응 < 부록 1> 은 2007년초에발표된 IPCC WGⅠ과 WGⅡ 제4차보고서상의기후변화현상과관측된영향, 취약성의증거를전지구와한반도의아시아지역을중심으로살펴본다. 기후변화예측모델과시나리오를이용하여전망한미래의부문별, 지역별영향결과를제시하고, 아울러제4차보고서에서기후변화의향후이슈로강조하고있는지속가능발전과의연계부분을제시하였다. WGⅡ의정책입안자를위한요약보고서 (SPM) 는 < 부록 4> 에수록하였다. 1. 기후변화현상과자연재해 1) 가. 기후변화현상 2001 년도의 IPCC 제3차보고서이후로축적된관측자료에의하면기후변화가인간의활동에의한원인에따른결과임이더욱확실시되고있다 (< 그림 1-1> 참조 ). 1) IPCC(2007a) 을요약 정리하였다.

7 2 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 인간활동 피드백예 : 토지이용변화 CO 2 배툴 온실가스배출 농도 CO 2, 메탄등 복사력 불확실성 불확실성 기후변화온도, 강수량, 해수면상승등 기타원동력예 : 도시화로인한표면알베도변화 영향생태계, 홍수등 영향간의상호연계 < 그림 1-4> 기후변화원인과결과자료 :Hadley Center, UK. 내부자료에서인용 현재대기및해양온도의상승, 빙하융해의확대, 해수면상승이명확히관측되기에기후시스템이온난화되고있다는사실은더이상의심의여지가없다. 1850년이래가장높은지표면온도를나타낸것으로기록된 12해중 11해가최근 ( ) 12년내에포함된다. 따라서 년까지 100 년동안의전지구평균온도상승이 0.6 로나타난 3차보고서이후업데이트된 년까지의평균온도상승은 0.74( ) 이다. 또한 1961년이후관측자료에따르면지구해양평균온도는최소심해 3000m 에서도상승하고있으며, 이는해수부피확대를초래해해수면상승에기여하고있다 년의지구평균해수면상승률은 1.8( ) 로관측되었다 (< 그림 1-2> 참조 ). 3차보고서이래개선된모델시뮬레이션에의하면, 이러한 20세기중반이후의온난화현상은인위적온실가스농도증가때문인것이확실하다 (< 그림 1-3> 참조 ). 또한해양온난화, 대륙내평균온도, 극한기온현상, 태풍경로와양반구의기온에영향을끼치는풍속과같은기후요소에대해서도영향을미치는것이거의확실하다. 장기관측에의하면, 극지의온도및해빙, 강수량에서도장기적변화가나타났다.

8 < 부록 1> 기후변화현상과영향 취약성및적응 3 극지의온도는최근 100년간의지구평균온도상승의거의두배가까이상승하였다. 1978년이후의위성자료에의하면극지의연간해빙 (sea ice) 범위는 10년에 2.7( )% 감소하고있으며, 특히여름에 7.4( )% 감소하는것으로드러났다 년까지의장기관측결과, 강수량증가지역은북 남미의동쪽, 북유럽, 북 중아시아지역으로나타났으며, 건조지역은사하라, 지중해, 남아프리카, 남아시아일부로나타났다. 자료 :IPCC, 2007a < 그림 1-5> 기온, 해수면, 북반구적설량변화

9 4 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 자연력만을사용한모델자연력과인위력을함께사용한모델 관측치 < 그림 1-6> 전지구, 대륙, 해양기온변화 자료 :IPCC, 2007a 나. 기후변화와자연재해많은대륙, 지역, 바다에서홍수, 폭우, 열파, 태풍을포함한극한현상이장기적으로변화되고있다는사실이관측되었다. 1970년이후관측자료에서는더욱강도높고기간이길어진가뭄이더욱많은지역에서발생하고있으며, 특히열대와아열대지역에서심각한것으로나타났다. 가뭄의증가는기온상승과강수량감소, 해수면온도변화, 적설량감소에기인한다. 폭우빈도증가역시대부분의지역에서관측되었는데, 이들지역은기온이상승하고, 대기중물증발량이증가하는곳이다. 최근 50년간의관측자료에서열파와한파의경향역시변화하였는데한파와서리의빈도는감소한반면열파와열대야의빈도는증가하였다 년대이래의관측자료에의하면북대서양에서의강한열대성태풍활동이활발해진것이분명하며다른지역에서의활동역시증가하였다. < 표 1-1> 은극한기상현상의최근경향과미래전망을나타낸다.

10 < 부록 1> 기후변화현상과영향 취약성및적응 5 현상과경향의진행방향 (Phenomenon and direction of trend) 대부분의육지에서더욱더워지고덜추워진낮과밤더욱더워지고, 더운낮과밤빈도증가 1960 년이후에발생한경향의가능성 SRES 시나리오를사용한 21 세기전망에근거한미래경향의가능성 Very likely(90% 이상 ) Virtually certain(99% 이상 ) Very likely Virtually certain 열파발생빈도증가 Likely(66% 이상 ) Very likely 폭우발생빈도증가 Likely Very likely 가뭄증가영향권 강한열대성태풍활동증가 고극조위 (extreme high) 해수면의발생증가 < 표 1-1> 극한기상현상의최근경향과미래전망 70 년대이래로많은지역에서 Likely 70년대이래로일부지역에서 Likely Likely Likely Likely Likely 다. 아시아지역기후변화현상가장인구가많은대륙인아시아는 7개의광역으로나뉘며, 한반도는일본, 중국과함께동아시아를구성한다. 아시아전역에서온도상승과극한현상발생증가로인해곡물수확량이감소하고있으며, 최근의온난화여파로아시아의빙하와영구동토층의후퇴가진행되고있다. 기후로인한질환과열파발생빈도가온도상승과강우변동성증가로인해중앙아시아, 동아시아, 남아시아, 동남아시아에서증가하고있다. 관측된육지및해양생태계에서의변화또한더욱분명해지고있다. 아시아 7개광역전역의과거와현재기후경향과변동성은지표면대기온도상승으로특징지어질수있으며이는특히여름보다겨울에극명한것으로나타나고있다. 계절간 연간 지역간강수경향의변동역시지난수십년간관측되고있다. 연평균강수량의감소경향은러시아, 중국북동부및북부지역, 파키스탄의연안지역과건조평원 (arid plains), 인도북동부일부, 인도네시아, 필리핀, 일본일부에서나타나고있다. 반면중국서부지역, 중국의장강협곡과남동연안지역, 아라비아반도, 방글라데시, 필

11 6 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 리핀서부연안선에서는연평균강수량이증가하는추세를나타내고있다. < 표 1-2> 는관측된아시아의지표면대기온도와강수특징들을제시한다. 한국은연평균기온이십년에 0.23 씩상승하며, 최근에폭우가더욱잦아지고있는것으로관측되었다. 극한현상또한지난세기와 21세기초에더욱강도높고빈번하게발생하였다. 동남아시아는엘니뇨와결합한극한기상현상발생빈도와강도가증가하였다. 아시아대부분의지역에서열파지속기간이연장된것으로관측되었으며, 집중호우발생빈도증가로아시아전역이심각한홍수, 산사태등의위협을받고있다. 반면강수일수와연간총강수량은감소하고있다. 여름동안주로건조한시기에 ENSO 현상과함께기온상승으로인한가뭄의강도와빈도가증가하고있다. 또한 20세기후반에는태평양에서생성된열대성태풍의빈도와강도가증가하였다. 반면에벵갈만과인도양에서생성되는태풍은 1970 년대이래로빈도는감소하였으나강도는강해지는경향이있다. 태풍피해는특히인도, 중국, 필리핀, 일본, 베트남, 캄보디아, 이란, 티베트고원등에서상당히증가한것으로나타났다. 한국의경우 년대에높은수치를나타내며최고기온의극치 (extreme maximum temperatures) 빈도가증가했고, 년에기록적인저온발생빈도는감소한것으로보고되었다 (< 표 1-3> 참조 ).

12 < 부록 1> 기후변화현상과영향 취약성및적응 7 < 표 1-2> 관측된과거와현재의아시아기후경향과변동성 자료 :IPCC, 2007c

13 8 기후변화영향평가및적응시스템구축 III < 표 1-3> 관측된아시아극한현상변화 자료 :IPCC, 2007c

14 < 부록 1> 기후변화현상과영향 취약성및적응 9 2. 기후변화예측시나리오미래기후변화를예측하기위해서는사회경제발전경로를가정하는온실가스배출시나리오와기후시스템의주요성분들과성분사이의과정을모의할수있는기후모델이필수적이다. 온실가스의배출시나리오를기후모델에적용하여계산 분석한결과를 ' 기후변화예측시나리오 ' 라고한다. 가. 기후모델 (GCM RCM) 기후변화과정을좌우하는주요물리과정을모의할수있는기후모델은최근 10년동안, 해양의열역학효과만을고려한대기중심의대기대순환모델 (AGCM) 에서해양대순환을포함한대기 해양결합전지구기후모델 (AOGCM) 로발전하였으며, 2007년기준으로여러연구소에서개발한 20개이상의모델이기후시뮬레이션에사용가능하다 2). 대륙이나그이상의스케일에적합한전지구기후모델의해상도는그동안많이향상되어왔으나지역수준의구체적인기후변수를감지하기에는부족하다. 때문에지역수준의미래기후변화를예측하기위해서는해상도를높일필요가있으며이를위한기법으로는고해상도의 AOGCM, 지역기후모델 (RCM), 경험및역학적통계기법이있다. 그럼에도저해상도의전지구기후모델은일반적인대기순환양상을잘모의하므로전지구기후모델의결과물이지역기후모델의시뮬레이션에활용될수있다. 우리나라는기상연구소에서지역기후모델을도입하여 150년 ( ) 고해상도기후변화시나리오를산출하였고, 그결과는기상연구소홈페이지에서열람가능하다. 우리나라는보다정교한지역기후모델을추구하면서지속적으로기후모델을업그레이드시키고있다. 2) 전지구기후모델에대한구체적인내용은본연구의 1 차년도보고서에서참조가능하며, ARF WGI 의 Technical summary 에서업데이트된정보를확인할수있다.

15 10 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 나. 온실가스배출시나리오 ( 사회경제적시나리오 ) 기후변화의영향은기후변화뿐만아니라인구및경제성장, 기술의발달수준에의해서도영향을받는다. 예를들어, 경제및인구성장은온실가스배출을증가시켜기후변화에기여하는반면온실가스배출저감의기술적진보는기후변화를줄이는데기여할수있다. 이러한사회경제적변화가미래기후변화에미치는영향을반영하기위해미래의기후예측시나리오는사회경제적시나리오라고도불리는온실가스배출시나리오를토대로한다. IPCC 는 1992 년에기후변화시나리오개발을위해 GCM에사용될 IS92 배출시나리오라고불리는 6개의시나리오를작성하였다. 그러나이시나리오들은 1985 년도데이터에기초하여작성되었기때문에 1990 년이후에발생한여러가지사회변화는고려하지못하였다. 이에 1996 년에는새로운배출시나리오작성을위한특별프로젝트팀이구성되었다. 새로운배출시나리오를개발하기위해서는광범위한과학적조망, 지역과부문간의상호연계를고려한 'open process' 3) 접근법이채택되었으며, 배출기준선이개선되고, 전세계적인경제개편, 기술변화경향과정도, 확장된경제발전경로를포함하게된다. 특별프로젝트팀은연구성과를 ' 배출시나리오에관한특별보고서 (Special Report on Emission Scenarios:SRES)' 로정리하여 2000 년에정식 IPCC 보고서로발간하였다. SRES 에서는크게 4개의서술적스토리라인을제시하였다. A1, A2, B1, B2가그것인데 A, B는경제지향적 (Economic), 환경지향적 (Environmental) 성향을각각표시하고, 1, 2는전지구적지향 (Global) 과지역주의지향 (Regional) 을각각표시하고있다. 각각의서술적시나리오는화석연료의기술혁신, 신에너지의도입유무등을고려하여여러개의시나리오로다시세분화되는데, 2001 년기준으로총 40개의시나리오가제시되었으며그중 35개의시나리오가완전히정량화된상태이다. < 표 1-4> 에있는각각의스토리라인은 1990 년부터 2100 년까지의변화하는세계를묘사하고있으며각각의스토 3) SRES 에정의된바에의하면, 'open process' 는시나리오의결과에대한폭넓은의견과검토를수용하고많은공동체로부터의투입 (input) 을추구하는다중모델들을사용하는것을의미한다. SRES 는다중모델 l 접근법을사용하고 SRES 웹사이트를개방함으로써이를달성하였다고밝힌다.

16 < 부록 1> 기후변화현상과영향 취약성및적응 11 리라인혹은시나리오그룹을정리하고있다. SRES 에서제시한네개의시나리오를전제로온실가스배출예측의정량화를시행한결과예상대로환경에대한가치를높게두었던 B1 시나리오가이산화탄소배출량이가장적게예측되었다. B1 시나리오대로세계가변화해간다면특별한대책을수립하지않아도지구온난화에대한억제가가능하게된다. 환경보호론자의이상사회에가까운 B2 시나리오의경우는예상과는달리 2100 년의이산화탄소배출량이경제발전지상주의에가까운 A1 시나리오와거의같게예측되었다. 이는지역중심으로환경문제를해결하려는노력이경제발전에의한기술향상및개발과유사한효과를이산화탄소배출에가져왔다고해석할수있다. 반면다원화사회를지향했던 A2 시나리오는이산화탄소배출량이네개의스토리라인중가장많게예측되었다. A1 ( 고성장사회스토리라인 ) A2 ( 다원화사회스토리라인 ) B1 ( 지속발전형사회스토리라인 ) B2 ( 지역공존형사회스토리라인 ) < 표 1-4> SRES 스토리라인정리 급속도의경제성장과인구증가가 2050 년까지지속되다그이후감소하는스토리라인 새롭고효율적인기술은계속도입된다고가정 시장의이점을활용하여전세계가눈부신경제성장을이루고지역적인불평등및 1 인당소득격차도점차좁혀짐 에너지시스템의기술적발전방향에따라화석연료의집중적 효율적사용을하게되는 A1F1 그룹비화석연료에너지원을이용하는 A1T 그룹, 모든에너지원의균형을향해가는 A1B 그룹이있음 지역적인자립과지역의정체성을보전하자는주제를가진스토리라인 세계인구는계속적으로증가하게되고지역적인격차도좁혀지지않음 경제개발은기본적으로지역에기반을두며 1 인당경제성장및기술혁신도지역에따라편차가크며다른스토리라인에비해느린편임 환경이나사회에대한관심이높음에따라경제구조가정보기반경제로변화하게되고자원이용의효율이높아지며청정기술이도입되는스토리라인 경제, 사회, 환경의지속가능성과평등분배를중요시하지만추가적인기후변화정책은수립되지않음 경제, 사회및환경의지속가능발전을지역의문제와공평성을강조하여모색하려하는스토리라인 A2 스토리라인에비하여낮은인구성장률을가정하며경제성장은중간정도수준이고 A1, B1 스토리라인에비하여보다다양하고점진적인기술의변화를가정 이스토리라인은환경보호와사회적분배에중점을두지만지역수준에서의해결에초점이있다는점이중요

17 12 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 다. 미래기후변화예측기후모델과온실가스배출시나리오를결합하여미래기후변화에대한예측시나리오를작성하게된다. IPCC 4차보고서는 3차보고서에비해더욱광범위한모델들과관측자료를사용할수있었기에더욱정밀하게정량화된미래기후변화예측시나리오를만들어냈다. SRES 서술적표지시나리오 (illustrative marker scenarios) 를토대로한모델시뮬레이션결과, 모든 SRES 배출시나리오에서지구온도가향후 20년간 0.4 가량상승할것으로예측되었다. 모든온실가스와에어로졸의농도를 2000년수준으로고정하더라도 0.2 가량의상승은필연적인것으로나타났는데, 이는대양에서의반응이느리기때문이다. < 표 1-5> 는온실가스배출량이현재수준으로, 혹은현재수준을상회해서지속될경우의 SRES 표지시나리오별 21세기말전지구평균 CO 2 농도, 기온과해수면상승률을나타낸다. 발전지향적인시나리오 (A2) 에서는 년에비해금세기말 CO 2 농도 830ppm, 기온은평균 3.4, 해수면은최소 23cm 상승할것으로전망된다. 화석연료에의존한대량소비형의사회가지속된다면 (A1F1) CO 2 농도는 970ppm, 지구평균기온은최대 6.4, 해수면은최대 59cm 상승할것으로전망된다. 시나리오 < 표 1-5> SRES 표지시나리오별 21 세기전망 CO 2 농도 (ppm) Temperature change ( at relative to ) Best estimate Likely range Sea level rise (M at relative to ) Model-based range excluding future rapid dynamical changes in ice flow Constant year 2000 concentrations NA B1 ( 자연친화적 ) A1T ( 비화석에너지원 ) B2 ( 자연친화적, 지역수준 ) A1B ( 균형적발전 ) A2 ( 발전지향적 ) A1F1 ( 화석연료집중에너지원 )

18 < 부록 1> 기후변화현상과영향 취약성및적응 13 SRES 시나리오를토대로한지역기후변화예측결과, 대양보다는육지, 그리고북쪽고위도지역의기온이많이상승하며, 남부해양과북대서양일부에서의상승률이가장낮은것으로나타난다. 대부분의영구동토층해빙이증가하고, 적설량은감소할것으로예측된다. 모든시나리오에서양극의해빙 (Ice sea) 크기가감소하는것으로나타났고, 일부시나리오에의하면북극늦여름해빙이 21세기후반에는거의완전히사라질것으로전망된다. 극한더위현상 (hot extremes), 열파와폭우현상은지속적으로빈발할것이확실하다. 여러모델구동결과, 열대해수면에서진행되고있는온도상승으로인해최대풍속과폭우가증폭되어열대태풍이점차강력해질것으로예측된다. 강수량은고위도에서증가하고, 대부분의아열대육지지역에서는감소할것이확실하다. A1B 시나리오에서는 2100년에는강수량이 20% 정도감소할것으로예측되었다. 결국온실가스가안정화되더라도기후프로세스와되먹임과관련된시간적스케일때문에인간에의한지구온난화와해수면상승은수세기동안지속될것으로전망되었다. 3. 기후변화영향 취약성및적응 IPCC(2007c) 에따르면, 많은자연계가기후변화요소중에서도특히기온상승에따른영향을받고있다는사실이모든대륙과대부분의대양에서관측되었다. 빙하호가확대및증가하고있으며, 영구동토지역의지반불안정성과산악지대에서의바위산사태가증가하고, 먹이사슬에서포식자의수가증가하는것으로나타났다. 녹은빙하와눈이강으로흘러들어강의유출량이증가함으로써수문학체계또한변화하고있다. 동식물의서식범위가극향하고있으며, 개엽, 철새이동, 산란과같은봄맞이행사들의시기와봄철식물의녹화가앞당겨지고있다. 해양생태계는고위도대양에서의해조류, 플랑크톤, 어종풍부도의변화와서식범위가이동하는것으로나타났다. 1970년대이후자료를사용한전지구평가는이상의관측된현상들이인간활동에의한온난화때문일가능성 (90% 이상의가능성 ) 이크다는사실을증명한다. 이러한

19 14 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 결론을뒷받침하는증거는 1WGI에따르면 20세기중반이후상승한전세계평균기온이인간활동에의한온실가스농도증가때문일가능성이 99% 이며, 275 개연구의 2만 9천개의관측자료의 89% 가온난화에대한반응이라고예상되는변화의진행방향과일치하고, 3온난화정도가큰지역과, 온난화와일관되는변화가많은시스템에서관측되는지역의공간적일치가단순히자연적인기온변동이나시스템의자연적변동때문일가능성은거의없다는것이증명되었으며, 4여러모델링연구결과, 자연력과인간활동에의한압력을결합시킨모델에서의반응이자연력만을포함시킨모델에서의반응보다큰것으로나타난것등이다. 보고서는또한기후변화예측모델을이용하여미래의부문별, 지역별영향을전망하였다. 미래기후변화의부문별영향은 < 표 1-6>, 지역별영향은 < 표 1-7> 과같다. < 표 1-6> IPCC(2007b) 의미래기후변화의부문별영향 부문 수자원 생태계 식량 연안과저지대 산업, 정주, 사회 건강 영향 일부열대우림지역과고위도지역에서 10-40% 증가하지만중위도의일부건조지역, 열대건조지역에서는 10-30% 감소 전세계인구 1/6 이상의물사용가능성감소 전지구평균온도 이상상승시전세계동식물의 20-30% 멸종위기 지구평균온도 상승및대기중이산화탄소농도증가시생태계구조와기능, 종간생태적상호연계, 지리적서식범위변화로생물다양성에부정적영향 전지구적으로평균기온이 1-3 상승시식량생산력이증가하나그이상상승하면감소 저위도건조지역에서는 1-2 상승만으로도농작물생산량감소로인한기근우려 해수면상승으로인구밀집지역, 저지대, 도서지역, 아시아와아프리카의거대삼각주지역의수백만이상의인구가 2080년까지매해홍수경험 1-3 해수면온도상승시산호탈색현상과심화와광범위한고사초래 종합적으로기후변화정도가클수록순영향은더욱부정적이기쉬움 해안과하천범람원에위치한산업, 정주, 사회와특히가난한지역사회가가장취약 적응력이낮은인구의건강상태에특히부정적영향 영양부족, 설사병, 심폐질환, 전염병증가 열파, 홍수, 태풍, 가뭄등으로사망자증가 감염성질병매개체의분포변화

20 < 부록 1> 기후변화현상과영향 취약성및적응 15 < 표 1-7> IPCC(2007b) 의미래기후변화지역별영향 지역 아프리카 아시아 호주와뉴질랜드 유럽 남미 북미 극지 도서지역 영향 다중압력과낮은적응능력때문에기후변화에가장취약한대륙 대부분지역의수자원문제가심각해질것이며, 2020년까지 7천500만-2 억 5천만명의인구가물부족에직면 식량생산성과접근성이심각해질정도로위태로워지며영양부족문제악화 21세기말이가까워질수록연안지역의적응비용은국내총생산 (GDP) 의최소 5-10% 에육박 20-30년내에히말라야산의빙하융해로홍수와산사태, 수자원파괴가증가 2050년까지 10억이상의인구의물가용성에부정적영향 대부분의지역에서태풍과홍수증가로인한위험커짐 21 세기중반까지동아시아와동남아시아의작물수확량은 20% 까지증가하지만중앙과남아시아는 30% 까지감소함으로써급속한인구증가와도시화의효과가더해져여러개도국이기아위험에직면 2020년까지생물다양성에상당한손실 2050년까지해수면상승, 태풍, 해안홍수의위험증가 2030년까지호주남, 동부와뉴질랜드북섬, 동부의물부족심화 2030년까지가뭄과화재증가로호주남, 동부와뉴질랜드동부의농업생산성과산림생산성감소 거의모든지역에서홍수, 침식증가, 생태계의기후변화적응실패, 산악지역의빙하후퇴, 적설량감소, 광대한종손실 ( 배출량이높은시나리오하에서의일부지역종손실이 2080년까지 60% 까지발생전망 ) 과같은부정적영향 남부는열파와가뭄악화및물가용성, 수력, 여름관광객, 작물생산성감소 중, 동부는물부족심화, 열파로인한건강위험증가, 산림생산성감소 북부는초기에는혼합된효과를갖지만, 기후변화지속시, 홍수, 생태계, 지면불안정성의증가와같은부정적영향이커짐 21세기중반까지아마존동부의열대우림이사바나로대체 대부분의열대지역의종멸종에따른종다양성손실위험 주요작물의생산성과축산생산성감소에따른식량안보위험 서부산지의적설층감소, 겨울홍수빈발, 여름철유량감소, 과잉할당된수자원에대한경쟁악화 화재, 해충, 질병으로인한교란이산림에부정적영향 열파로인한건강위험 연안지방의인구증가와기반시설의가치상승으로취약성증가 주된생물리적영향은빙하의두께및크기의감소, 많은유기체에게불리한효과를갖는자연생태계변화, 해빙, 영구동토층크기감소및계절에따른융해깊이증가, 해안침식증가 종침입을막는기후장벽이낮아짐에따라특정생태계와서식지취약 인간지역사회의영향은혼합적임 전지역이특성상기후변화, 해수면상승, 극한현상에특히취약 카리브해와태평양의도서지역수자원감소 중위도와고위도섬은외래종침입발생 해수면상승으로인한해안침식과생태악화로관광지역으로써의매력저하

21 16 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 이처럼기후변화의영향은부문과지역별로달라지겠지만, 종합하여현재가치로할인해보면, 지구기온의상승과시간경과에따라연간순비용이증가할것이명백하며, 기후변화가커질수록해결을위한옵션은줄어들고관련비용은더욱증가한다. 또한대기의온실가스농도를 2000년수준으로유지한다해도, 금세기말까지 년대비 0.6 이상의기온상승은필연적이며, 이는과거배출에의한것으로평가된다. 따라서과거의배출로인해피할수없는온난화에따른영향을해결하기위해서는적응이필연적이다. 인류사회는이미오래전부터기상과기후의영향에대해적응을해왔다. 작물경작방식변화, 관개, 수자원관리, 재난위험관리, 보험등이적응행위의예이다. 하지만기후변화로인한영구동토층의융해, 빙하퇴각의가속화, 빙하호의확대등과관련된영향은이전에경험해본적이없는새로운적응대상이다. 또한대부분의영향에대해서는효과적이고지속적으로적응이가능할것으로기대되지만모든적응행위는상당한비용을수반하기에모든지역, 인구가적응가능한것이아니다. 즉적응력이부족한인구와지역은적응을통해취약성을충분히줄일수없기때문에기후변화로부터의부정적영향을더크게받고, 긍정적영향을활용할수없게된다. 이처럼지역별, 계층별로달라지는기후변화의영향은기후변화의차이에의해서뿐만아니라취약성의차이에기인한다. IPCC 3차보고서이후에기후변화뿐만아니라사회적 경제적변화를고려한다양한범주의발전경로에대한영향연구가활발히진행되었으며, 대부분의연구가인구, 소득, 기술개발의차이를반영하는 IPCC 의배출시나리오에대한특별보고서 (SRES) 를토대로한다. 이들연구는기후변화영향이발전경로에따라크게달라질수있음을증명한다. 예를들어식량공급, 해안홍수와물부족의위험을초래한기후변화영향에대한다수의최근연구결과, 상대적으로낮은일인당소득과높은인구증가로특징지어지는 A2 시나리오하에서영향받을인구수는다른시나리오에서보다훨씬많은것으로나온다. 이러한차이는기후변화의영향이주로기후변화의차이에의해서가아니라취약성의차이에의해서설명된다는사실을증명한다. 따라서기후변화적응을위해서는취약성평가가이루어져야한다.

22 < 부록 1> 기후변화현상과영향 취약성및적응 기후변화적응과지속가능발전 < 그림 1-4> 와같이지속가능발전수단과적응을포함한기후변화정책은서로를강화시키며, 상호작용할수있다. 발전경로와적응력은서로영향을주게되는데, 발전경로는노출이나민감성을변화시키는것뿐만아니라시스템의적응력을변화시키는것을통해기후변화의영향에효과를미친다. 예를들어지속가능한발전을달성하기위해대안발전경로를촉진하고자하는방법에는재생가능하지않은에너지소비를줄이는수단이나고위험지역을피해서거주지나산업기반시설을이동하는것이포함될수있다. 최근까지지속가능한발전과기후변화정책은주로완화와관련되어정의된것이사실이지만, 기후변화정책내의적응수단은사회와경제의적응력을향상시킴으로써취약성을줄일수있으며이는지속가능한발전목표와일맥상통한다. 지속가능한발전정책 대체적발전경로 부문별환경 / 경제정책 제도 / 관리변화 혁신 / 기술변화 기후변화 지속가능한발전 회피된기후변화피해 부수적편익 / 비용 국가 / 부문별직접비용 파급 / 통상효과 (spillover/trade effect) 혁신 / 기술변화 기후변화정책 < 그림 1-7> 지속가능발전과기후변화간의이원연결 (Two-way linkages) 자료 :IPCC, 2007c

23 18 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 미래의지속가능발전과기후변화는현재의발전체계에서도출된다. 이는다중압력에대한지역과인류의노출을인지해서발전계획에적응을주류화 (mainstreaming) 시키는것을수용하는것이어떤정책이언제어디서효과가있을지에대해이해하기위해중요하다는것을의미한다. 예를들어단기경감 (relief) 에만중점을둔발전노력은대응역량을강화시키기보다약화시킬수있는위험이있다. 탄소회수인센티브가생물다양성에가하는부정적효과는또다른예가될수있다. 한편경제, 사회, 생태적환경은모두지속가능한발전을구성한다. 경제적차원의지속가능한발전은인간복리를향상시키는것을목적으로하며, 생태적차원은생태계와생태계로부터생산되는서비스의본모습과회복성 (integrity and resilience) 을보호하고자한다. 마지막으로사회적차원의지속가능성은인간관계를풍요롭게하고개인과집단적염원을달성하는데중점을둔다 (Munasinghe, 2001). 지속가능한발전을대표하는이들세가지차원을통합시킴으로써생태계를보존하고기아와빈곤을해소하면서인간의필요를해결할수있는발전경로로의전환을위해노력해야한다는점에대한국제적공감대가높다. < 그림 1-5> 는지속가능한발전을구성하는세개의기둥 ( 경제, 사회, 생태적차원 ) 과관련된주요토픽들을체계적으로나타내었다. 가운데놓인기후변화적응은모든기둥에연결되었는데이는기후변화가지속가능한발전의모든측면에영향을미칠수있기때문이다. 기후변화적응과기둥사이의선중간을연결하는화살표는, 기후변화에대한적응이개별기둥자체보다는기둥들이함께작용하는과정에영향을줄수있음을나타낸다.

24 < 부록 1> 기후변화현상과영향 취약성및적응 19 불공평한자원접근성 경제적차원 부적절한인간 /` 제도적역량 재해위험관리 다중압력에대한대응 전세계적이고총체적인영향 적응과지속가능한발전을연계시키는프로세스와 challenge 기후변화적응 지속적인자연자원관리 사회적차원 적응력에대한일반적인질문과결정요소 발전목표충족을위한함의 생태적차원 재해 / 극한현상 지속가능한발전과연계시킬기회와적응력향상 환경질에대한함의 빈곤 < 그림 1-8> 지속가능한발전과기후변화적응 자료 :IPCC, 2007c

25 20 기후변화영향평가및적응시스템구축 III < 부록 2> 기후변화영향 취약성평가및 적응전략접근기법 < 부록 2> 에서는기후변화영향, 취약성평가, 적응간의연관성을고려하여주로사용 되는용어의개념을정리하고공신력있는국제기구가제안하는기후변화영향및취약성 평가접근법과적응정책체계를살펴본다. 1. 개념정립 4) 기후변화로인한영향및취약성을파악하는것은적응을위한선행단계이다. 이들 간의상호연관성은 < 그림 2-1> 을통해확인할수있다. 자료 :IPCC, 2001 에서재구성 < 그림 2-1> 기후변화의영향, 취약성, 적응 4) 취약성평가와관련한용어의개념은본연구의 1 차, 2 차년도연구보고서와최근업데이트된연구결과들의내용을분석 정리하여제시한다.

26 < 부록 2> 기후변화영향 취약성평가및적응전략접근기법 21 적응 IPCC에의하면적응 (adaptation) 은 ' 기후자극과기후자극의효과에대응하는자연, 인간시스템의조절작용 ' 으로정의된다. 적응과정을통해기후변화의부정적위험이감소되고오히려기후변화가이로운기회로활용될수있다. 적응은시점, 주체, 의도등에따라사전과사후적응, 개별과공공적응, 그리고자생적인적응과계획된적응으로각각구분된다 (IPCC, 2001). < 표 2-1> 은주요국제기구의적응에대한정의를정리한것이다. < 표 2-1> 에있는적응에대한정의는모두기본적으로기후변화와그변화에대처하는행위에대해언급한다. IPCC에서기후자극이라고명명한용어는현재일어나고있는현상뿐만아니라미래에일어날현상까지도포함한다. UNDP는기후변화에대처하는행위의구체적인형태를완화, 대처, 이용등의용어를사용하며이를적응과연계시킨다. UNFCCC 는제방구축, 기후에맞는재배농작물의변화등과같이보다구체적이고기술적인측면에서기후변화적응을설명한다. 영국의기후영향프로그램 (UK Climate Impact Programme) 은기후를지속적으로변화하는위험요인이라고보고, 기후에대한적응을세부분으로나눠서설명한다. 즉, 적응은변화하는기후로인한위험을인지하고, 그위험과관련한부정적인영향을감소시키거나관리할수있는의사결정을하며, 이를긍정적으로이용할수있는기회를찾는것이다. 적응과정에서내려진결정은다시미래의기후조건에영향을미친다. 따라서적응은위에서열거한일련의과정에서나온결과물 ( 미래조건에영향을미치는정책이나물리적조건의변화등 ) 도포함하게된다 (UKCIP, 2003).

27 22 기후변화영향평가및적응시스템구축 III < 표 2-1> 적응의정의 기관명 IPCC UNDP UNFCCC UKCIP 정의실제로일어나고있거나, 일어날것으로예상되는기후자극과기후자극의효과에대응한자연, 인간시스템의조절작용기후변화현상에수반된결과를완화, 대처하고이용하는전략을강화, 개발, 실행하는과정지역사회와생태계가변화하는기후조건에대응할수있도록취하는행동기후변화에관련된손해와그손해에따른위험을감소하고, 이익을파악하는과정, 혹은그과정에서나온미래기후조건에영향을미치는결과물 적응력현재의적응력 (adaptation capacity) 에따라한시스템의미래취약성이결정되기때문에그시스템의적응력을평가하는것은매우중요하다. < 표 2-2> 는주요국제기구의적응력에대한정의를요약하고있는데, 각정의간에큰차이는나타나지않는다. 적응력에영향을주는요소로는시스템의부 (wealth), 정보나기술에대한접근성, 교육및건강의상대적분배수준과사회의유연성을들수있다. 평가대상인국가, 공동체, 개인이더부유할수록취약성감소를위한행동에더많은투자를할수있다. 단, 이러한부가단기적이윤추구를위해서만사용될경우오히려시스템의적응력이감소될수도있다. 예를들어기후변화에의해침수될위험이높은해변가에단기적이윤을위해위락시설을짓는행위는결국그지역의취약성을높이는결과를낳는다. 따라서부는항상기후변화에관한과학적이해와함께적응력증진에이용되어야한다. 정보나기술에대한접근성도적응력에영향을준다. 여기서는정부와민간기업들의제도가정보에의접근성에얼마나영향을주는가가매우중요하게작용한다. 다음으로는사회적부나정보의상대적분배수준이다. 보다낮은수준의부, 교육, 건강수준을가진구성원들이많을수록그시스템의적응력은상대적으로떨어진다고할수있다. 마지막으로사회의유연성은한사회가얼마나쉽게자연자원관리방법을바꾸어나갈수있느냐를말한다. 보다쉽게관리방법을바꿀수있는시스템은기후변화에비교적쉽게대응할수있으며, 따라서기후변화적응에용이하다고할수있다 (UNEP, 1998).

28 < 부록 2> 기후변화영향 취약성평가및적응전략접근기법 23 < 표 2-2> 적응력의정의 기관명 용어 정의 IPCC adaptive 한시스템이기후변화에맞게스스로를조절하거나, 잠재피해를 capacity 감소시키고, 기회를이용하거나, 기후변화결과에대응하는능력 UNDP adaptive 시스템이현재기후변화및미래기후조건에서자신의특징및 capacity 행동을적응시키고대처영역을확장시키는특성 UKCIP adaptive IPCC 의정의를따르면적응은자발적이거나계획되고, 기후조건 capacity 변화에대한반응이나예상으로수행됨 UN/ISDR capacity 위험수준이나재난의영향을줄일수있는지역사회, 사회, 또는조직안에서사용가능한모든능력과자원의조합 민감도한시스템의민감도 (sensitivity) 는그시스템의미래취약성을예측하는데기본이된다. 민감도는적응에대한고려를하지않은기후변화의총영향을의미한다. 기후변화의긍정적영향과부정적영향을모두포함하는민감도는적응력과결합해서시스템의긍정적영향은늘리고부정적영향은줄임으로써사회경제적취약성을낮춘다. 지금까지기후변화영향평가연구는기후변화의총영향, 즉민감도를분석하는데초점이맞추어졌다고볼수있다. < 표 2-3> 은각국제기구의민감도에대한정의를보여주고있다. 기관명 IPCC UNDP UKCIP Australian Greenhouse Office < 표 2-3> 민감도의정의 정의기후관련자극에의해한시스템이해롭거나이로운영향을직 간접적으로받는정도기후관련이상변동이나스트레스에영향을받는정도 IPCC 의정의와함께초기입력값이나지표값, 다른가정에서의특정한이상변동으로인해야기된변화 평균기후특성, 기후변동, 극한기후변화의빈도와크기등의기후관련자극에의해한시스템이해롭거나이로운영향을직 간접적으로받는정도 취약성 기후변화영역에서취약성이라는용어의정의는지금까지도다소이견이있어왔고 연구자들에따라어느정도세부적인차이는있으나, 기후변화에대한물리적인노출

29 24 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 측면과해당시스템자체의사회경제적상태측면, 즉생물리적취약성과사회경제적취약성을모두포함하는개념으로보는것이타당하다. 그럼에도 IPCC(2001) 에서는 ' 취약성은어떤시스템이기후변동과극단적현상을포함하는기후변화로부터부정적인영향을받기쉬운정도, 혹은그에대항할수없는정도이며그시스템이노출되는기후변동의특징, 크기 (magnitude), 비율 (rate) 과시스템의민감도, 적응력의함수이다 ' 라는모호한정의를내렸던것이사실이다. 특히사회경제적취약성을명시적으로생물리적취약성과구분해서취약성에포함시키지않은점이여러논쟁을불러왔다. 때문에 IPCC 3차보고서이래로 IPCC 의취약성정의는많은도전을받아왔고, 그주된내용은사회경제적취약성을취약성접근법에포함시킴으로써영역을확대시켜야한다는점이었다 (IPCC, 2007c). < 표 2-4> 는주요국제기구들에서내린취약성에대한정의를요약한것이다. < 표 2-4> 국제기구들의취약성정의 기관명 용어 정의 IPCC vulnerability 기후다양성과극한기후상황을포함한기후변화의역효과에대한한시스템의민감도또는대처할수없는정도 기후변동이나스트레스에대한노출과이에대한대처, 회복, vulnerability 적응능력에따른노출단위의위험에대한민감도 UNDP socio-economic 일정범위의유해한변동에대한환경적, 사회적, 경제적, 정치적 vulnerability 노출을통합하는인간의복지수준을총체적으로측정하는수단 특정위험상황에서야기되는손해의범위를뜻함 UK CIP vulnerability IPCC의정의를바탕으로하며, 취약성은시스템의민감도뿐 아니라적응능력에의해서도결정됨 UNFCCC vulnerability 사회, 인구, 생물종, 생태계, 지역, 농업시스템이나그외다른시스템이기후변화의역효과에민감한정도또는대처할수없는정도 UN/ISDR vulnerability 물리적, 사회적, 경제적, 환경적요소나과정에의해결정되는조건으로위험의영향에대한지역사회의민감성을증가시킴 자연계와인간사회가기후변화, 다양성, 극한기후상황의부정적 Austrailan 영향에대처할수없는범위 Greenhouse vulnerability 시스템이나사회의민감도, 적응능력뿐만아니라기후변화에 Office 의해서도좌우됨 E.Tompkins, 개인이나집단, 시스템이위험이나스트레스에노출되어나타나 vulnerability 2005 는위험과그에대한대처, 회복, 적응능력에대한민감성

30 < 부록 2> 기후변화영향 취약성평가및적응전략접근기법 25 UNDP에서는일반적취약성개념과사회경제적취약성을따로구분하고있다 (UNDP, 2005). UNDP의일반적취약성개념과사회경제적취약성개념이정확하게생물리적노출과시스템의사회경제적상태 (state) 를의미한다고볼수는없으나, 취약성이기후변화와시스템특성의함수에의해결정된다는점에있어서는맥락을같이한다. < 표 2-5> 는 UNDP에서말하는취약성을적응력과영향에관한함수로정리해본것이다 ( 취약성 = f[ 민감도, 적응력 ]). 기후변화의영향이높을경우, 한시스템의적응력이낮으면그시스템은취약성이높다고말할수있을것이다. 반면기후변화의영향이높을지라도적응력이높으면그시스템은적절한적응을해나가면서발전의기회를가질수있게된다. 기후변화에대한영향과적응력이모두낮을경우, 시스템은여전히잔여위험을가지고있다. 반면에영향이낮고적응력이높은경우지속가능한발전을할수있게될것이다. < 표 2-5> 적응력, 영향의함수로써의취약성 적응력 영향또는민감도 낮음 높음 높음 취약함 개발기회 낮음 잔여위험 지속가능한발전 또한 UNDP 는취약성의다양한정의들을종합할수있는체계적인취약성명명법을 제안하였다 (UNDP, 2005). 여기서 T 는위협, s 는부문, g 는그룹, c 는결과를말한다. 만약가뭄에의해식량 부족현상을겪는농업부문의소규모이해당사자그룹의취약성을평가한다면가뭄은 T, 농업부문은 s, 소규모이해당사자그룹은 g, 그리고식량부족현상이 c 가된다.

31 26 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 이러한명명법은취약성평가에있어서누가무엇에어떻게취약한가에대한요소들을 종합적으로표현할수있다는데에의의가있다. 영향기후변화영향 (impact) 이란자연시스템과인위적시스템에대한기후변화의결과를의미하며, 영향에대한적응여부에따라잠재적인영향 (potential impact) 과잔여 ( 순 ) 영향 (residual impact) 으로구분할수있다. 잠재적영향이란적응을고려하지않았을때나타나는기후변화로인한모든영향을말한다. 잔여영향은적응으로회피될수있는영향부분을제외한영향을의미하며생물리적취약성으로볼수있다. 또한기후변화의영향이어느부문에서나타나는가에따라시장적영향과비시장적영향 (non-market impact) 으로구분하기도한다. 시장적영향이란시장의거래와연결되어있고국내총생산에직접적인영향을주는것으로, 농산품의공급과가격변화를그예로들수있다. 비시장적영향이란생태계혹은인간의복지에영향을주거나또는시장에서거래되는것과는직접적인연관이없을때를말한다. 특히이러한영향을모두합쳐서집합적영향 (aggregate impact) 이라하는데, 이는부문혹은지역에걸쳐나타나는모든영향을통합한것을의미한다. 영향의집합은서로다른부문과지역에서나타나는영향의상대적중요성을인식할필요가있다. 예를들어집합적영향의측정은영향을받은사람의전체수, 순일차생산성 (net primary productivity) 의변화, 변화를겪는시스템의수, 그리고경제적인비용의총합등을포함한다. 2. 기후변화영향및취약성평가접근법적응을목적으로하는영향및취약성평가는기후변화에대한적응정책을수립하기위해반드시선행되어야할단계이다. 적응을목적으로하는평가접근법의유형은기본적으로상향식 (bottom-up), 하향식 (top-down) 접근법이라는일반적인용어로구분

32 < 부록 2> 기후변화영향 취약성평가및적응전략접근기법 27 되는데, 영향평가는하향식접근법을대표하며취약성평가는상향식접근법을대표한다고볼수있다. 일반적인영향평가접근법은기후시스템에서시작하여생물리적과정및영향을통해사회경제적평가로이동하는일련의분석단계를갖는전지구기후모델에서, 지역수준시나리오로의규모축소화 (down-scaling) 를포함하기때문에종종하향식으로표현된다. 반면에취약성평가접근법은기후변화에대한사회경제적반응을다룸으로써지역수준에서주로시작하며, 위치특수적 (location-specific) 인경향이있기때문에상향식접근법으로분류된다. 한편 IPCC에서는적응을목적으로하는평가를 Climate Change Impact, Adaptation, Vulnerability(CCIAV) 라고하며, CCIAV 접근법으로위의영향평가와취약성평가외에도적응평가, 통합평가, 위험관리, 총 5개의접근법을제시한다. 이중영향평가, 취약성평가, 적응평가, 통합평가는전형적인적응연구접근법이지만, 위험관리는 2001 년도 IPCC 3차보고서이후에새로이각광받게되어주류정책결정에받아들여지고있는접근법이다. 이들접근법을구별하는요소는평가목적, 중점대상, 사용가능한도구, 불확실성처리방법등이다. 하지만평가들이점차복잡해지고상향식과하향식요소들이섞이기도하면서실제의사결정에서는두가지방식을다이용하는경향이나타나고있다. 또한 CCIAV 평가접근법들이갖고있는공통적인목적은불확실성을극복하기보다는관리하는것이며, 각각의접근법들은이부분에있어각자강점및약점을동시에갖고있다. 한편최근의모든 CCIAV 접근법들은연구기반의제에서의사결정을목적으로하는평가로이동하고있다. 때문에의사결정자와이해관계자가직접평가에참여하거나평가를진행시키는예가점차늘고있으며, 특히취약성및적응평가에있어이해관계자의투입이필수적인사항이되었다. 본절에서는하향식과상향식접근법의대표인영향평가와취약성평가를중심으로 IPCC(2007c) 의전체다섯가지접근법에대해간략히현재발달 전개상황중심으로정리하고자한다. 취약성평가접근법은 UNDP의 APF에서제시하는취약성평가체계부분과미국 Pacific Northwest Laboratory(PNNL) 에서제안하는지표 (indicators) 를활용하는평가기법을함께소개한다.

33 28 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 가. 영향평가접근법 ' 영향평가접근법 ' 은가장단순한직접적인 ' 원인-결과 ' 를밝히는방식이다. 이접근법은비기후요소들이대상에미치는효과가일정하며변하지않는다고가정한다. 영향접근법은가장단순하고쉽게적용할수있지만인간활동에미치는영향을기후효과하나로만제한하고, 기후요소들의가변성을인정하지않는다는한계를갖고있다. 하지만영향접근법은단계적으로진행되는연구의초기단계에서는부문별로유용하게이용될수있다 (Carter et al., 1994). 영향평가의목적은주어진시나리오하에서기후변화의가능한영향을추정하여, 기후위험의결과로발생하는모든취약성을줄이기위한적응이나완화의필요를평가하는것이다. 지금까지일반적인적응을목적으로하는평가접근법은기후시나리오에기반을두는영향평가접근법이었으며 IPCC 3차보고서까지 IPCC 에서제시한 CCIAV 문헌중절대다수를차지하는접근법이었고, 4차보고서의많은평가들도영향평가접근법을따른다. 영향평가접근법은 IPCC(1994) 의 7단계영향평가체계로부터개발되었다 (< 그림 2-2> 참조 ).. < 그림 2-2> IPCC 의영향평가체계

34 < 부록 2> 기후변화영향 취약성평가및적응전략접근기법 29 첫번째단계는문제를정의하는단계이다. 이단계에서사용자는기후영향평가의목적과대상, 평가가이루어지는지역, 평가기간, 자료에대한조건을결정한다. 특히, 영향평가에있어서자료의존재유무는제한요소가될수있으므로자료의조건을명확히해야한다. 두번째단계에서기후영향을분석할때사용될기법을선택한다. 선택된기법의내용과방법, 모델, 가정이투명하게설명되어야한다. 이는여러접근법의신뢰도와영향평가간의비교에있어투명성이중요하기때문이다. 일반적으로사용되는기법은평가의대상과해당부문에서사용가능한방법론에따라그수준이다양하다. 실험, 영향예측, 생물리적모형, 경제모형, 통합모형, 경험적사례연구, 전문가의견등이기후변화영향평가에서사용할수있는방법론이다. 세번째단계는선택된기법의적합성을평가하는검증단계이다. 이단계를통해서선택된기법을검증하고세부목표를수정할수있으며, 파악하지못한장애물에대한평가를할수있다. 널리쓰이는분석방법에는예비조사 / 타당성조사, 자료수집및종합, 모델검증등이있다. 네번째단계에서는시나리오를선택한다. 시나리오를선택하기위해서는우선현재의상황을파악하여기준선을세워야한다. 현재상황을파악하기위한기준선은기후, 환경, 사회 경제세가지를중심으로조사하고기후영향을예측할미래의시간대를결정한다. 현재의상황을파악하고예측할시간대를설정한후에는미래에대한예측으로들어가는데, 이단계는기후변화가존재하지않는다고가정하는경우의물리적, 사회경제적변화에대한영향평가와기후변화가존재하는경우의환경, 사회경제의변화를예측하는것을포함한다. 기후변화가존재하지않는다고가정하는경우는연구대상으로선정된기후요소의변화를적용하지않음으로써, 특정기후요소를제외한다른요소들의변화를예측한다. 기후변화가존재하는것을가정한경우에는여러가지미래시나리오를사용하게된다. 다섯번째단계는실제영향을평가하는순서이다. 평가는시나리오에포함된것과같이기후변화가존재하는경우와존재하지않는두경우로나누어환경, 사회경제의

35 30 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 변화를측정해서, 두경우의차이로파악한다. 기후영향의평가는정성적기술, 변화지표, 기준에의부합정도, 비용편익, 지리적분석, 그리고불확실성과위험분석등을통해이루어질수있다. 마지막두단계는자발적순응과적응전략을평가하는단계이다. 기후변화에의한순영향은기후변화의영향을변형시킬수있는완화와적응이라는두가지반응을제외시킨상태에서평가할수있다. 적응은수동적이든적극적이든또는사전예방적이든사후관리차원이든간에기후와관련된모든종류의반응을포함하는개념이다. 한시스템의기후변화에대한자발적인순응과정을파악하고적극적인적응전략을평가함으로써이전단계들에다시영향을끼칠수있다. 적응전략평가는우선목적을정의하고, 중요한기후영향을파악해서, 이에따른적응옵션과적응전략수립의장애요인을검토하여, 가능한적응조치를정량화하고대안전략을수립하는과정으로이루어진다. 합당한적응목적의설정과기회비용의평가를통해, 가장적절한적응정책을수립하는것이마지막단계가된다. 이상의평가체계를갖는영향평가접근법은 IPCC 제3차보고서발표이후그영역이상당히확대되었다. 미래기후조건을결정하는사회경제및기술조건의중요성이강조되었으며, 온실가스배출을억제하는기후정책을가정하지않는시나리오는온실가스안정화를가정하는시나리오로대체되고있다. 또한영향평가는생체기후틈새기반모델링을재평가하고, 일련의평가를집대성하는메타분석, 경제적피해를분석하는새로운동적수단들과같은진전을보이고있다. 상관관계 (correlative) 수단을사용해서기후온난화하에서의종분포와종우점도변화를예측하는생체기후틈새기반모델은디지털종분포지도가용성, 대폭확대된컴퓨터의성능, 기후온난화에대한최근의관측된증거들의지원으로신세대를맞이하고있다. 하지만동일한자료집합에대한대체통계적기법들의적용은최근집중적인논쟁주제가되어온모델수행에서큰편차를드러냈으므로, 미래생물다양성을예측하기위해이러한모델을적용할때는더욱주의를기울여야할것이다. Hitz and Smith(2004) 는다양한수준의지구평균온도에대한총체적영향을평가하기위해여러부문에대한전지구수준의메타분석연구를수행해왔다. 농업,

36 < 부록 2> 기후변화영향 취약성평가및적응전략접근기법 31 연안지역과같은일부부문및지역에서는총체적인부문적영향을모으기에충분한정보가사용가능하다. 하지만해양생물다양성과에너지같은부문에서는제한된정보때문에낮은신뢰도의광의적결론만이가능한것으로드러났다. 또한일부경제평가에서는동적수단이통계적수단을대체하고있다. 예를들어최근의연구들은전세계농업에대한기후변화영향에효과를미치는세계시장의역할과, 최적화된적응수단을가정했을때의해수면상승으로부터의피해에대한효과, 예측된기후에서의불확실성으로인한고온에대한적응에추가되는비용, 명시적으로변경된극한현상분포를감안했을때증가하는장기적자연재해비용을고려한다. 몇몇새로운연구들은이전평가들에서피해가과대평가되었다고주장하고, 다른연구들은과소평가되었다고함에따라, 이전평가들에서제시된것보다불확실성이더클수있는결론으로가고있다고판단된다. 나. 취약성평가접근법취약성평가접근법은해를입을수있는특성 ( 상태 ) 에집중해서, 가능한이득은극대화하고가능한손실을최소화하는것을추구함으로써위험자체에초점을맞추는접근법이다. 이는특히적응력과관련해서적응기반접근법과상호관련된것으로평가된다. 하지만취약성평가접근법이위험자체에초점을맞추는반면적응기반접근법은위험관리에중점을둔다는차이가있다. 기후변화영역에서취약성이라는용어의정의는지금까지도다소이견이있어왔고, IPCC의 3차보고서에서도취약성에대해일관된정의를내리지못해온것이사실이다. 특히사회경제적취약성을명시적으로생물리적취약성과구분해서취약성에포함시키지않은점이여러논쟁을불러일으켜왔다. 이에 IPCC 3차보고서이래로 IPCC 의취약성정의는많은도전을받아왔고, 주된사안은사회경제적취약성을취약성접근법에포함시킴으로써취약성의영역을확대시킬것과, 취약성평가를영향평가와조화시킬것, 두가지이다. 기후위험에서의다양한취약성상태는현재기후에대한취약성, 적응

37 32 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 및완화수단의부재에서의기후변화에대한취약성, 적응및완화이후에남은잔여취약성등을포함한다. 이러한취약성은상황과규모에상당히좌우되기때문에, 취약성의근원과의미를명확히설명해서취약성평가의태생적불확실성을해결하기위해서는상당한주의가요구된다. 취약성체계는또한기후변화에대한사회적측면과생물리적측면을둘다통합시킬수있어야한다. 현재공식적인취약성평가기법이제안된바있으나, 다소기초적인수준이라고평가되고있다. 취약성평가를위한수단과체계는또한기후변동과변화에대한시스템의잠재적반응을검토하기위해적응력결정요인을다루어야한다. 다수의연구들이취약성의기저원인을이해하고적응력강화를목적으로함으로써, 인간개발이라는문맥에서적응력결정요인을다루고자노력한다. 일부정량적접근법에서사용된지표들은국가의경제력, 인적자원, 환경수용력등과같은적응력에해당되는요인들과관련된다. 기타연구들에는적응력을장려하거나억제하는조건, 과정, 구조와관련된정보를제공할수있는지표가포함되어있다. 취약성평가는빈곤저감, 생계수단의다각화, 공공자원보호, 집단행동강화등을포함하는일련의사회적측면에정책수단의중점을둔체계를제공한다. 이러한수단들은현재상황에서는외부압력에반응하고생계를보장할수있는능력을향상시키며, 미래에는기후변화에대한취약성을낮출수있다. 커뮤니티기반 (community-based) 상호작용접근법은취약성을형성하는기저원인과구조에대한투시를제공한다. 최근의지역취약성연구에서사용된기타수단으로는이해관계자도출, 조사, 다기준모델링등이포함된다. 한편지역사회의전통적인지식은취약성평가접근법에서상당히중요한부분을차지하는것으로알려졌으나, 지금까지의 CCIAV 평가에서는잘활용되지않았다. 홍수와같은기후관련자연재해, 건강문제, 평균조건의장기적경향과같은문제를해결해온과거경험으로부터의선험적지식은구두전승에의존적인토착및기타사회의대응전략과적응력이해에있어특히도움이될수있다.

38 < 부록 2> 기후변화영향 취약성평가및적응전략접근기법 33 UNDP APF의취약성평가틀 UNDP 는기후변화의적응정책수립에있어서취약성평가를독립적인과정으로떼어서생각한다. UNDP(2005) 의적응정책프레임워크 (Adaptation Policy Framework: APF) 에관한보고서에서는취약성평가가현재및미래의위험을알아내는데도움이되고적응전략, 정책및조치를수립하는데도움이된다고기술하고있다. 보고서의중점은기후변화피해에대한노출과민감도를줄여나가는동시에적응력을증대하는데에있다. 취약성평가는적절한사회경제적시나리오를적용함으로써미래로확대될수도있는데, 기후변화와관련된미래의취약성을논할때는다음과같은항목들을고려하여야한다. 기후변화에대한명확한예측 취약한대상파악및취약원인분석등기후변화의사회경제적노출에대한예측 예상되는기후변화영향에대한적응 위항목에대한분석결과가미래취약성에대한시나리오에조화롭게통합되어야한다. 시나리오를사용할때이용자는사용하는시나리오가불확실하다는점을인지해야한다. 취약성평가는한시스템을선정하여기후변화에따라대상시스템이기후변화피해에대해가지는임계치에대한연구를선행해야한다. 현재의취약성은현재의발전조건과현재기후에대한민감도를기반으로알수있다. < 그림 2-3> 은 UNDP에서제안하는취약성평가의 5단계를도표화한것이다.

39 34 기후변화영향평가및적응시스템구축 III < 그림 2-3> UNDP 의취약성평가단계 첫번째단계는평가에이용될개념을명확히하고취약성을분석적으로정의하는것이다. 먼저취약성평가에이용될만한기존의지역적, 국가적사업들을검토한다. 예를들어국가발전계획, 가난극복프로그램, 환경지속성계획, 자연재해평가프로그램등이취약성평가와유사한접근을하고있는지의여부를검토한다. 취약성평가와유사한접근을하는사업이있는경우에는해당사업이기후위험이나기후변화를포함하도록확장하여취약성평가를시작한다. 기존의계획이나프로그램이취약성평가에적합하지않을경우, 취약성평가를위한개념적이고분석적인새로운틀을개발해야한다. 이때이해당사자의적극적인참여를이끌어내야하며, 새로운틀을개발하는과정에서분야간, 부문간, 이해당사자간의의견차이를확실히파악하여실용적인행동지침을수립하는것에주력해야한다. 두번째단계는누가, 어디에, 어떤형태로, 어느점에서취약한지, 즉취약대상과노출범위를확인하는것이다. 취약대상과노출범위평가대상항목으로는부문, 이해당사자집단, 기관, 지리적위치또는특정기간등이고려될수있으며, 이들대상항목은취약성평가의범위를결정하는데중요하게사용된다. 가장기본적으로행해야하는

40 < 부록 2> 기후변화영향 취약성평가및적응전략접근기법 35 것은평가의대상이사람, 자원, 경제적활동, 지리적위치중어느것인가를결정하는것이다. 취약성평가에있어서가장중요한관심사는사람이며, 특히기후변화의부정적결과에가장취약한집단이다. 따라서대부분의경우취약성평가는인구집단에초점이맞춰지게된다. 그러나실제평가과정에있어서는부문이나지역을기준으로평가가진행된다. 그룹이나, 지역, 부문의기후위험에대한노출의정도는주로지표 (indicator) 를사용하여표현된다. 지표는평가의대상, 즉인구집단, 경제활동, 사회구조물등의사회경제적특성을반영해야한다. 지표사용에있어서는몇가지기술적인문제에유의해야하는데, 변화에대한민감도, 비교를위한지표의표준화, 자료의신뢰성, 지표간의공선성 (co-linearity), 취약성의규모등을염두에두어야한다. 취약성지표에대한조사는적응의우선순위를결정하고분석하는데도움을준다. 세번째단계인민감도평가는기후변화의피해를주요사회경제적결과및영향과연결시키는것이다. 이단계에서는쉽고경험적인관계식을이용할수있고, 복잡한과정모형을이용하여기후변화에의한영향이위험과재해로전환되는과정을이해할수도있다. 모형들의복잡성으로인해민감도평가에사용하기가어려울경우, 기존의시간적자료나사건, 혹은단순한기후임계치를연구하는경험적모형등보다단순한방법이사용될수있다. 이러한단순경험적방법도적용하기힘들경우에는전문가의의견이나다른나라의기후위해와노출에대한영향평가에서의유사한경험을이용할수도있다. 이단계에서는기후변화가시스템의영향으로이어지는일련의과정에서기후위해에대한개입시점과대응조치를파악하는것이중요하다. 네번째단계에서진행될미래의취약성확인은세번째단계에서파악된민감도평가결과에시스템의적응력을반영하여이루어진다. 이단계에서는미래기후위험에대한노출이어떤규모에서어떤형태로일어날것인가에대한분석을하게되는데, 분석결과한시스템이지속가능하게발전할것인가아니면잘못된적응으로인해보다더취약한시스템으로전환될것인가에대한결정을할수있다. 적응은자생적이든계획적이든간에기후변화가위험요소가될수있는과정이나기작을변화시킬수있다. 이단계에서사용되는방법은주로사회과학적접근법들로, 구체적인방법으로는모든아이

41 36 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 디어와선택사항들을자유롭게이야기해서리스트화하는방법, 해야하는작업들을차례대로적어리스트화하는방법, 반복적인설문작업을통해전문가의견을개진하는방법, 특별한사안에대해분야의전문가결정을따르는방법, 특정주제에대해이해당사자집단의의견을묻는방법, 여러개의지표들을묶어통합하는방법, 여러가지의결정들이있을때선택할수있는범위를그림으로보여주는방법, 우선순위결정, 이해당사자들로부터의의견수렴, 주요참여자를확인하고참여자들간의상호작용을파악하는절차를포함시키는방법, 여러그룹들의취약성지표들을가시화하여보여주는방법등이있다. 마지막다섯번째단계는전단계에서수행된취약성평가를적응정책과연계하는과정이다. 취약성평가의결과가포함하는내용은 1대표적취약그룹을포함한현재취약성에대한분석및기술, 2현재와미래를연결하는분석을포함하는미래의잠재적취약성에대한기술, 3여타사회경제적조건, 기후변화및적응조치하에서의서로다른취약성에대한비교, 4적응조치를유도하는적절한개입시점및방법파악등이다. 취약성평가의결과는이해당사자의정책결정과이에대한심층적평가로연결된다. 이때정확한정보를내부의불확실성으로부터걸러내는것이중요하다. 정확한정보의추출에서우선적으로고려할점은이해당사자들과정책결정자들이정책이나프로젝트를분석할때확실한결정의기준으로사용될수있는가에대한고려이다. 결정의기준이되기위해보통여러개의지표들을하나의지수로개발하게되는데, 통합방법으로는여러가지항목을정리한도표와대표적주요지표에따라취약성그룹을묶어내는방법등이있다. 주성분분석 (Principal Component Analysis : PCA) 과집락분석 (cluster analysis) 등이주요한몇개의지표를추출하는데유용하게사용될수있다. 취약성평가에서지표는적응전략과적응조치의평가, 발전상황모니터링의기준으로이용되기때문에중요하다. 또한취약성평가의결과물은적응정책체계의심화단계로연결되어야하며궁극적으로는미래의대표조건에대한시나리오의내용에포함되어야한다. 취약성평가의마지막단계인적응정책과취약성평가의연계는다시첫번째단계인취약성평가의틀에되먹임으로영향을준다.

42 < 부록 2> 기후변화영향 취약성평가및적응전략접근기법 37 PNNL의지표활용접근법태평양북서국가실험실 ((Pacific Northwest National Laboratory:PNNL) 의취약성평가프로그램은자연자원과사회경제적시스템의잠재적인기후변화의중요성을평가하기위한접근방법이다. IPCC는향후영향평가연구에서발전시켜야하는두가지중요한측면을지적하였는데, 그중하나는다양한부문간의영향평가를비교하고통합하는것이며다른하나는미래기후변화의중요성을평가하는데있어서기후변화뿐만아니라사회경제적변화까지도묘사해야하는것이다. PNNL의취약성평가프로그램은이러한두가지측면을고려하고긴밀한연계를가진학제간연구이면서정량적인평가가될수있도록지표 (indicators) 를이용하는방법론을제시하고있다. 지표접근법은기후변화에민감한지표와이에대응하는적응력을반영하는지표를선정하고선정된지표들을아래에설명된과정을통하여취약성지수 (index) 로통합한다. 앞에서도설명하였듯이사회경제적취약성은민감도와적응력의함수로도볼수있다. 그러나민감도와적응력은추상적개념이므로실질적으로는직접적으로측정하거나관찰하기어렵기때문에모형을사용할경우에는일반적으로대리변수 (proxy variable) 를이용한다. 이상적인대리변수의조건으로는필요한정보를종합하고단순화시키며, 관심의대상이되는현상을가시화하거나인지할수있도록만들고, 필요한정보들을정량화하고, 측정하거나혹은교환할수있어야한다. 변수들은측정가능하거나관측가능한정보로이루어져야하며지표를만드는데사용되는방법은단순하고명쾌해야한다. 취약성평가에서이러한정량적인지표를만들고개발하는과정은매우중요하다. PNNL의취약성평가프로그램에서는취약성-회복성지표원형모델 (Vulnerabilityresilience indicator prototype model:vrip model) 을통해취약성을계산한다. 이모형은크게민감도부문과적응력부문으로구분할수있다. 민감도부문에는인간의정주, 식량안보, 보건, 생태계및수자원이포함되고, 적응력부문에는경제적능력, 인적자원및환경용량등이포함된다. < 표 2-4> 는 2가지부문 ( 민감도, 적응력 ) 에적합한대리변수들과 VRIP 모형의요소들간의구조적관계를정리하여설명해준다. 대리변수들은 1990년세계자료 (world data) 나 1990년미국자료를기준으로그수치가

43 38 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 표준화된다. 표준화된대리변수는민감도와적응력부문으로나뉘어각부문의대리변수의기하평균치가각각통합민감도지수 ( 음수 ) 와통합적응력지수 ( 양수 ) 로계산되고, 이둘을합하면곧통합적취약성지수로계산된다. 이방법의장점은취약성을구성하는요소들이계산후에도투명하게남아있으므로, 지수의사용자들이이를부문별로분석하고자할때에도무리가없다는것이다. 구체적으로미국사례를살펴보면, < 그림 2-5> 와같다. 이는 1990 년세계자료를기준으로표준화시킨것으로, 미국은민감도측면에서수자원부문이기후변화에가장민감하고적응력측면에서는경제적능력이기후변화적응력에가장큰기여를하고있는것을알수있다. 자료 :Moss et al., 2000 < 그림 2-4> 미국의기후변화취약성 - 회복성의정량화

44 < 부록 2> 기후변화영향 취약성평가및적응전략접근기법 39 < 그림 2-5> VRIP 모델을사용한미국의 기후변화취약성지표 자료 : Moss et al., 2001 다. IPCC(2007c) 의기타 CCIAV 접근법 이상의영향평가와취약성평가접근법외에도, IPCC 에서는적응을목적으로하는세 가지의접근법, 즉적응평가, 통합평가, 위험관리접근법을함께제시하고있다. 적응평가접근법적응평가접근법은기후변화에노출되는시스템의회복성을향상시키기위해요구되는적응력과적응수단을고찰함으로써위험관리 (risk management) 에중점을두는접근법이다. 이접근법은위험자체에초점을맞추는취약성평가접근법과적응력에관해서특히상호관련된것으로평가된다. IPCC 의제3차보고서이래로적응평가접근법에는상당한진전이있었으며, 평가초점이연구기반활동에서의사결정을향상시키기위한목적으로이해관계자를참여시키는방향으로옮겨지고있다. 특히핵심적인진전사항은과거및현재기후에대한적응개념의통합이라고평가되고있다. 이는이미알려진것에대한평가를한다는이점을갖기때문에기후변동과극한현상에대한적응을모색하는데이용될수있다. 특히

45 40 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 미래변동성시나리오가불확실하거나사용될수없을때더욱요긴하다. 이처럼적응평가는주류정책과계획에서사용되는폭넓은수단을수용해왔다. 하지만사용되는분석도구들의스펙트럼이너무넓기때문에일반적인적응평가방법론을구축하는것이어려운것또한사실이다. 적응평가에서사용하는분석도구들은다음과같다. 시나리오기반접근법 ( 예, IPCC(1994)): 대부분의영향평가들은미래적응을결과물 (output) 로간주함 규범적정책체계 (Normative policy frameworks): 적응이사회적, 환경적으로이득이되는지를탐구하고, 취약성분석, 시나리오, 비용편익분석, 다기준분석, 기술위험평가와같이다양한도구적용 지표연구 : 특정하게가정된적응력구성성분모델사용 개인과조직에서의학습을파악하기위한경제모델링 : 인류학및사회학적도구 미래에가능한적응종류를파악하기위한시나리오와기술평가 적응평가를위한비용편익분석을이용해서예측된미래변화와기후변동성및극한현상에현재의위험을결합시키는위험평가 적응활동우선순위화에사용되는수단및도구와관련한지침서로는 ' 의사결정도구개론 (Compendium of Decision Tools)', 기후영향평가와적응전략을위한수단에대한핸드북, 기후변화영향비용산정이포함된다. 적응을위한재정조달은거의관심받지못해온것이사실이다. Bouwer and Vellinga(2005) 는미래재해관리와기후변화에대한적응에대해더욱구조화된의사결정을적용하고, 민간과공공출처간의위험공유를제안하였다. Quiggin and Horowitz(2003) 는기후변화정도, 특히극한현상발생에따라결정되는적응비용이경제적비용을능가할것이며, 기존의많은연구들이이러한비용을간과했다고주장하였다.

46 < 부록 2> 기후변화영향 취약성평가및적응전략접근기법 41 통합평가접근법통합평가접근법은학제간, 부문간, 규모간에걸친 CCIAV 를평가해서주요상호작용과되먹임을설명할수있는통합평가모델링과기타절차를포함한다. 통합평가는공간및시간규모, 과정, 활동을가로지르는복잡한상호작용을대상으로한다. 또한이는하나이상의수학모델과관련될수있으나, 서로다른학문과집단을연결하는통합평가과정으로도나타날수있다. 통합평가에서의불확실성관리는큰규모의과정을연결하는단순모델에서부터, 중간수준의복합모델 (complex model), 지구시스템에대해물리적으로명료한묘사를하는모델까지여러모델을이용할수있다. 통합평가구조는현실성과유연성사이의교환으로성격지어진다. 단순모델은다소유연하지만세밀성 ( 현실성 ) 이떨어지는반면복합모델은더욱세밀하고넓은범위의결과물을제공한다. 하나의이론이나모델로사회경제및생태시스템의여러규모를넘나드는동적거동을모사하거나설명할수는없으며, 급박한소요시간 (turn-around time) 내에질문에대한답을제공할수는없다. 그러므로서로다른규모와, 규모사이의상호작용이 CCIAV를포괄적으로평가하기위해필요하다. 부문간통합은국가평가, 경제및통상효과분석, 인구와기후접합연구와같은목적을위해필요하다. 국가평가는국가적으로통합된모델을이용하거나, 많은이종연구들을종합할수있으며, 시장과통상이평가결과에상당한영향을미칠수있다. 예를들어산림과임산물에대한전지구적기후변화의영향을평가한한연구에의하면, 통상은대기중이산화탄소를안정화시키고자하는노력에영향을끼칠수있으며, 생산단가가높은지역에부정적영향을미치면서지역내복지에영향을미칠수있다. 총체적기후변화피해에대한새로운경제평가또한다양한부문에서생산되었다. 이들은영향에대한취약성이잠재적으로는큰지역적불균형을나타낼수있음을강조한다. 통합평가일반균형모델을이용하여, Kemfert 는부문간상호작용이단일부문분석에비해서전세계기후변화비용을증대시킨다는사실을발견하였다. 상호작용은고립되어서는나타날수없는결과를생산한다. 예를들어새천년생태계평가는생태계서비스에대한폭넓은압력들의영향을평가했는데기후변화는이들압력들

47 42 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 중하나일뿐이었다. 연결된영향과취약성평가는다중압력접근법으로부터도이득을볼수있다. 예를들어 AIR-CLIM 프로젝트는 년유럽의기후와대기오염영향을통합해서, 물리적영향은약하게결합되는반면, 대기오염과기후변화비용은강하게결합된다고결론내린바있다. 기후정책의간접효과는대기오염조절비용의 50% 이상을감소시키는것으로나타났다. 대기, 해양, 빙권 (Cryosphere), 육지, 생물권을연결하는중간수준의지구시스템복합모델이위험과취약성체계내에서, 특히지구수준에서위험할것으로고려되는단일현상에대한영향을평가하기위해개발되고있다. 전지구기후모델은또한지구시스템에대한더욱완전한모사가가능해지고있다. 완전한탄소순환을거친생물권과대기권을통합시키는최근의시뮬레이션에서는탄소처리 (sink) 가감소하고대기중이산화탄소농도가증가하는긍정적되먹임을초래하는잎마름병을아마존이경험할가능성이있는것으로나타났다. 위험관리접근법위험관리접근법은직접적으로의사결정에초점을맞추고, 본절에서간략히소개한다른접근법들과수단들을함께고려하며, CCIAV 평가의고질적인불확실성을다루는데유용한체계를제공한다. 위험관리접근법과통합평가접근법은완화분석과적응과완화의접합평가에직접적으로연결될수있다. 위험관리는잠재적이득을현실화하면서부정적효과를관리하는방향의문화, 과정, 구조로정의된다. 위험은일반적으로현상과그결과가초래될가능성의결합으로추정된다. 하나이상의현상이존재할것인데그결과는긍정적일수도있고부정적일수도있으며, 위험은정량적혹은정성적으로측정될수있을것이다. 지금까지대부분의 CCIAV 연구는완화정책이이러한영향에어떠한효과를미칠지에대한특별한고려없이기후변화를평가해왔다. 하지만기후변화는발생할것이고이미확실히발생하고있다는사실이시나리오기반평가수단들이제공할수있는한도이상으로적응평가를가동시키고있다. 해결되어야하는사안으로는미래기후변화에대한

48 < 부록 2> 기후변화영향 취약성평가및적응전략접근기법 43 적응을평가하기이전에현존하는기후변동과극한현상에대한적응평가, 적응의제한점평가, 적응과지속가능한발전연계, 이해관계자참여, 불확실성하에서의의사결정등이있다. 위험관리는기존의방법론을통합해서주류화라는과정속에여타위험출처들을수용할수있는방식으로이러한사안들전부를다룰수있는체계로평가되고있다. 두가지주요기후위험관리형태는온실가스배출감축및처리를통한기후변화완화와, 변화하는기후의결과에대한적응이다. 완화는변화하는기후재난의크기와규모를낮추며, 적응은기후재난의결과를감소시킨다. 완화는또한잠재적인기후변화범위의상한선을낮추며, 적응은하한선을다룬다. 따라서이들은보완적과정으로볼수있지만, 그혜택은서로다른기간동안축적될것이기때문에대부분의경우완화와적응은따로평가되고실행된다. CCIAV 평가에채택될수있는위험관리과정내일반적요소중일부는다음과같다. 범위설정 (scoping exercise): 영향평가의내용이만들어지고, 사용될전체접근법을확인하는단계 위험파악 : 위험에처한것, 위험에처한인구, 위험을초래하는주요기후및비기후적압력, 수용가능한위험수준확인, 향후의평가에필요한시나리오를확인하는단계 위험분석 : 결과와가능성분석. 위험분석단계는현재까지가장잘발달된영역이며주류위험평가와 CCIAV에사용된수단이많이포함되어있음. 위험평가 : 적응혹은완화수단의우선순위선정 위험처리 : 선택된적응혹은완화수단적용단계. 모니터링과검토가뒤따름. 여기에서중요한두가지활동은이해관계자와의의사소통및자문회의 (consultation) 와모니터링및검토이다. 이러한활동들은불확실성을조정함으로써, 사용된가정및개념의명료성과투명성을담보해준다. 기타중요한위험관리요소로는의사결정을위해개선된정보획득과역량구축에대한투자가포함된다.

49 44 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 연구기반접근법보다위험관리접근법은의사결정지향적이다. 여러프레임워크가위험관리를위해개발되었고, 또한여러접근법을동시에사용한다. UNDP APF 는취약성과적응에초점을맞추는기본적인영향접근법과인간개발접근법을따르는위험관리수단들을제시하고있으며, 국가적응전략을수행하기위해구성된국가프레임워크는영국, 호주에구축되어있다. 세계은행은기후변화에대한적응재정조달과기후변화를자연재해위험관리에주류화시키는것에초점을맞춘재해및위험관리수단을이용한다. 그러므로위험관리는전지구수준에서지역수준에이르기까지기후변화위험관리에이용되는접근법이라고볼수있다. 3. 적응정책체계이상의영향 취약성평가는결국실질적인적응조치의기준이되는것으로, 적응정책체계의근거를제공한다. 적응정책체계는적응조치를위한일련의평가부터그평가를토대로한정책수립및실행체계를의미한다. 본절에서는국제연합개발계획 (UNDP) 의 APF와 UNFCCC 의 NAPA(National Adaptation Programmes of Action) 를소개한다. UNDP 는적응정책체계 (Adaptation Policy Framework:APF) 라는프로그램을통해다양한정책현실을고려한적응체계접근방법론을제시하였고, UNFCCC의 NAPA 는개발도상국의적응우선순위설정을통한국가적응체계구축을지원하기위해제안되었다. 가. UNDP의적응정책체계 5) UNDP의적응정책체계 (APF) 개요 UNDP의기후변화적응정책체계 (APF) 는우선다음의네가지원칙에의거하여구성된다. 1단기적기후변화에대한대응과장기기후변화취약성에대한대응, 2경제발전맥락에서적응정책수단의선택, 3적응정책에있어서지역적특성고려, 4적응전략과 5) UNDP 의적응정책체계는본연구의 1 차년도연구보고서의내용을정리한내용이다.

50 < 부록 2> 기후변화영향 취약성평가및적응전략접근기법 45 정책실행과정의조화등이다. APF는주로개발도상국이기후변화에따른국내적대응체계를구축하고, 각종계획및실행과정을평가하도록하는것이목적이다. 또한이러한정책수단이장기적지속가능발전전략에부합하도록유도하기위한지침으로활용될수있다. APF 는이론적접근보다는실효성을강조하는데, 즉해당국가가농업, 수자원, 공중보건, 재해관리등의분야에서현재직면하고있는취약성에대한실제정보를토대로선택가능한정책수단을평가하는것이다. 개별국가가 APF 를통해획득할수있는주요정보는정책수단개발, 통합평가, 적응프로젝트구성등이다. 정책수단의개발은 APF를통해기후변화에따른피해를최소화하는한편경제부문별로유용한정책수단을파악하는것을의미한다. 통합평가는적응정책의실행에따라경제부문간상호연계되는간접및유발효과를포괄적으로분석하는것이다. 적응프로젝트의형성은기후변화로인해발생되는각종피해에직접대응하는개별프로젝트혹은복합프로젝트를구성하는 APF 단계이다. 이러한프로젝트는지역적여건을고려하여규모, 실행단계등구체적인내용을형성하게된다. 주요내용 APF 는기본적으로기후변화현상자체에대한평가보다는기후변화에적응하기위한각종대응프로젝트를실행하는데있어서필요한접근방법과효과를파악하기위한것이다. 전반적인적응정책의체계는이해당사자확인, 참여에서시작하여적응과정을지속하는 7개단계로구분된다 (< 그림 2-6> 참조 ).

51 46 기후변화영향평가및적응시스템구축 III TP 2 이해관계자의참여 TP 7 적응능력의평가와제고 프로젝트범위와구성현재당면한취약성평가미래기후위험특성분류적응전략의개발적응과정지속적수행 TP 1: 프로젝트범위와구성 TP 3: 취약성평가 TP 4: 현재기후위험 TP 5: 미래기후위험 TP 6: 경제사회적여건 TP 8: 적응전략 TP 9: 지속적적응 자료 :UNDP, 2003 < 그림 2-6> UNDP 기후변화적응정책사업수행체계도 첫번째단계인프로젝트의범위와설정단계에서는적응정책수행을위한개별프로젝트의범위와목적, 팀구성, 취약성및적응에대한기존정보의검토및종합, 그리고프로젝트시행설계등이포함된다. 이를위해일차적으로적응프로젝트와관련된이해당사자의확인과참여가선행되어야한다. 이해당사자는적응프로젝트의주체로서사업전반에걸쳐서다양한의견과피드백을직간접적으로제공하는역할을수행한다. 이후정책검토과정에서는다양한이해관계자가전문성과경험을바탕으로기후변화적응과개별정책간의관련성, 개별정책의시행가능성, 기존대책에서적응내용포함여부등을고려하여기존정책의성격을기후변화적응과관련하여규명한다. 이러한절차를거쳐적응프로젝트의구체적인내용, 범위, 프로젝트의모니터링과평가등세부사항이결정된다. 두번째단계인프로젝트팀구성은앞서설정된프로젝트범위와목적에부합하도록한다. 전문성, 지역성등기후변화적응의효과와정책대응의사후효과에대한대표성있는의견이개진되도록해야한다. 기존정보의종합단계는기존의연구자료및연구결과의시사점을파악하여프로젝트의개략적인방향을설정하는단계이다. 이때기존연구결과는개별프로젝트의기준선개발을위한기초자료로활용된다. 기준선

52 < 부록 2> 기후변화영향 취약성평가및적응전략접근기법 47 (baselines) 은적응의효과에대한기본방향과개념을제시함으로써향후구체적인프로젝트선정에기여한다. 이러한정보를종합하여현재의기후변화에대한취약성의정량적혹은정성적지표를개발한다. 개발된지표는프로젝트의우선순위선정, 프로젝트의모니터링및평가등에활용된다. 프로젝트의설계에서는이전단계에서이루어진정보종합평가, 기본적인수행체계등을토대로기후변화적응체계의일련의과정에대한설계를수행한다. 이단계는해당연구가목표로하는기후변화적응의효과가어떠한경로로유발되고경제주체별로어떠한영향을미치는지에대한기초방법론을다룬다. 세번째단계인취약성평가단계는주요방법론을적용하여기후변화적응및위험을정량화하는작업이수행된다. APF 에서추천하는주요방법론으로는 1특정한기후위험에대한결과를분석하는기후위험접근법 (Climate hazard approach), 2미래기후위험에의해영향을받게되는현재혹은미래의취약성을확인하는취약성기반접근법 (Vulnerability-based approach), 위험의사전노출정도변화, 위험에대한민감성변화에대응하는각종정책의효과성을분석하는정책분석접근법 (Policy analysis approach), 적응에따른경제사회전체의수용능력을연구하는적응력접근법 (Adaptive capacity approach) 등이있다. 네번째단계인현재의기후위험, 취약성, 적응평가는기후위험과잠재적영향, 사회경제적평가, 정책과각종조치를포함한적응력평가, 사회경제적조건과기후취약성등에대한평가를포함한다. 다섯번째단계인미래의기후위험평가는미래의사회경제및환경여건을전망하여기후변화에따른위험, 취약성을평가하는단계이다. 이는기후변화의장기적추세, 경향, 기타관련요소에대한전망, 사회경제적여건의변화와기회요소, 자연자원및환경의변화특징, 적응과관련된기회와장애에대한전망등을포함한다 (< 그림 2-7> 참조 ).

53 48 기후변화영향평가및적응시스템구축 III < 그림 2-7> 기후변화적응의주요요인별관계 여섯번째단계인적응전략개발은기후변화에대한취약성과위험에대응하는각종정책수단, 조치등을강구하는단계이다. 이단계에서는 < 그림 2-8> 과같이주요작업을통해적응조치개발계획수립, 관련된각종규제및법령제정, 특정정책및조치에따른권고및고려사항등을개발한다. 또한적응전략을주요경제주체에게보급시키고효과적으로실행하기위한이해당사자의다각적인참여방안도마련한다. 이를위해우선 APF의단계별잠정결과를공식적으로평가하여각종정책및조치에대한분류및정리작업을수행한다. 이후적응정책의비용, 영향, 기타장애요인등의특성을파악하여우선순위를결정한다.

54 :구성요소 1: 프로젝트범위설정구성요소 2: 현재 V&A 평가구성요소 3: 미래기후위험특성화 과제 1 기존접근단계및방법론통합, 잠재적기후변화적응대안수집과제 2 기후변화적응대안수립기후( 대안개요설명, 비용, 영향, 장애요인 ) 변화적응과제 3 전기후변화적응대안우선순위선정략( 선택기준, 우선순위선정방식, 이해관계자참여 ) 개발< 부록 2> 기후변화영향 취약성평가및적응전략접근기법 49 구구성요소4과제 4 기후변화적응전략수립 ( 적응대안의구체적전략화, 여타정책목적과부합성검토, 제도적접근방식고려 ) < 그림 2-8> UNDP 기후변화적응정책전략수립체계도 자료 :UNDP, 2003 마지막단계인적응과정의지속적수행은 APF 프로젝트에의해수행되는전략및 정책을검토, 평가하며, 지속적으로효과를유지하도록관리하는단계이다. 이를위해 새로운적응과정과기존적응과정을효율적으로통합하고, 제도적지원을강화하며, 적응과정에따른정책의세부조정을수행한다. 한편적응정책실행과관련해여러단계에공통적으로영향을미치는요인에대한 판단이중요하다. 특히이해당사자의적극적인참여는 APF 의성공적인실행을위해 매우중요한사항이다. 우선프로젝트범위설정에있어서이해당사자확인, 관심등이 중요하다. 현재및미래의기후변화위험평가에서는이해당사자의공통적이해및갈등, 전문분야, 지역대표성, 미래전망에대한평가등이이해당사자의주요역할이된다. UNDP 는다음의 6 가지기후변화적응관련영향분석방법론을권고하고있다. 아래에 제시된접근법은기후변화의취약성및적응에대한근본적인접근법과의사결정과정, 정책선택과정등에대한지침과기준을제시한다. 기후변화의영향평가및적응에관한 IPCC 지침 (IPCC Technical Guideline for

55 50 기후변화영향평가및적응시스템구축 III Assessing Climate Change Impact and Adaptation) 미국의기후변화연구프로그램 (U.S. Country Studies Program) UNDP 적응정책체계 (UNDP Adaptation Policy Framework:APF) 다지역, 다부문기후변화영향및적응에관한평가 (Assessments of Impacts and Adaptation to Climate Change in Multiple Regions and Sectors) 국가적응프로그램실행준비지침서 (Guidelines for the Preparation of National Adaptation Programmes of Action : NAPA) 영국기후영향의적응방안프로그램 : 위험, 불확실성, 의사결정 (UK Climate Impacts Programme(UKCIP) Climate Adaptation ; Risk, Uncertainty and Dcision Making) UNDP 적응분석방법활용방안및시사점 UNDP에서제시하는기후변화영향평가분석체계는기존의환경문제에대한경제적분석법과유사하다. 다양한비용편익분석, 여행자비용, 가상평가법 (contingent valuation method:cvm) 등가치추정도구와함께일반균형모형의적용등을포괄하고있다. 또한적응의영향평가와함께다양한방식의적응대안선정, 실행, 효과분석의중요성도강조하고있다. 또한전반적인기후변화영향에대한효과분석은기후변화와지속가능한발전의거시적관계에서수행되어야함을제시하고있다. 즉, 온실가스의발생과기후변화로야기되는환경문제가경제사회체제및생태계에미치는효과를전체적으로파악해야하는것이필요하다. 따라서기후변화적응영향분석은경제, 사회, 환경의다층적인연계를통해이루어져야한다. 대부분국제기구의연구자료를근거로해서요약한기후변화적응의효과추정방법론에따르면우선적응영향평가대상이정량화가가능한지를판단하고, 가능할경우 CBA 방식을선택하고가능하지않을경우에는대안적방식을선택하게된다. < 그림 2-9> 는대안적방식중하나인다기준분석방법을제시하고있다.

56 < 부록 2> 기후변화영향 취약성평가및적응전략접근기법 51 < 그림 2-9> 기후변화적응의효과측정 나. UNFCCC의 NAPA 개요 2001년 11월, COP7에서는기후변화의부정적영향에대한최빈국의시급한문제를해결하기위해최빈국의국가적응활동프로그램 (National Adaptation Programs of action:napa) 마련을지원하기로결정하였다. 또한 GEF에게최빈국기금의첫번째운용으로 NAPA 마련을위한기금을제공하도록요청하였다. 이에같은해 12월, GEF 이사회는최빈국기금에대한기부국들로부터의예상기금으로최빈국의 NAPA 작성을지원하기로함으로써 COP7 결정과요청에화답하였다. NAPA의근거는 ' 최빈국의적응력이낮기때문에현존하거나예측되는기후변화로부터의부정적효과에대한적응을시작하기위해서는당장에지원을필요로한다 ' 라고 COP 결정문에기재되어있다. 이는대부분의최빈국들이당분간은국가보고서를작성하여제출할역량을갖고있지않거나, 기후변화의부정적효과에대한취약성과적응과

57 52 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 관련해서시급한문제를해결할능력이없다는점을 COP7 이인지한결과이다. 결정문에함께제시된 NAPA 의목적은 ' 최빈국들의시급한적응필요와관련된정보를위해직접적이고간소화한의사소통창구로기능하는것 ' 이다. 실제로최빈국의 NAPA 마련은적응력구축수단으로도볼수있다. 이는 NAPA 에담겨있는정보들이예비국가보고서준비의첫단계를구성할수있으며, 시급한적응문제를해결함과동시에국가보고서마련을위한역량구축에도움이될수있을것으로기대하기때문이다. NAPA를통해제안되는활동들은더이상지연되면취약성을증가시킬수있거나, 향후비용상승을초래할우려가있는적응활동이다. 따라서 NAPA 보고서는우선순위로선정된활동들의구체적인리스트형식으로작성되어야하며, 이는명료한기준을근거로명확히정당화된것이어야한다. 또한 NAPA 보고서는그자체로완결되는것이아니라, 국내시급한적응필요를해결하기위해보고서에서제안된활동프로그램들을보급하기위한수단으로봐야한다. 즉보고서자체는제안된활동실행집단이이해하기쉽게작성되어야하며, 활동들이현실적으로실행가능할지를염두에두고작성되어야한다. 한편 COP7 은역량구축과내용면에서초기국가보고서와 NAPA 사이의밀접한관계를강조한다. NAPA에서제기되는프로젝트들의결과와 NAPA 작성은국가보고서작성을위한역량구축에도기여한다. 예를들어, NAPA 보고서구조의 소개및배경 부분은초기국가보고서의 ' 국내상황 ' 항목내의관련된부분에의거할수있으며, 이후의국가보고서들은반대로 NAPA 를토대로할수도있다. 한편선정된활동들은이미해당활동에관여하고있거나동시에관여하게될국가단위부처와의제도적조율을필히거쳐야한다. 보고서작성기간과관련해서는 NAPA 의중요성과시급성관점과, 기존의보고서와자료에전적으로의존하는활동의특성상, 대부분의국가들은 12-18개월내에 NAPA 작성을마무리하고자하는것으로파악되었다. 일부국가들은특수한국내상황때문에기간이연장될수도있지만, NAPA 작성은빠를수록좋은것으로인식되고있다.

58 < 부록 2> 기후변화영향 취약성평가및적응전략접근기법 53 NAPA 작성을위한지침 COP7 결정문은 NAPA 작성을위해기본적인 ' 지침요소 (Guiding elements)' 를제시하였다. COP7 결정문에기재된 NAPA 작성을위한지침은다음과같다. 이해관계자, 지역공동체를포함하는참여적과정 다학제적접근 사막화방지협약하에서의국가액션플랜, 생물다양성보존협약하에서의국가생물다양성전략및액션플랜, 국내부문별정책을포함하는기존의계획과프로그램을토대로구성되는보완적접근 지속가능한발전 젠더형평성 국가주도접근 건전한환경관리 비용효과성 간소성 개별국가상황을토대로한절차의유연성 따라서 COP 가장려하는각국가들의국가적응정책체계는현존하거나진행중인연구 나조사, 경험적이며사적인정보와전통적지식을토대로하는간소화된과정을갖고, 다양한이해관계자를포함하며행동지향적이어야한다고볼수있다. NAPA 작성과정 COP7 결정문은 NAPA 작성과정에대한기본적인지침또한제공한다. 지침에따르면우선 NAPA 를작성하기위해서는국가 NAPA 팀을조직해야한다. 팀은하나의주관기간 (a lead agency) 과가능한범위내의금융및개발 / 계획부처를포함하는이해관계자대표들로구성되어야한다. 조직된팀은개방적이고유연한과정을통해포괄성과투명성을확보해야하며, 이러한과정을통해국가 NAPA 팀은국가기후변화의구심점으로

59 54 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 자리매김할수있을것이다. NAPA 팀은 NAPA 를준비하고, 활동실행을조정할책임을갖는다. 또한 NAPA 팀은다학제적인팀으로이루어져야한다. 다학제적팀은기후변화로인한부정적영향과대응전략, 지속가능한발전국가전략, 최빈국활동프로그램, UN개발원조체계, 빈곤감축전략등에대한가용정보를종합할수있기때문이다. 또한이는기후변화에대한참여적취약성평가수행, 취약성평가를토대로한주요기후변화적응수단파악, 우선순위활동을선별하기위해 COP7 결정문에제시된우선순위선별기준으로부터추출한국가별국가주도적기준을파악하여우선순위화할수있을것으로기대하기때문이다. 팀이구성되면합의된기준과 COP7 결정문이제공한포맷을토대로계획안을발전시키고우선순위적응프로그램을선별한다. 이를위해서국가 NAPA 팀은국가혹은하위단위의자문과정을조직하여잠재적인 NAPA활동리스트작성을위한아이디어를추출한다. 국가팀은이러한자문과정을촉진시켜서제안된아이디어들을행동으로전환한다. 이러한과정은국가팀과대중간의적절한소통창구가될수있다. 역량구축과정책개정, 부문간혹은잠재적활동에대한예비리스트가확인되면합의된기준을토대로우선순위활동을선정한다. 선정된우선순위활동들은결정문에서제시하는형식에맞춰간략히설명되어야한다. NAPA보고서의전체구조또한결정문에제시되어있다. 보고서가작성되면적절한공공심의 (public review) 와보고서수정과정을거치게된다. 최종검토과정은민간부문을포함한시민사회대표와정부대표에의해이루어지며, 최빈국전문가집단의조언도함께고려한다. 검토과정을거쳐 NAPA 작성이완료되면국가승인을받게되며, 승인된최종보고서는대중에게공개되고 UNFCCC 사무국에제출된다.

60 < 부록 2> 기후변화영향 취약성평가및적응전략접근기법 55 NAPA보고서의구조 NAPA보고서는해당국가의기후변화현황소개, 적응프로그램체계, 주요적응필요확인으로구성된다. 국가소개항목은 NAPA 과정과관련되는국가에대한배경정보를포함해야한다. 현재상황, 주요환경적스트레스, 생물리적과정과주요부문에기후변화와기후변동의부정적효과가어떻게영향을끼치는지등을다룰수있다. 적응프로그램체계부분은기후변동, 관측되거나예측된기후변화, 관련된기후변화의실재혹은잠재적인부정적영향에대한개요를제공할수있다. 이러한개요는기존의혹은진행중인연구및조사를토대로작성될수있으며, 전통적지식과선험적및사적정보를토대로할수있다. 본항목은 NAPA 체계에대한기술과, NAPA 체계와국가발전목표와의관계에대한설명을포함해야하는데, 이는적응프로그램체계를사회경제적그리고발전목표와일치시키기위함이다. 또한여타계획과다자간환경협정을고려한 NAPA 목표, 목적, 전략을제시해야한다. 가능하다면, 프로그램실행시예상되는잠재적장애에대한기술또한포함되어야한다. 앞서제시한개요와체계를토대로해서, 기후변화에대한과거및현재의적응활동이기후변화, 기후변동, 극한기상현상, 장기기후변화로인한부정적영향에대한국가취약성과관련된현존하는정보와연관되어확인될수있다. 본항목에서수행되는적응활동들이구체적으로얼마만큼의취약성을해결할수있는지에대한설명이포함되어야한다. 한편앞단계에서밝혀진기후변화의실재하거나예상되는잠재적영향과관련된적응조치들을확인해야하는데, 적응조치는적응력구축, 정책개정, 부문별정책으로의통합, 사업단위활동을포함해야한다. 이상의확인된적응조치에대해서는합의된기준을토대로구체적인우선순위적응활동을선정하게된다. COP7 결정문은기본적인우선순위선정기준을제시하지만, 국가별상황에따라우선순위기준설정이가능하다. 결론적으로 NAPA보고서는 COP이지정한형식을따라작성되어야하며, 이해하기쉽고, 활동지향적이며, 국가주도적이어야한다. 또한시급한적응활동을위해명확한우선순위를설정해야한다. 명확한기준을통해시급한문제부터구체적으로처리하는데주력하는 NAPA 의적응체계는이제적응정책체계를구축하는시작단계에있는우리나

61 56 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 라에서도여러면에서활용가능할것으로사료된다. 특히우선순위기준, 다학제적 적응팀구성, 타부처및기존정책과의조율, 이해관계자참여등은우리나라국가 적응정책체계구축에있어필수적으로고려해야할사항으로판단된다.

62 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 57 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및 취약성평가사례 1. 개요 6) UNFCCC, IPCC, UNEP, UNDP와같은국제기구의관련보고서에는부문별기후변화취약성평가를위한접근법, 기법, 절차등이수록되어있다. 보고서는또한취약성평가에활용될수있는방법과사례연구들을수집하고, 수집된정보를분석하여제공함으로써관련분야연구자들이참고할수있는지침서의형태를띠고있다. 국제기구뿐만아니라여러나라에서도적응전략구축을목적으로자국내지역별, 부문별영향평가및취약성평가를실시한예가많다. 특히우리나라와유사한지역적기후변화를경험할것으로예상되는아시아지역의나라들과, 영국, 호주등과같이적응연구가활발한나라들의사례는우리나라의취약성평가에있어시사하는바가클것으로판단된다. 본장에서는주요국제기구와국가의영향및취약성평가사례와기법을부문별로정리해본다. 2. 농업생태부문농업부문영향및취약성평가기법에대해 IPCC(2001), UNEP(1998) 를중심으로소개하고, UN Country Studies Program 의취약성및적응평가결과와아시아지역의일본과중국의취약성평가사례를정리하여소개한다. IPCC 는취약지역및인구집단에대한취약성평가개념을중심으로접근하고있으며, UNDP 는영향평가에중점을두고, 영향, 취약성, 적응이어떻게연계되는지설명하고어떤모델링접근이가능한지나타내고있다. 6) 본장의농업, 산림, 수자원, 보건부문은본연구의지난 1 차, 2 차연구보고서의영향및취약성평가해외사례내용을중심으로정리한것이다.

63 58 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 가. IPCC IPCC(2001) 에의하면기후변화에대한농업의취약성평가는기본요구 ( 식품안전, 개발을향한진보, 건전한환경 ) 를만족시키지못하거나사회복지를개선하지못하는집단, 지역, 부문에주목한다. 특히시장의실패가취약집단, 지역, 부문을야기할경우에는필연적으로형평성문제에대한정책개입이발생한다. 비록농업취약성에대한측정이전혀없더라도몇몇지표들은작물수량및가격, 생산, 수입, 기아인구수, 침식률, 관개필요성을포함한개략적인취약성을제공하고있다. 가격이상승하기전에농업이어느정도온난화를완화할수있을지는불확실성때문에매우낮은신뢰도로검토될수있다. 여기에서가격은세계식량공급과수요사이의균형에가장좋은척도가된다. Darwin et al.(1995) 과 Adams et al.(1998) 은실제농업에서지구평균온도의 2.5 상승이강수량의적당한증가를수반할때가격이감소할거라고언급했다. 한편 Parry et al(1999) 은생산가격은기후변화의유무에상관없이상승하고, 심지어약 1 의지구평균온도상승 (2020 년까지전망된 ) 은기후변화가없는경우에비해가격을더욱상승시킨다고밝혔다. 이러한최근의연구 (Darwin et al.(1995) 은제외 ) 를보면, 2.5 이상의지구평균온도상승이가격을상승시킬거라는전망이일치함을확인할수있다 (Reilly, 1996;Adams et al., 1998;Parry et al., 1999). 따라서 2.5 이상의지구평균온도상승은가격증가가없을경우에비해세계식량생산시스템의능력을초과시킬것이다. 그러나이와관련된연구결과들이너무적어 2.5 이하의온도상승에대한농업공급과수요의전지구적균형에대한취약성을평가하는것은무리가있다. 비록세계농업생산시스템을온난화의초기단계에적응시키는것에대한전망이낙관적일지라도지역과인구사이의취약성분포는균일하지하지않을것이다. 예를들어, 특정작물이최대온도내성에근접하거나, 관개되지않은농업이주를이루는건조한땅의열대지역에서는매우작은기후변화가발생해도수량이감소할것이다. 특히열대지방에있는농촌인구의대부분을차지하고시장과접근이힘든부양농과유목민의생계

64 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 59 는부정적인영향을받을것이다. 강우가감소될수있는지역에서농업은위도와상관없이상당한영향을받을수있다. 그러나지역적경제분석은가장취약한집단에서도, 특히수입에있어서, 총체적인영향은그리크지않을것으로진단한다. 농업취약성의다른특성들은인구, 지역, 국가및대륙사이에서다양하게나타난다. Downing et al.(1996) 에서언급된것처럼특히변두리환경에살고있는빈민들은기후에기인한식품안전에대해가장취약할것이다. Parry et al.(1999) 은식량농업기구 (FAO, 1988) 에의해서정의된기아의위협에있는사람의수에대한기후변화의영향을평가하였다. 그들은 2080년까지기후변화로인한기아의위험에있는인구의추가적수는약 8천만명일것으로추정하였다. 특히건조하거나조금습한열대지역들은더욱큰영향을받을수도있다. 아프리카는기후변화로인한수량및생산감소, 기아위험증가와같은경험을보고하고있다. 아프리카대륙은 HadCM2 기후시나리오하에서 2080 년까지기아의위험에처할추가적인인구가 백만명일것으로추정된다. HadCM3 기후시나리오적용시그효과는더욱심각해진다. 그러나이러한측정은식량가격이기후변화와함께상승할거라는가정에기초한것이고, 80년후의상황이기때문에불확실성이크다. Downing et al.(1996) 은기아의위협에있는대상을농촌의소자작농, 목축민, 농촌임금노동자, 도시빈민, 피난민과유랑자로분류한다. 추가적으로 Downing et al(1996) 은특정부류의개인들, 특히농촌여성, 영양부족의어린이, 장애가있고허약한사람, 중장년층에초점을둔다. 기후변화에대처하기위해서는우선적으로기후변화에취약한부분, 즉지역, 집단, 부문을찾아내는것이필요하다. 따라서기후변화의영향, 취약성및적응은서로연관되어고려되어야만한다. 농업의중요성은 UNFCCC 에소개되어있는부문별평가기법중다른부문보다농업부문에더욱많은평가기법이소개되어있는점에서확인할수있다. < 표 3-1> 은 IPCC 에서제시한농업부문의기후변화영향평가에사용될수있는모델들이다.

65 60 기후변화영향평가및적응시스템구축 III < 표 3-1> 농업부문의모델 APSIM (Agricultural Production Systems simulator) WOFOST ACRU (Agricultural Catchments Research Unit) Process Soil and Crop Models : CENTURY ORYZA 2000 Information and Decision Support System for Climate Change Studies in South East South America (IDSSSESA Climate Change) Decision Support Systems Linking Agro-Climatic Indices with GCM-Originated Climate Change Scenarios Model of Agricultural Adaptation to Climatic Variation (MAACV) Relative Risk Index (RRI) Government Support in Agriculture for Losses due to Climatic Variability Process Crop Models : International Consortium for Application of systems Approaches to Agriculture (ICASA) - International Benchmark Sites Network for Agrotechnology Transfer (IBSNAT) Family of Models Process Crop Models : General-Purpose Atmospheric Plant Soil Simulator (GAPS 3.1) Process Crop Models : Erosion Productivity Impact Calculator (EPIC) Irrigation Model : CROPWAT Process Crop Models : Alfalfa 1.4 Process Crop Models : AFRC-Wheat Process Crop Models : RICEMOD Process Crop Models : GOSSYM/COMAX Process Crop Models : GLYCIM Economic Models : Econometric (Ricardian-Based) Models Economic Models : Input-Output Modeling (with IMPLAN) 자료 : 4.php 농업부문의평가기법들은경제적분석부터농작물모델까지여러영역에걸쳐있으며다른분야보다실질적으로더욱많은기법이존재한다. 농업에관한모델들이많은이유는농업의중요성뿐만아니라, 이들모델들이특정농작물이나특정지역에서만적용이가능한것이기때문일것이다. < 표 3-1> 에소개된평가기법들에대한설명은본연구의 2차년도보고서에수록되어있다.

66 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 61 나. UNEP UNEP(1998) 에서는농업생태부문의취약성을별도로취급하지않고있으며, 기후변화의영향연구내에서영향, 취약성, 적응을연계하여설명하고있다. 따라서기후변화영향연구의총체적인목표는 1가능한영향의범위를분명하게정의하는것, 2가장취약할수있는주거 (locations) 와농업시스템을결정하는것, 3그들의위험에대한최소한계를판단하는것, 그리고 4적응전략을찾는것이다. 영향평가의목적및정의영향평가에서가장먼저할일은평가의목적과목표로하는사용자를분명하게정의하는것이다. 농업부문영향평가의사용자는다양하며, 농부, 농업확장또는훈련전문가, 과학자, 국가농업정책결정자, 그리고국가기후변화결정자를포함한다. 여기에서는비록제안된방법들이다른사용자들과관련되더라도국가농업정책결정자에게알리는평가방법의선택을강조한다. 아래는국가정책결정자의의사결정시사용할수있는질문이다. 기후변화가자국의농업생산에중요하게영향을미칠것인가? 기후변화가식량부족문제를야기하고기아를증가시킬것인가? 기후변화가수출을위협할것인가? 기후변화가농업가격, 지원, 연구, 개발과같은주요정부정책에영향을줄것인가? 기후변화가소비자들에게식량가격을인상시킬것인가? 기후변화 ( 농업을통한활동 ) 가천연자원고갈에큰영향을줄것인가? 또는환경악화 ( 예를들어, 토지이용변화, 토질악화, 물공급과수질변화, 살충제사용을통해 ) 에기여할것인가? 평가의본질은명료하게표현되지않을수있다. 만약평가전에기후변화의가능한 효과들에관해서상대적으로거의알려진것이없다면, 문헌상의지침에대한조사가

67 62 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 평가의본질을분명히하는데도움을줄것이다. 국가정책결정자를위한일차적인질문은다음과같다. 농업시스템의어떤요소들이특히취약할수있고, 특별한주의를요할것인가? 물 관개시스템이물공급 수요의변화스트레스와조우할수있을것인가? 기아 재정적빈곤으로부터주민을보호하기위해어떤정책과프로그램이존재하는가? 농업연구 확장시스템이농부들에게적응을위한조언을할수있는능력이있는가? 어떤기술들이조사되어야하는가? 다른국가에서개발된잠재적으로유용한기술에대한접근방법을가지고있는가? 자국의농업정책들이개정되어야만하는가? 천연자원관리프로그램은충분한가? 자국의생산이위협받는다면, 식량을수입할수있을것인가? 수입할수있다면비용은어떻게되는가? 마지막질문은특히영향평가자에게의미가있는데, 연구의초점을맞출만한가치가 있는농업, 지역, 사회의형태에대한지침을제공하기때문이다. 어떤영향이중요할것인가? 시간과재정적제약이있으므로국가나지역의모든농업활동을연구할수는없다. 따라서더욱중요한활동과지역을우선적으로연구해야한다. 이는국가적생산자료를연구함으로써가능할것이다. 대부분의농민을포함하거나지원하는농업형태 농경지의가장많은부분을차지하는농경지이용형태 국가농업 GDP에가장기여하는작물 국가수출수익에가장기여하는작물

68 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 63 위에서나열된가정은농업의어떤형태가국가에가장중요할것인가에대해서는초점이맞추어져있지만, 기후변화에대해가장취약할활동또는인구를정의하지는않는다. 따라서기후변화에취약한대상에대한정의는다음과같은연구를필요로할것이다. 가장낮은수입을갖거나생계농업에의존하는농민 생산에있어서연간변동성이가장큰농업 가뭄과홍수와같은극심한기상조건에대해역사적인스트레스를갖는지역 연구의초점을가장중요하거나가장취약한농업에맞출지는해당연구의목적에 따라달라질것이다. 방법 농업부문영향평가에사용되는기본도구는 < 표 3-2> 와같이크게생물리적도구와 사회경제적도구로나뉜다. < 표 3-2> 농업부문영향평가기본도구 생물리학적도구 사회 경제적도구 도구내용실험챔버, 포장실험등기후변화영향의직접적측정농업기후지표기후와작물적지의간단한관계통계적모델중요한인자들을이용하여관측된현상의통계적설명작물의성장과성장에영향을주는환경인자들사이의과정기초모델상호작용을표현 ( 작물모델등 ) 아날로그시간적, 공간적아날로그간단경제접근 (USCSP, 1994) 경제회귀모델 (Mendelson et al., 1994) 미시경제모델 (Kaiser et al., 1993) 거시경제모델 (Adams et al., 1990)

69 64 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 생물리적도구로는실험, 농업기후지표, 통계적모델, 과정기초모델, 비교연구등이있다. 이중실험은기후변화의영향을직접적으로측정하는방법이다. 물리과학에서원인과효과의검증이론또는평가과정의기준방법은직접실험이다. 그러나기후영향평가의상황에서실험은단지제한적으로적용될뿐이다. 지구적기후와같은큰규모의시스템을모의하는것은물리적으로불가능하며, 기후와인간과관련된활동의상호작용을관찰하기위해의도적으로조절된실험을수행하는것은불가능하기때문이다. 다만영향의규모를제어하기쉬운곳, 측정할수있는노출단위와조절될수있는환경이실험될수있는곳에서는유용하게수행된다. 지금까지이분야에서는대부분기후와대기조성이의도적으로조절된조건하에서농업식물종의행동을관찰하는데주목해왔다 (Strain and Cure, 1985;Geign et al., 1993). 이런실험들은주로가스강화 ( 온실가스를포함한대기개방에서, 또는개방되거나밀폐된챔버에서가스방출을하는 ) 연구를포함하고있다. 전자의실험들은보다사실적이지만의도적인조절이쉽지않을수있다. 챔버실험들은가스조절뿐만아니라기후조절도가능하게하지만현실에서나타나지않는새로운제한조건을만들수도있다. 농업기후지표들은기후에대한작물의적합성또는적응가능성의간단한관계에기초한다. 예를들어주어진작물의최저한계온도를정의하거나작물수량을예측하는것은성장계절동안축적된온도를사용한다. 경험적으로유도된계수의형태는잠재적영향지역을넓은스케일로지도화하는데특히유용하다. 공간적으로포괄적인기초자료및지리정보시스템과결합하면간단한농업기후지표들로도상대적으로낮은비용으로넓은지역에대해변화된작물잠재성을지도화할수있다. 통계적모델을살펴보면, 복합다변수모델들은가장중요한인자들 ( 예를들어, 온도, 강수, 파종시기, 시비량 ) 을토대로작물수량을예측하는것등을설명함으로써관측된현상에대한통계적설명을제공한다. 통계적모델들은일반적으로오늘날의기후변화를토대로개발되었다. 때문에미래기후변화를고려함에있어서주요약점의하나는현재변동성의범위밖에놓인기후사건의효과예측이제한적이라는점이다. 또한이런

70 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 65 모델은원인기작에대한이해보다는인자들사이의통계적관계에기초한다는점에서비판받을수있다. 그러나통계적모델들이결정과정의좋은정보가되는경우와외삽법에대한좋은근거가되는경우에는여전히기후영향평가에서유용한예측도구로사용가능하다. 농업기후지표들은작물적합성에대한정보와이러한적합성이기후변화에의해서어떻게변화될것인가에대한정보를제공하지만, 통계적모델은기후변화가어떻게작물수량에영향을줄것인가를나타내는방향으로도발전될수있다. 동일한지역과시간간격에대한연간작물수량자료와기상샘플을함께고려하고다중회귀분석과같은통계적기술을통하여이자료들을연결함으로써통계적모델을개발할수있다. 과정기초모델은작물의성장과, 기후, 토양, 관리등과같이성장에영향을주는주요환경인자사이의상호작용을표현하기위해단순화된함수를사용한다. 대부분의모델은기후영향평가보다는다른목적을위해개발되어왔다. 주로농업관련특히투입 ( 비료, 살충제, 관개 ) 의적정량과적정시기에대한정보제공을위해개발되어왔다. 이런정보를얻기위해서는물, 열, 양분과관련해중요한농작물요구의양과시기에대한정보에기초해야만한다. 그러한요구들은작물에따라, 그리고그작물의환경에따라다르기때문에, 평가자는농작물과환경에관하여정통해야한다. 동적작물모델 (Dynamic crop model) 은대부분의주요작물에대해이용할수있다 (< 표 3-3> 참조 ). 각경우에있어서그목적은특정기후와토양, 그리고생산을지배하는관리인자들에대한작물의반응을예측하는것이다. 몇몇발표된논문들 7) 은모델의설명과참고문헌목록을제공한다. ICASA/IBSNAT 동적작물성장모델은관리를위한작물반응의모의를돕기위한의사결정지원시스템으로구성된다. ICASA/IBSNAT 모델들은한지점에서부터넓은지리적지역에까지다른수준에서농업의기후영향평가를위해널리사용되고있다 (Rosenzweig and Iglesias, 1994;1998). 작물모델은작물이기상에어떻게반응하는지에대한이해의기초가된다. 작물성장과물이용에있어서 CO 2 의직접적물리적효과와넓은범위의환경에걸쳐유효한 7) Jones and Ritchie, 1990;US Country Studies Program, 1994;Rosenzweig and Iglesias, 1998

71 66 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 강우및관개농업을포함하여작물품종, 관개스케줄등이개선될수있다. 비록많은양의기상자료들이필요하더라도토양과관리자료는대체될수있으며, 적응이검토되는의사결정지원시스템과연계될수있다. 영향평가에대한작물모델의사용은몇가지불확실성을내재한다. 우선경험적으로유도된관계들은실질적인식물관계들을완전하게모사하지않는다. 기후변화의조건들은모델이개발된자료와관계가없을수도있으며, 잡초, 해충, 병은조절된다고가정한다. 기술에있어서는미래의모든개선사항이포함되지는않는다. 그리고작물의증가된 CO 2 효과에대한불확실성이남아있다. < 표 3-3> 농업부문의작물모델 Crop(s) Model name Maize, wheat, sorghum, millet, ICASA/IBSANT(including all CERES and GRO model) barley, soybeans, peanuts, dry beans General model EPIC Water irrigation requirements for all crops CROPWAT Alfalfa ALSIM, ALFALFA Barley CERES-Barley Cotton GOSSYM, COTCROP, COTTAM Dry beans BEANGRO Maize CERES-Maize, CORNF, SIMAIZ, CORNMOD, VT-Maize, GAPS, CUPID Peanuts PNUTGRO Pearl millet CERES-Millet, RESCAP Potatoes SUBSTOR Rice CERES-Rice, RICEMOD Sorghum CERES-Sorghum, SORGF, SORKAM, RESCAP Soybeans SOYGRO, GLYCIM, REALSOY, SOYMOD Sugarcane CANEMOD Wheat CERES-Wheat, TAMW, SIMTAG, AFRCWHEAT, NWHEAT, SIRIUS, SOILN-Wheat 자료 :Jones and Ritchie, 1990;US Country Study Program, 1994 비교연구는시간적비교와공간적비교의두가지형태가사용되어왔다. 시간적비교 연구는적당한기후와농업자료를가진과거기간들을온실가스방출에기인한미래의

72 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 67 가능한기후변화의비교기준으로사용해왔다. 이들기간들은작물수량에서변화된기상의가능한일차효과와생산, 수익성, 식량공급, 농촌수입과같은이차효과에대한유용한통찰력을제공할수있다. 이런접근방법은일본에서의연구 (Yoshino et al., 1998) 에서설명된다. 북해도에대한기후기록의분석은따뜻한여름과서늘한여름을모두경험했음을나타낸다 년과같은따듯한해는따뜻한기후로특징지어질수있는기상의아날로그로써선택될수있다 년의 7-8 월평균온도는평년보다 3.5 높았고, 쌀수량은평년보다 5% 증가하였다. 지역쌀공급은평년보다 17% 더많았다. 공간적비교연구에서미래기후의공간적아날로그는현재기후에대한아날로그와같은원리로작용한다. 비교지역은현재연구지역과완전한유사성을나타내지는않는다. 왜냐하면많은특성들이기후변화로인해그들스스로변할수있기때문이다 ( 예, 토양, 토지이용, 식생 ). 그러나종합적인특징들은경관과인간활동이미래에그연구지역에서어떻게변할것인가에대한지표를제공할수있다. 이원리는영향모델의응용가능범위를넓히는데기여한다. 예를들어아이슬란드에서는목초지성장모델이브리튼 ( 아이슬란드에대한비교지역 ) 북쪽에서일반적으로발견되는종에대해검토되었다 (Bergthorsson et al., 1988). 그러나비교지역의다른측면은연구지역과유사하다는가정이선행되어야한다. 예를들어낮의길이, 지형, 개발수준, 경제적시스템등이비교지역과연구지역에서유사해야한다. 조건들이맞지않으면, 경우에따라서결과를고려할필요가있다. 이러한문제를피하기위해서같은지역에서고도차를고려하기도한다. 비교연구의두가지장점은첫째, 관측된기후자료를짜넣는것이고 ( 시나리오로부터유도된자료들보다큰현실성을가진다 ), 둘째, 기후사건들의결과로농업에서실질적으로발생할수있는반응을평가할수있다는것이다. 농업부문의기후영향평가의기본도구에는생물리적도구외에사회경제적도구도포함된다. 사회경제적도구는간단경제접근, 경제회귀모델, 미시경제모델, 거시경제모델등으로구성되는데, 이에대해간략히알아본다. 기후변화영향평가는반드시경제적

73 68 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 고려를거치게되는데, 경제적분석은농산물의생산자와소비자모두를고려한다. 경제적고려는투입과산출시장가격에서변화조건의가능한효과와손실을최소화하거나소득을최대화하기위한개인의기회를포함한다. 또한기후변화는생산비용에영향을주기때문에생산물의가격과질에영향을주고, 차례로더욱더시장유도산출변화를이끌수있다. 경제적모델들은생산력, 소비, 수입, 국내총생산 (GDP), 고용, 농장가치 (farm value) 에대한기후변화의잠재적영향을측정하기위해고안되었다. 그러나이들모델은사회복지의부분적인지표일수있으며, 모든사회시스템, 가정, 개인도생산자와소비자이론에근거하고있는모델에서적절히대표되지않을가능성을갖는다. 더욱이변화하는기후의비시장적측면이중요하더라도, 대부분의영향분석에사용된경제적모델은기후에의한관개를위한토지와물이용도에대한교체를설명하지않는다 (Rosenzweig and Hillel, 1998). 간단경제접근은취약성문제를기술할때이용가능한경제적 ( 생산, 소비및관리정책 ), 농업적 ( 생산기술과대체작물 ) 정보에기초하여예측하는방법으로대부분의기후영향연구의분석과해석에사용될수있는간단한기술이다. 경제회귀모델은기후변수와경제지표사이의통계적상관성을이용한다. 지역적기후조건에대한농민의적응이암시적으로고려되고, 세계식량가격과국내농장생산가격이일정한것으로간주된다. 미시경제모델은투입에대한경제적수익의극대화를목적으로한다. 이모델은생산방법과토지, 노동, 기존의기반시설및새로운도시의분배를고려한대표적농민의의사결정과정을모의하기위하여고안되었다. 거시경제모델은소비자와생산자의가격에민감하게반응하는행동을포함한균형모델이다. 기후변화목적을위하여모델은생물리적기술에기인한작물생산, 물공급, 관개요구에대한불안을토대로국내외소비자와지역적생산을분리한다. 인구성장과기술에있어서개선은외인성 ( 外因性 ) 으로설정된다. 이들모델들은농산물의생산자와소비자모두의경제적복지에대한기후변화의잠재적크기를측정한다. 따라서농업부문의모델로부터예측된생산과가격변화들은더

74 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 69 큰경제의일반균형모델에사용될수있다. 다. US Country Studies Program 본절에서는 USCSP(1999) 하에서수행된취약성과적응평가의결과를농업부문을중심으로살펴본다. 이들평가는취약성및적응프로그램과 Support for National Action Plans(SNAP) 프로그램의두가지 USCSP 에서수행되었다. 취약성과적응프로그램에참가하고있는 49개나라대부분은기후민감자원의취약성을평가하는데초점을맞추고있으며그예로는기후변화의잠재적인물리적및경제적영향에대한평가가있다. 그러나몇몇국가들은적응에초점을맞추고있으며, 기후변화의물리적영향에반응하기위해서나라들이어떤단계를취할수있는가에대한고민을한다. < 그림 3-10> 은 USCSP하에서취약성과적응평가를수행하고있는국가들을보여준다. < 그림 3-10> USCSP 하에서취약성및적응평가를수행하고있는국가

75 70 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 취약성과적응평가의목적과범위취약성과적응평가는개발도상국및전환기국가들이기후변화에대한자국들의잠재적취약성을이해하는데우선적으로도움을준다. USCSP 의주요목적은능력배양에있다. 즉, 기후변화의잠재적영향을평가하는데필요한훈련, 소프트웨어, 자료를제공하며, 이런능력은미래기후변화평가를위한기초수립에도움을준다. 취약성과적응평가는기후변화에민감한 8개의주요부문을다룬다. 8개부문은연안자원, 농업, 초지 가축, 수자원, 산림, 수산업 어업, 야생생물, 건강으로구성된다. < 표 3-4> 는 USCSP 내국가들이취약성및적응평가를실시한부문을보여준다. 약 150개의평가가수행되었으며, 표에있는총 43개국중에서농업부문의취약성평가를완성한국가는무려 35개국에이른다. 또한필리핀을포함한 6개국에서는적응평가까지완성되었음을나타내고있다.

76 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 71 < 표 3-4> USCSP 국가들의취약성및적응평가

77 72 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 취약성및적응평가수행을위한방법 USCSP 는참가국들에게기술적보조와기후변화취약성과적응전략을평가하기위한교육을실시하였다 (Benioff et al., 1996). 기술고문들은기후와기준선시나리오, 기후모델자료, 취약성과적응방법, 모델들을평가한다. 평가를위해선택된 8개부문은모두기후변화에대한과거연구로부터영향을받았다 ( 예를들면, Watson et al., 1996). 많은경우에있어서각국가들은자국의환경에맞게모델과방법론을개조했다. 취약성과적응평가를수행하는데있어서 USCSP 에의해권고된일반적접근은 < 그림 3-11> 에나타나있다. 각부문의취약성은처음에분리되어분석되고, 결과는관련된부문사이의상호작용에대해겹치는부문으로종합될수있다. 예를들면, 농업평가는수자원평가로부터물공급의변화와통합될수있다. 만약어떤정책이잠재적기후변화의악영향을감소시키기위해실행된다면적응평가는그정책을평가하는데사용된다. 자료 :Benioff et al., 1996 < 그림 3-11> 취약성및적응평가과정

78 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 73 농업부문의 USCSP 취약성평가의결과개발도상국및전환기국가의경제에서농업의중요성때문에많은국가들 (36개국) 이다른부문에앞서농업부문의취약성평가에착수하였다. 이들평가는다른분석보다일반적으로더욱상세하고방대하며수많은특정작물과품종의취약성에대해기후변화시나리오를통해실시되었다. < 표 3-5> 는기후변화모델로부터만들어진시나리오에기초하여농업을평가하는대부분의나라들에대한작물수량변화의일반적방향을나타낸다. 이표는농부들이작물을바꾸는것과같은기후변화적응을한후에얼마나많은수량이바뀔수있는지에대해서는나타내지않는다. 주요작물을강조함과동시에몇몇나라들에서는보리, 목화, 콩과같은주요작물의취약성도고려하였다. 또한이표에서는기후변화시나리오에대한작물수량의지역적민감도에차이가있음이나타났다. 대륙별로는아프리카와아시아는작물수량이감소하는경향을보이고, 유럽과라틴아메리카는작물수량이증가하는경향을보인다. < 표 3-5> 는또한다른작물과대기중이산화탄소의증가에대한그들의반응을중요하게제시한다. 작물들은광합성동안그들이 CO 2 를어떻게효과적으로이용하는지에따라 C3와 C4 두집단으로분류될수있다. 광합성동안 CO 2 를덜효과적으로이용하는벼, 밀, 콩, 토마토, 배추와같은 C3 작물들은기후변화에덜취약할수있다. 왜냐하면증가된 CO 2 는그들의성장을강화할수도있기때문이다. 잔디, 옥수수, 사탕수수, 기장과같은 C4 작물들은기후변화에더욱취약할수도있다. 예를들면옥수수수량은 13개국중 7개국에서감소하는데, 이는기후변화영향의다른연구들과도일치한다 (Reilly, 1996).

79 74 기후변화영향평가및적응시스템구축 III < 표 3-5> GCM 시나리오에따른작물수량변화의방향 국가 작물밀옥수수콩벼기타기타 Africa & the Middle East Cote d'lvoire b Egypt Cotton Barley Ethiopia The Gambia Millet Groundnuts Kenya Zambia Oilsa Cassava Zimbabwe Asia & the Pacific Bangladesh Chinaa Indonesia Mongoliaa Philippines Sri Lanka Tea Transition Countries Bulgaria Czech Republic Potato Early Vines Estonia Barley Kazakhstana Romania Russian Federation Slovak Republic Ukraine Latin America Argentina Bolivia c Potato Mexicoa d 단지 GCM 시나리오에기초된요약으로, 다른주가없으면 CO 2 시비효과를포함한다. 단지민감성도분석만수행한나라들 (Nepal, Poland, Uruguay) 은포함되지않았다. a CO 2 시비효과포함되지않음. b 적응을가정한결과. c 관개된옥수수는수량을감소시키는것으로평가되었다. Bolivia 에서관개토지는전체경작할수있는토지의작은부분이다 (CIA, 1999). d 작물에적합하지않은토지에서는증가를보였다. 모든 GCM 시나리오에대해수량감소. 모든 GCM 시나리오에대해수량증가. 모든 GCM 시나리오에대해수량증가와감소. 자료 :USCSP, 1999

80 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 75 몇몇나라에서는최근에나타나는기후변동성이장기기후변화보다현재당면한과제임에주목하였다. 예를들면인도네시아는현재기후조건에서변하기쉬운엘니뇨 남방진동효과에대한농업부문의취약성이다음 20년에걸친기후변화에대한취약성보다더클것이다. 그러나 60년안에기후변화의효과가엘니뇨효과만큼클수있다는것을발견하였다. 다음은기후변화에대한농업의취약성을이해하는데중요한이슈이다. 따뜻한기온은작물에해로운해충과병의증가를유도할수있다. 서리가없는날의변화는토양양분변화에영향을줄것이다. 강수량의변화는농경지에직접적 물리적영향을주는홍수또는가뭄을유도할것이다. 라. 일본일본국립환경연구소지구온난화프로젝트영향 적응연구팀에서 2003년 3월에 지구온난화의영향 적응 홈페이지 8) 를개설하였다. 여기에서는다양한온난화영향모델을제시하고있으며이러한모델은온난화의생물리적영향을취급하는 1차영향모델로부터온난화가지역이나각국의사회경제에미치는영향, 나아가국제무역을통한국제적인영향등의 2차, 3차영향을취급하는모델에이르기까지매우광범위하다. 영향평가모델의유형은 1통계적모델, 2생물리적과정모델, 3사회경제영향모델로분류된다 (< 표 3-6> 참조 ). 통계적모델은과거의관측결과와영향의관계를통계적으로해석하고, 회귀식을만들어서식을구성하는변수에대한미래변화로인한영향을추정하는것이다. 생물리적과정모델은예를들어, 벼의생육등에관련되는기후등의외력과생육에관련하는모든요소를모델화한다. 사회경제영향모델은영향과피해의함수관계를조건으로지정하여, 일반균형모델등의경제모델이나무역모델과연계하는모델이다. 더욱이최근에는지리정보시스템을활용한모델화도진행되고있다. 또한 8)

81 76 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 기후시나리오등 GCM( 전지구기후모델 ) 의연구와밀접한관련이필요하기때문에, 기후연구그룹과영향연구그룹이협력하여영향연구를진행시키고있는경우도있다 ( 영국의 LINK 프로젝트 ). 농업모델은곡물의성장을하나의작물로나타낼지, 여러작물 ( 총체적 ) 로나타낼지의차이로분류할수있다. 예를들어벼단일개체의성장을나타내는과정모델로는 CERES 모델, EPIC 모델등이대표적인것이다. 어느지역의곡물수량을총체로예측하는모델로는세계식량기구 (FAO) 가개발한 AEZ 모델이대표적이다. 더나아가무역을통한곡물의배분을고려한경제모델로는 GTAP을들수있다. < 표 3-6> 농업부문의대표적영향모형유형및예 과정모델 총체적모델 경제모델 모델명 특징 비고 CERES 모델 EPIC 모델 벼나밀등의단일작물을모델화 AEZ 모델 기후나토양에의한잠재적인농작물경작가능지역을판단 각국가와지역의농업생산량변화가무역을 GTAP 를이용한통하여어떻게각국의경제에영향을줄는지일반균형모델를예측 농업적지의판정등에이용되고있는것을영향평가에응용 자료 : 본절에서는총체적모델인 AEZ 모델을이용한영향평가의사례를살펴본다. < 그림 3-12> 는 AEZ 모델에의한아시아지역의겨울밀잠재생산량의예측결과이다. 방글라데시그리고중국남부와북부의온난화결과인도동부, 생산량이감소하는지역이있다. 방글라데시는 2100 년에는생산량이절반이하로감소한다고예측된다. 밀의생산량감소는식량확보와관련해중요한문제로, AEZ 모델의예측은온난화로인해아시아지역에서는식량생산량보장이위협을받을가능성이있다는것을시사한다.

82 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 77 < 그림 3-12> 겨울밀의잠재생산량변화 AIM 모델에의한예측, 2100 년자료 : 일본환경성의지구환경연구기금프로젝트는두차례에걸쳐서농업부문의취약성에관련된연구를수행하였다 년 (3년간) 의 1차과제명 지구온난화에따른생물권의취약성평가에대한연구 의 '(4) 농업생태계의취약성평가에관한연구 '( 林陽生외, 2001) 가수행되었는데, < 그림 3-13> 과같은체제로써일본전역에대한취약성평가를실시하였다.

83 78 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 자료 : 林陽生외, 2001 < 그림 3-13> 일본의농업부문취약성평가체제 이연구에서는그리드간격 10km 크기의기후시나리오를이용하여, 벼의잠재수량에대한영향, 해충의세대수에대한영향, 벼의고온불임에대한영향, 적설량변화가벼재배에미치는영향과일본을포함한동아시아의농업기후자원과식물생산력에대한기후변화의영향에대하여연구하였다. 연구방법은기후시나리오작성, 등숙량지수산정, 해충세대수추정, 불임율추정으로구성된다. 취약성평가를위해서는모델에적용될기후시나리오를작성해야한다. 온난화영향을평가하기위해서 GCM에의한예측결과를상세화한다. 벼재배와같이관개시설이정비된지역의경우에는기상요소로써기온과일사량이필요하다. 이때동일한온실가스배출시나리오에근거하더라도다른종류의 GCM 을사용하면예측결과가다르다는점에주의해야한다. 이러한문제에대처하기위하여 4종의 GCM(CSIRO-MK2, ECHAM4, CCSR/NIES, CGCM1) 예측치에대하여각각그리드간격 10km의기후시나리오로가공하여사용하였다. 또한각 GCM별로다른예측결과는 4종의 GCM 예측치에대한다운스케일링과기상요소별평균치를통한평균적인기후시나리오의작성으로보완하였다. 기후시나리오를작성한후에는등숙량지수 9) 를산정한다. 현재까지 SIMRIW,

84 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 79 ORYZA1, CERES-RICE 등의작물모형을이용한환경변화에대한반응연구로특정지역의벼수량변화, 연차변동, 지역간차이등이밝혀졌다. 그러나이런모형들은다수의매개변수를필요로하기때문에제한된요소를이용한넓은지역의영향평가에는적합하지않다. 이연구에서는이런작물모형을이용하지않고기온과일사량만으로도산출이가능한기후등숙량지수 ( 村田, 1964;Hanyu et al., 1966; 内島, 1967; 林陽生외, 2001에서재인용 ) 를이용하여수도재배에미치는영향을해석하였다. 지구온난화에따라해충의발생속도가변화함으로써, 최종적으로해충발생량이나작물피해량에영향을줄것으로예측된다. 그러한영향에대하여이화명나방 (Chilo suppressalis) 및애멸구 (Laodelphax striatellus) 를예로들어검토하였다. 일반적으로곤충은온난화가진행됨에따라단순히수동적으로온난화에반응만하는것이아니라진화나이동을통해능동적으로순응할수있는가능성도있다. 따라서이화명나방의경우대만에존재하는비휴면계통의발육제로점과유효적산온도정수를이용하여세대수를계산하였다. 벼흰잎마름병에대한벼의감수기는이식후 1개월정도의짧은기간이므로, 충분히성장한벼는바이러스에감염되지않는다. 온난화가진행됨에따라애멸구의발생시기가빨라지기때문에, 벼의감수기와애멸구발생시기의겹치는정도가변화하여벼흰잎마름병의발생위험지대가바뀔가능성이있다. 미래에이식시기가변하지않는경우를가정하여, 6월 1일전후에세대수의경계선이존재한경우에그지역을위험지대로판단하였다. 애멸구의발생시기계산에있어서는일사에의한체온상승의영향도고려되었다. 해충의세대수를추정함과동시에벼의불임률또한추정하였다. 벼는영양생장과정보다생식생장과정에서고온에대한감수성이높다. 특히온난화가진행될경우개화기의고온에의한불임영화 10) 의발생이수량저하와생산불안정화의주요인으로작용한다. 여기에서는고온및고CO 2 농도의환경이임실 ( 稔實 ) 11) 에미치는영향을실험적으로 9) 등숙 ( 登熟 ) 이란곡실이여물어가는것을말하며, 등숙이되는양을환경등의자료에의해서추정할수있도록지수화한것을등숙량지수라고한다. 10) 영화 ( 穎化 ) 란벼와방동사니과에속하는식물에서흔히불리는얇은비늘조각모양의포 ( 苞 ) 에꽃눈이싸여이룬꽃.

85 80 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 해명하고, 이러한현상을하위모형화하여벼생장 수량모의 (simulation) 모형에조합함으로써온난화환경이벼생산에미치는영향을평가및예측하였다. 1차시기의연구결과, 온난화조건에서수량유지의최적재배기간이선택된경우에도전국평균수량은감소하였다. 그원인으로벼의고온불임을생각할수있으나, 실험적연구를통해특정생육단계에서의고온과고CO 2 농도조건이벼의생육에영향을미친다는것을밝혔다. 한편으로는벼해충의세대수도증가하기때문에온난화에따른해충세대수에대한지리적분포를예측하였다. 온난화가진행되면강적설량의감소및조기융설 ( 融雪 ) 이예측되므로하천유량의변화가일어나서필요한시기에수자원이부족할가능성이지적되었다. 동아시아기후에대한비교적장기적인예측으로부터온난화에따라온량지수 (Warmth Index : WI) 12) 가현재의위치보다수백 km 북쪽으로이동한다는것과일본주변에서는잠재적순일차생산력이평년의약 70% 까지변화할가능성도지적되었다. 최종적으로는일본의벼재배에대한영향평가를위해취약성지도를작성하여악영향의범위에놓인지역을나타내었다. 2차시기에는 년 (3년간) 에과제명 지구온난화의고산 삼림 농업생태계에대한영향, 적응, 취약성평가에관한연구 의세부과제 "(4) 영향의변동성 지역성을고려한농업생태계의리스크평가에관한연구 " 가수행되었다. 이세부과제는다시 1' 온난화영향의변동성 지역성을고려한농업생태계의리스크평가수법의개발에관한연구 '( 横沢正幸등, 2004) 와 2' 동아시아농업생산량변화에대한리스크평가 '( 陶福禄등, 2004) 로나뉘어서연구되었다. 온난화영향의변동성 지역성을고려한농업생태계의리스크평가에관한연구 에서는아시아지역을대상으로하여기후변화에대한기상요소, 적설분포와융해속도, 논토양에대한영향 ( 특히, 질소의무기화 ) 이농업생태계에미치는영향을명확히하였으며, 그영향에따른벼 밀재배의취약성평가와대응책을검토하였다. 주요결과를정리하면다음과같다. 벼의주요유전자형이아시아각지에서나타난다양한생육수량반응에대한데이터베 11) 임실이란수정되어열매를맺는것을말한다. 12) 온량지수 (WI)= (Ti - 5), Ti 는월평균기온 5 이상인경우이다.

86 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 81 이스 'ARICE_G E_Database' 를구축하였다. 또벼의유전자형 환경상호작용을고려한생육 수량에의높은 CO 2 농도 온난화영향예측모형 'GEM-RICE' 를개발하였다. 새롭게개발한 GEM-RICE 는현재기상을토대로벼의다양한유전자형에대해서아시아의다양한환경하의생육 수량을타당한정도로설명할수있는것으로나타났다. GEM-RICE 에의한모의로부터 CO 2 농도배증에대한벼수량반응은인도형이일본형보다도현저하게높았다. 이는양유전자형의광합성반응의차이가아닌흡수 (sink) 형성능차이에의한것임을명확하게하였다. 따라서높은 CO 2 농도하에서높은수량을나타내는품종특성으로나락수가많은것이중요하다는것이시사되었다. CO 2 농도가배증되고현행기상이유지되는조건하에서는아시아의모든조사지점에서수량이 20-30% 올라가지만 2 의온난화조건하에서는이와태 13) 를제외하고전지점에서높은 CO 2 농도에따른수량증가효과가거의소멸되는것으로예측되었다. 이상고온하에서는이와태를제외하고는수량이감소했고, 감소폭은특히열대의건기작이나하기고온의교토, 남경에서큰것으로나타났다 (< 그림 3-14> 참조 ). 13) 이와태 ( 岩手 ) 는일본북부에위치한현 ( 県 ) 의이름.

87 82 기후변화영향평가및적응시스템구축 III < 그림 3-14> 두품종 (IR72, 일본청 ) 에대한다섯지역 ( 일본 : 이와태 교토, 중국 : 남경 운남, 태국 : Ubon) 에서현재 CO 2, 기온조건에서의수량에대한변형된조건에서의수량증가율 ) 자료 : 横沢외, 2004 이연구에서는수분스트레스지수 (SWI) 와농경지농업순일차생산력 (Net Primary Productivity:NPP) 을지표로사용하여, 예측기후변동에대한농업생산의공간적 시간적취약성을평가했다. 구체적으로는취약지역을공간적으로확인했고, 취약지역에있어서 SWI 와농경지농업 NPP 의경년변동을해석했다. 농업수자원량및 NPP 의관점에서보면, 중국화북평원과동북평원에걸친지역이예측된기후변동에대해취약한지역이었다. 농업부문에서는식량과섬유의수요증가에대응할필요성, 토양 삼림 수자원과같은천연자원의열화 ( 劣化 ), 여러환경변화를시작으로하는많은압력이더해지고있다. 기후변동은인구성장과인구이동, 경제성장, 도시화, 토지이용개변이나자원의열화를포함한다른변동과연동하기쉽다. 따라서미래의연구에서는보다통합적인평가모형을개발하여영향이주는위험임계치를확인할필요가있다.

88 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 83 마. 중국농업부문의중국사례로는중국-영국의공동프로젝트와 AIACC(Assessment of Impacts and Adaptations to Climate Change in Multiple Regions and Sectors) 프로그램을살펴본다. 중국-영국공동프로젝트 Investigating the impacts of climate change on Chinese agriculture 14) 는중국농업과학원 (Chinese Academy of Agricultural Sciences : CAAS), 중국사회과학원 (Chinese Academy of Society Sciences : CASS), 중국북경사범대학, 중국농업대학에의해서수행되고있으며, 영국의기술지원 (Hadley Centre, Reading University, Cranfield University et al.) 을받고있다. 이프로젝트는 2단계 ( 단계 I : 2001 년 9월 ~ 2004 년 5월, 단계 II : 2005 년 9월 ~2008년 ) 로진행되고있다. 2001년 7월 6일에 "the Statement on Joint Work on Climate Change Research on Chinese Agriculture" 가중국의과학기술부와영국의환경성에의해서서명되었다. 단계 I은공동연구를통하여중국농업에대한기후변화의영향을평가하고, 중국지역에서의역량향상을목표로하여다음과같은활동을수행하였다. 2020년, 2050년, 2080년에대한국가기후변화시나리오를개발 농업에관련된 2020년과 2050년에대한국가의사회 경제적시나리오를개발 경작할수있는농업에대한기후변화의영향평가 여기에서사용된 PRECIS(Providing Regional Climates for Impacts Studies) 모델은 Hadley Centre 의지역기후모델링시스템으로미래기후에대한상세화된정보를제공한컴퓨터기후모델이다. 이모델에의하면, 중국에서강수량은 2020 년에 3~4%, 2050 년에 7% 증가하고, 온도는 2020 년에 1, 2050 년에 2 증가하는것으로예측되었으며 (A2, B2 시나리오하에서 ), 전체중국에대한일일자료를생산할수있었다. 이상의자료들이농업에대한영향평가에사용되었다. 14)

89 84 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 단계 I의연구내용을요약하면다음과같다. 중국농업과관련한사회경제적개발에대한국가적시나리오생산 중국의지역적작물모형이개발되었고, 이는작물 ( 밀, 쌀, 옥수수, 목화 ) 수량의변화를예측하기위한기후변화시나리오와연계 (< 그림 3-15> 참조 ) 미래시나리오에서식량작물 ( 쌀, 밀, 옥수수 ) 수량은기후변화에만기인했을때 36% 까지감소 (< 그림 3-16>, < 그림 3-17>, < 그림 3-18> 참조 ) 기온상승은목화에유리하지만, 최근의경우에목화수량이장기간의혹서로인해상당량감소 (< 그림 3-19> 참조 ) 토양비옥도는온도상승에따라감소 CO 2 시비효과는수량감소를경감시킬수있으나그반대효과도가능 CO 2 시비효과를평가하기위해사용된연구들은실제경험할수있는것과는다른이상적인상황 (idealized situation) 에서얻어짐 자료 : Lin Erda et al., 2004 < 그림 3-15> 중국의지역적작물모형

90 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 85 < 그림 3-16> A2, B2 시나리오하에서중국의 2080 년쌀수량변화 자료 : Lin Erda et al., 2004 < 그림 3-17> A2, B2 시나리오하에서중국의 2080 년밀수량변화 자료 : Lin Erda et al., 2004

91 86 기후변화영향평가및적응시스템구축 III < 그림 3-18> A2, B2 시나리오하에서중국의 2080 년옥수수수량변화 자료 : Lin Erda et al., 2004 < 그림 3-19> A2, B2 시나리오하에서중국의 2050 년목화수량변화 자료 : Lin Erda et al., 2004

92 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 87 본프로젝트의단계 I에서는지역적기후와사회경제적시나리오의개발, 개선된영향모델링, 훈련과연구견학을통해중국의연구능력을향상시켰다. 하지만물이용률, 기술개선과적응조치, 토지용도변경과같은요인들이고려되지않았으며, CO 2 시비화모의는현실적이지않다는한계를갖고있다. 단계 II에서는 1중국농업에대한기후변화영향과적응에대한옵션의통합평가와, 2정책입안자와대중에대한결과의커뮤니케이션개선을목표로하였다. 단계 II에서는다음과같이 Part A-C로나누어연구를수행하고있다 (< 표 3-7> 참조 ). Part A -- 국가적모델링개선 Part B -- 지역적연구에대한관찰 (scoping) 연구 Part C -- 지역적사례연구 연구영역 Part A : 국가적모델링개선 Part B : 지역적연구에대한관찰연구 Part C : 지역적케이스연구 자료 : Lin Erda et al., 2004 < 표 3-7> 연구영역별수행내용 수행내용 CO 2 시비효과를포함한작물모델링에대한개선 수자원의유용성 기술적개선과적응조치 토지이용변경 닝샤에서기후, 제도, 공동체사이에서상호작용을조사 사회 경제적상황 기후변화와기후변동성 주요이해당사자들, 제도적책임과그들의반응 기후변동성에대한농업지역사회의취약성 이해당사자들을포함하기위한접근 기후변화영향의세분화된모델링 주요이행당사자들의약속 잠재적응옵션의평가 정책입안자들에게그결과의전달 역량구축 AIACC(Assessment of Impacts and Adaptations to Climate Change in Multiple Regions and Sectors) 15) 에서는현재 24 개의프로젝트가시행되고있으며,

93 88 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 중국에관해서는 2개의프로젝트 ( 프로젝트코드 : AS06, AS25) 가수행되고있다. 그중에서 AS25 " 중국서부지역의기후변동성과변화에대한취약성과적응에관한통합평가 " 16) 에언급된취약성부문을살펴보면다음과같다. IPCC 기술적가이드라인 (Carter et al., 1994) 과적응정책체제 (UNDP-GEF, 2001) 를조합한접근법을활용하였다. 이접근법은두부분으로나누어질수있는데, Part I에서는지역내다양한주요부문들의현재기후영향또는스트레스를평가하고, Part II에서는미래기후변화시나리오에대한사회적취약성들을정의하였다. 이연구는기후변동과기후시나리오에대한식량공급, 물저장, 토지이용분쟁, 염화, 사막화, 티베트영구동토지역에서의철도건설, 인간건강의취약성들을정의하였다. 모의모델들과다기준결정분석방법들은취약성과적응능력을평가하기위해사용되었다. CAREERI 에서생태적경제집단은중국서부에있는 Heihe River Basin 을연구장소로선택하고, 농업생태, 수자원, 경제시스템에서의기후변화의영향을규명하였다. 지표와대리변수로는수자원농업생태계가있다. 수자원부문은세부적으로물저장, 물수요, 물변동성, 과잉채수 ( 過剩採水 ), 물사용투쟁을변수로사용한다. 농업생태계는일반낟알생산, 토양침식, 사막화율, 동물단백질소비량, 토지관리와비료소비량, 건조되기쉬운개체군, 맑은물과공중위생에대한개체군평가, 도시당 GDP, 지니계수, 지식 ( 능력 ), 평균수명을세부변수로한다. 컴퓨터에기초한방법들과비모델에기초한방법모두민감한시스템이기후변동과극한에얼마나취약한가를결정하기위한취약성을측정하기위해사용되었다. 조사, 경험적관찰, 전문가판단방법들이현재기후의영향과스트레스를연구하는데사용되고, 기후변동에민감한다양한주요부문의현존하는적응력을평가하는데사용되었다. 영향정보, 전문가판단, 다양한작물모델을개선하기위하여양쯔강삼각주의기후영향연구와중국의서부에서연구를위해개발된생태적모의또는통계적모델과 GIS 가기후변화시나리오의영향을정의하는데사용된다 (Cheng, 1997 ; Yin et al., ) 16)

94 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 89 ; Kang et al., 1999). 이들모델들은지역적조건에기초하여변형될것이고, 이프로젝트를위해사전적용이검토되었다. 여기에서는생태적과정과경제적과정을모의하기위해스텔라 (STELLAR) 17) 를사용했고, 최적의수자원이용을정의하기위하여 GAMS(General algebraic modeling system) 를이용하였다. 계층화분석법 (Analytic Hierarchy Process : AHP) 이적응력을평가하기위해서사용되었다. 3. 산림생태부문본절에서는산림부문취약성평가기법을 IPCC, UNFCCC, UNEP, PNNL 의보고서를중심으로소개하고, 일본과중국의산림부문취약성평가사례는사용된평가모델을중심으로살펴본다. 먼저 IPCC 는산림을포함한육상생물권의변화를측정할수있는평가기법을소개하고있으며, UNFCCC는기존에사용되고있는육상식생모델이어떻게기후변화영향및취약성평가에응용될수있는지를모델과함께적용할수있는방법을제시하고있다. UNEP 은사회경제시나리오와기후변화시나리오의통합을토대로한영향평가와적응전략마련에대한지침을제공하고있으며, PNNL은취약성-회복성지표원형모델을개발하여소개하고있다. 또한본절은일본과중국의산림취약성평가에사용된모델이우리나라기후여건에적용가능성이높다는판단하에이들모델을중심으로연구한사례를소개한다. 가. IPCC IPCC 는보고서 기후변화 2001 : 영향, 적응, 취약성 (IPCC, 2001) 에서기후변화에따른취약성과민감성을평가하였다. 이보고서는기후변화에따른육상생물권의변화를농업, 야생동물, 방목지 (rangeland), 산림, 강과호수, 습지, 극지방과고산지대를중심으로다루고있다. 여기서는초본류와일부관목류로이루어진방목지와산림의 17)

95 90 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 생태계의취약성에대하여알아본다. 더불어토지이용및토지피복의변화 (Land-Use and Land-Cover Change Scenarios) 가생태계의취약성을평가하는데어떻게이용 되는지또한살펴본다. 방목지의취약성방목지의지속적인이용을위해서는방목지의기후변화에대한취약성을감소시켜야한다. 이것은인간에의한토지사용유형을결정하는사회, 경제적요소들을고려함으로써이루어질수있다 (Allen-Diaz, 1996). 토양의안정성과수분양분순환의유지는사막화의위험을감소시키는데매우중요한역할을한다. 만약이과정에서어떤변화가발생하면, 변화가발생한지역의토질을저하시킨다. 토질의저하는임계치를가진비선형적인과정이며, 이임계치는방목지의생태계를민감하고취약하게만든다. 따라서취약성을감소시키기위해서는토질이저하되지않도록방지해야하며, 이것은복원보다비용면에서유리한방법이다 (Puigdefabregas, 1998). 일부연구에서는생육기간이변경될수없거나생육기간에해충이발생하는경우, 강우패턴의변화가방목지에서일부식생형태를더취약하게만들수있음이보고되었다 (Fuller and Prince, 1996). 산림생태계의취약성일반적으로가뭄과교란이발생하지않는경우산림생태계는낮은취약성과민감성을보인다. 그러나산림생태계는당장에가시적으로드러나지않는방식으로기후변화에대하여민감하게반응할가능성이있다. 산림생태계의취약성은산림이실제로존재하고있는곳에서도생태계질의저하로나타날것이다. 교란이심해지면잡초종에의한대체효과로숲의구조가빠르게변화할수도있다 (Overpeck et al., 1990). 예를들어산불이나침입병해충에의한피해지가증가하면종의구성, 천이의역동성, 양분순환율을비롯한산림생태계의많은양상들이변하게된다. 이러한관점에서기후변화의직 간접적영향과그상호작용의영향으로인한산림생태계의잠재적취약성은매우높다고할수있다.

96 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 91 탄소균형을결정하는주요과정은산림의광합성, 독립영양생물과종속영양생물의호흡, 교란, 방출이며, 이과정들은다른환경적요인에의하여조절된다. 탄소동화작용은유효광선, 온도, 양분, 이산화탄소의함수이며포화특성을보인다. 호흡은온도의함수로, 온도에따라지수함수적으로증가한다. 생태계에서순1차생산 (Net Primary Production : NPP) 은총일차생산 (Gross Primary Production : GPP) 에서호흡량을제하여구한다. 즉, GPP 가 NPP 와호흡의합이되며, 이에따라 GPP 와 NPP 보다 NPP 와호흡사이에더밀접한상관관계가존재한다. 따라서 NPP와호흡사이의분배가중요한역할을하게된다. 이와유사하게높은순생태계생산 (Net Ecosystem Production : NEP) 은높은탄소축적률과낮은호흡량을의미하며, NPP 와 NEP 사이에도절대적인상관관계가존재하지않는다. 또한수확이나산불에의한교란은호흡을능가하는양의숲의탄소를외부로방출한다. 따라서생물군계생산 (Net Biome Production : NBP) 도 NEP, NPP와상관관계를갖지않는다. 광합성, 호흡, 교란은다른방식으로취약하며, 기후변화와다른지구적인변화동력에매우민감하다. 다음으로는비경영림에서의산림생태계취약성이있다. 해충발생이나산불과같은교란이증가하면잡초종의대체효과를통해산림생태계의구조적기능의변화 ( 종의구성, 천이의역동성, 양분순환율등 ) 가나타난다. 비경영림에서재화와용역에대한취약성은다양하게나타날수있으나, 비경영림은목재수확량에서매우낮은비율을차지하고있기때문에기존의시장생산품에큰영향을미칠가능성은없다. 비경영림의재화와용역은목재생산품, 비목재품, 땔감의지역적인공급에큰영향을미친다. 임산물의지역적인서비스기능이매우취약하며, 특히기후변화에영향을받는특정산림의특정기능과결합되어있는경우에더욱심각하다 ( 예, 노령림에서의하이킹 ). 마지막으로경영림에서의산림생태계취약성을들수있다. 경영림은 NPP와종의구성, 시장의압력으로인한직접적인영향에취약하다. 전지구적으로시장생산품의공급은취약성이낮은데, 이는목재시장이변화에적응하는능력이매우높기때문이다. 온대와북부지방의경영림은식물의고사병과낮은가격에취약하다. 아열대지방의경영림은매우낮은취약성을가지는데, 이는아열대지방의산림은생장률이높고회전기간

97 92 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 이짧아변화하는환경에적응할기회가많기때문이다. 토지이용및토지피복의변화기후변화영향평가에적용된대부분의시나리오는토지이용과토지피복의변화를적절하게설명하지못한다. 토지이용활동과토지피복특징을통합하면, 탄소의유동과다른온실가스의방출, 기후체계에서육상생태계의역동적인역할, 생태계의취약성과완화잠재력을종합적으로평가할수있을것이다. 현재, 통합평가모델 (Integrated Assessment Model : IAMs) 만이토지이용과토지피복의변화를포함하는유일한수단이다 (Weyant et al., 1996). 이중에서도통합기후평가모델 (Integrated Climate Assessment Model : ICAM, Brown and Rosenberg, 1999), 아시아태평양통합모델 (Asian-Pacific Integrated Model : AIM, Matsuoka et al., 1995), 온실효과의평가를위한통합모델 (Integrated Model for the Assessment of the Greenhouse Effect : IMAGE, Alcamo et al., 1998), 그리고 TARGETS(Tool to Assess Regional and Global Environmental and Health Targets for Sustainability, Rotmans and de Vries, 1997) 같은일부모델만이기후변화에따른토지이용및토지피복의변화를성공적으로통합할수있다. IMAGE와 AIM 모델은격자해상도를통하여, ICAM과 TARGETS 모델은지역의분류를통하여지구적인변화와토지이용및토지피복사이의상호작용을모의한다. 그러나위의모델들모두는국지적인지역에적용하기에는무리가있다. 기후변화의지역적인영향-취약성평가지역의환경조건, 생태계에이미존재하던스트레스, 정부의의사결정에영향을미치는요소들의구조는서로유사한지역과생태계에서도그취약성이지역에따라다양하게나타나도록한다. 여기에서는우리나라가속해있는온대아시아지역에대해살펴본다. 온대아시아는북위 18 와북극권사이의나라들을포함하는지역으로일본, 한국, 몽골, 중국의대부분지역, 러시아의시베리아지역을포함한다. 동서거리는약

98 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 93 8,000km, 남북거리는약 5,000km에이른다. 특징적인기후로는건조, 반건조, 몬순, 시베리아지역이있다. 온대아시아지역에서온대산림의잠재적인분포지역은넓은편이다. 그러나온대산림은집약농업을위해개벌되어이용된다. 뿐만아니라, 전지구적인기후변화는남아있는온대산림의구조적인변화를유발할것으로생각된다. 이러한변화의특성과강도는수분의유효도와수분이용효율에의해좌우된다. 온대방목지에서온도와수분의변화는생육시기를변화시키며, 초지와산림지사이의경계를이동시킨다. 몇몇모델연구에의하면이산화탄소의농도가두배가되면온대산림면적이 50% 이상감소하고, 북부산림의생산성이대폭감소하며, 초지와관목지의상당한확장을수반한다고한다. 또한툰드라지대가 50% 이상줄어들고, 이탄층에서의메탄과이산화탄소의방출량이 25% 이하로증가할것이다 (IPCC, 2001). 나. UNFCCC UNFCCC(2005) 에서는기후변화의영향, 취약성, 적응을평가하기위한방법과도구를정리하였다. 육상식생모델 (Terrestrial Vegetation Models, < 표 3-8>) 은산림부문의기후변화의영향과적응에대한잠재력을고려하기위해사용될수있는모델이다. 이모델중의일부 (IBIS, IMAGE, MC1) 는그규모가전지구적이고, 일부 (Medrush) 는지역적이다. LPJ, CASA, TEM, CENTURY 모델은과정기반접근방법을취하는반면에, AEZ 모델은다양한생산성에관련한변수에따른식생성장의적합성을평가한다. 대부분의모델들은수많은환경변수에대한조사를포함하고있으며, 특히 IMAGE 모델은기후변화에따른의문사항을명쾌하게반영했다는평가를받고있다.

99 94 기후변화영향평가및적응시스템구축 III < 표 3-8> 육상식생모델의종류 모델명 LPJ(Lund-Postdam- Jena Model) IBIS(Integrated BIosphere Simulator) Medrush Vegetation Model CENTURY MC1 IMAGE(Integrated Model to Assess the Greenhouse Effect) AEZ(Agro-ecological Zones) Methodology CASA(Carnegie- Ames-Stanford Approach) Model TEM(Terrestrial Ecosystem Model) 특징 육상식생의역학과토양-대기간탄소와수분의교환작용을모듈방식으로대규모모의 광합성, 증산작용, 토양수분역학이일단위로모형화되며, 식생구조와 PFT 밀도는연단위로갱신 전지구및지역규모의통합모델로수분균형, 탄소균형, 식생구조를통합적으로평가함. 식물의기능에따른경쟁, 지구변화유도체에대한반응에대해평가 표토의기작과생태계진행과정과이들이식생구성과구조에나타나는결과를모의 식생구조와생산성, 수문및토양침식에대한경관척도모델 근대의기후변화의영향과상록관목지에서이산화탄소를모의 농생태모델로백년과천년의기간동안매년을모의함. C, N, P, S 의역학을모의하며, 특히작물의회전과경작을위하여개발됨. 기후와토지이용의영향을생태계에적용 생지리학, 생지화학, 산불을모의하는모듈로구성됨. 기후변화가식생변화에미치는영향모의 온실가스효과로인간이야기한기후변화에대한시나리오분석 기후, 생물권, 사회간의역학과상호연결을모의하기위해통합적으로고안됨. 토지이용과기후변화가토지의생산성에미치는영향모의 토지자원인벤토리와생물리적한계및잠재성평가를기반으로합리적인토지이용계획을가능하게함. 작물생산을중심으로기후변화분석 육상 NPP 의월단위계산, 토양탄소순환과 Rh 유동등으로구성됨. 생태계생산성을중심으로기후변화분석 과정기반생태계모델로육상생태계에서식물과토양의탄소및질소의역학을묘사 생태계역학의기후효과에대한지역적, 지구적모의 자료 : UNFCCC, 2005 다. UNEP UNEP의 기후변화영향평가와적응전략에관한지침서 (UNEP, 1998) 는사회경제시나리오와기후변화시나리오의통합을통해기후변화에대한적응이론을세우고평가하는데중점을두고있다. 또한그와더불어부문별연구가함께진행되었으며, 연구가

100 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 95 수행된부문으로는수자원, 연안지역, 농업, 방목지와가축, 보건, 에너지, 산림, 생물다양성, 수산업이있다. 산림부문은영향평가에초점이맞춰져있는반면생물다양성부분에는취약성평가에관한내용을상당부분포함하고있다. 따라서산림부문의영향평가와생물다양성의취약성평가방법에대하여알아본다. 산림부문영향평가기후변화는산림의분포, 구성, 생산성에영향을미친다. 기후변화가산림에미치는영향과주요변수들은 < 표 3-9> 과 < 표 3-10> 에제시되어있다. 산림과연관된생태계및사회가기후변화에적응하기위해서는수십년이상의기간이요구된다. 산림지역에서의급격한토지사용과토지피복변화및대기중이산화탄소농도의증가는산림자원에추가적이고상호적으로영향을미치는요인으로기후변화가산림에미치는영향을더욱분석하기어렵게만든다. 기후변화에따른산림생태계의반응을완벽하게분석해내는것은어렵지만, 전지구적인범위에서최소한변화의방향을지시하거나주어진기후변화시나리오에서변화의강도를예측하는것은가능하다. 또한지역적범위에서일부지역에적용되는모델은상대적으로정교하다. 생물기후모델 (Bioclimatic Model) 은산림유형이해당되는기후를정의하고, 산림분포및구성의잠재적인변동을예측하며, 각각다른기후의생산성을평가하는기본적인분석도구이다. 그러나전지구적인변화의맥락에서인간의영향을포함한산림에대한통합모델은거의없으며, 있다하더라도지역적이며불충분한실정이다. 기후변화가산림에미치는영향을평가하기위해서는단순한모델, 전문적인판단, 유효한정보를기반으로지역적인분석을하는것이필요하며, 다른부문과의연계도요구된다.

101 96 기후변화영향평가및적응시스템구축 III < 표 3-9> 기후변화가산림에미치는영향 단위지역당산림에서생산되는임산물의양이감소할것이다. 병해충의대발생이나산불의유형, 위치, 강도가변화할것이다. 산림생태계에저장된탄소의양이증가하거나감소할것이다. 생태계기능이교란될것이다. 양분의지연속도와유기물분해속도가변할것이다. 개화, 낙엽의양상이변화할것이다. 생물다양성이변화할것이다. 비우호적인기후때문이다. 교란지역이나발병지역의변화때문이다. 공생관계가끊어졌기때문이다. 산림관련직업의위치, 유형, 숫자가변화할것이다. 산림의미적가치가변화할것이다. 산림지는농업과의토지이용경쟁으로인하여벌채될것이다. 자료 : UNEP, 1998 < 표 3-10> 산림에영향을미치는주요변수 기후대기양분토지이용 - 월평균온도 - 최고기온, 최저기온온도 - 생물학적한계온도보다낮은기온 - 적산온도 - 평균기온변화속도증발산 - 월평균증발산 - 월평균강수량강수량 - 가뭄의빈도 - 산불바람 - 극단사건의빈도 ( 허리케인, 사이클론 ) 연평균이산화탄소농도오존량이일정수준을초과한기간아황산가스의양이일정수준을초과한기간질소인벌채속도회전기간 자료 : UNEP, 1998

102 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 97 생물다양성취약성평가향후 100 년간의기후변화속도는지난수세기에걸친변화보다빠를것이며 (Crowley and North, 1988), 변화그자체로종과생태계에대한큰위협요소가될것이다 (Peters and Darling, 1985). 기후변화에따른영향을평가하는한가지방법은먼저어떤종들이변화에민감한지를결정하는것이다. 예를들어, Dennis(1993) 는좁은서식처나자원을요구하는종들이변화에가장취약하다고했으며, 이는이러한종들이기후변화에매우취약함을의미한다. 또다른방법은기후변화에대한불확실성을줄이고, 이미위험에처한종이나생태계에초점을맞추는것이다. 위의방법을제시한이유는인간의활동에의하여이미위협을받은생물과생태계는기후변화에따른추가적인스트레스에더취약하기때문이다 (Peters, 1990). Millsap et al.(1990) 은분석방법의몇가지예를제공하였다. 그들은생물학적취약성, 개체군특성에대한지식의차이, 현재관리투자와같은척도를기준으로종의취약성에대하여순위를매겼다. Mkanda(1996) 는 Malawi 에위치한 Lengwe National Park에서식하는유제동물 (ungulate) 의잠재적인취약성을평가하기위해 Millsap et al.(1990) 의기술을적용하였다. Dennis(1993) 와 Millsap et al.(1990) 의방법에의하면, 각각의종은여러변수에의해점수가매겨지고, 이점수들은변수들의그룹화를통해합산된다. 이총합은후에순위화, 그룹화, 지도화되는데이는적응과관리투자에우선순위를매기기위함이다. 이점수는다른종과의점수비교와같은상대적인기준으로만의미가있으며, 여러종들이동시에점수화될수있다. 이방법에서는먼저대륙이나아대륙의지리적인분포에대한정보가필요하다. 여기에는개체군의크기, 서식처, 먹이, 번식특성, 기후에관한정보도포함된다. 이방법은자료의요구정도에따라유동성이매우큰데, 변수들은추가되거나수정될수있으며필요하다면분석에서제외될수도있다. 이러한기술은기후시나리오를통합하는것이아니라, 기후변화에대한방향없이전체적인취약성평가를시도하는것이다. 이기술은수행이상대적으로용이하고비교적덜정교한입력데이터가필요하며잠재적인영향을평가할수있다. 모든변수들이동등하게중요하며변수들사이에어떠

103 98 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 한상호작용도없음을가정하였다. 또한취약성점수는상대적인측정치로, 다른점수들과의비교에서만유용하다. 이러한선발기술은기후변화와같은사건적인과정을고려하지않는데, 이는인간의부정적인영향에의해위협을받거나앞으로위협을받을가능성이있는종들을선별하였기때문이다. 따라서이방법은지역보전계획을세울때유용하게사용될수있다. 생물다양성에대해서는생태계동태모델을사용할수있는데생태계에서원인에따른과정기반모델 (Process-Based Model) 은접근방법이매우다양하다. 그중과정기반모델은전술적모델 (Tactical Model) 과전략적모델 (Strategic Model) 의두가지로구분하는것이유용하다. 전술적모델은특정한체계에대한매우상세한모델로모델의목적은가능한한가깝게어떠한체계의움직임을모방하기위한것이다. 이모델은기후변화에관한논문에서매우흔한유형이며, 기후변화의영향과취약성에대해아주자세한예측을제공할수있다. 전략적모델은이와반대로일반성을위해세부사항의비중을낮추고, 어떤생태계에서더넓은종류의본질적통합을시도한다. 전술적모델은 2가지의문제점을갖는다. 첫째, 이모델은일부세부사항은잘설명할수있으나산불이나해충의대발생과같은교란사항에대한설명력은부족할수있다. 둘째, 이모델은상세한조각 (patch) 에서광대한경관 (landscape) 으로규모를확장하는것이어려울수있다. Starfield and Chapin(1996) 은간단한구조기반모델링패러다임 (frame-based modelling paradigm) 을통해이를극복하고자시도하였다. 전술적모델은자원관리와같은구체적인문제에특히유용하지만, 생태계에대한상세한이해가요구된다. 또한이모델은특정생태계를대상으로하기때문에일반적인견해를추출하기가어렵고, 계산이매우세부적이어서모델의움직임을분명하게파악하기힘들다. 따라서전체와부분의균형을이루려는시도를반영하는전술적모델과전략적모델의접근방법이계속되어야할것이다. 적응의목표중하나는보호지역에이미존재하는네트워크가미래에도생물다양성을보전하는데성공적으로이루어지도록하는것이다. 기존의문제들은기후변화상황에서점점악화될가능성이크므로첫번째단계는보호지역네트워크에서기존의결점을

104 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 99 정의하고수정하는것에서부터시작한다. 이러한분석을위한강력한도구로틈분석 (gap analyses) 을들수있는데, 틈분석이란네트워크에서과소평가된분류군 (taxa) 과생태계를동정하는것이다. 틈분석은 1토지피복과토지이용변화지도, 2종의분포, 3기후나서식지적합성모델링을기반으로하는종의분포예측, 4토양관리경향, 5현존하는보호지역의다섯가지요소를포함한다. 이러한기술은토지획득을위한우선순위설정에이용될수있으며, 이기술은토지계획에다양한정보를제공한다. 기후변화하에서현존하는보호지역네트워크의취약성을평가하기위해선별 (screening) 기술은추가적인접근방법이될수있다. 보호지역이기후변화에의해받게되는다양한영향특성은이미제안되어있으며, 이러한특성을통해보호지역의등급을책정할수있다 (< 표 3-11> 참조 ). Malcolm and Markham(1997) 은많은양적분석을시도하였고, 보호지역에서식생 생태계모델링과분석과제 (Vegetation-Ecosystem Modeling and Analysis Project : VEMAP) 결과를통하여결정된픽셀이나경관단위의변화를지도에겹쳐서표시하였다. 보호지역의취약성은 9개의식생모델과시나리오에의해도출되는변화를조화시켜평가된다. < 표 3-11> 기후변화취약성을야기하는보호지역의특징 - 민감한생태계 - 역사적으로분포의경계선에존재하는종과생태계 - 지리적으로제한된분포를가지는종과생태계 - 지형적이고지리형태적인통일성을가지는지역 - 크기는작으나둘레비율이높은지역 - 다른구성군집으로부터분리된지역 - 개체군이나생태계가인간에의하여단편화된지역 - 경계지역에근접하여인위적인압력이존재하는지역 - 하나또는일부의주요한과정이나종에의존하는자연군집이존재하는지역 자료 : UNEP, 1998 먼저 < 표 3-11> 에나타난각각의특성을통해보호지역의순위를정한다음, 보호지역 의전체적인취약성지수 (vulnerability index) 를획득하기위해순위의합계를산출한

105 100 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 다. 다른특성들은그중요도에따라차별적인비중을둔다. 표에제시된취약성특성은가이드라인일뿐이며, 다른경우에는질적 양적인순위를설계하기위해이특성들을다듬을필요가있다. 예를들어지리적으로제한된분포를가진분류군의존재에따라보호지역의점수를산정하기위해서는어떤동물상과식물상이고려되어야하는지, 제한된분포를어떻게순위화할수있는지를결정해야한다. 그리고마지막분석을위해서는각각의다양한특성들의상대적중요성에대해추가적으로결정하는것이필요하다. 선별기술을위해서는각각의보호지역과그주변지역에대한다양한정보 ( 생태계유형, 토지이용패턴, 종의분포등 ) 가필요하다. 선별기술은자료의요구도에따라매우유동적이다. 변수들은추가되거나수정될수있으며, 필요시분석에서제외될수도있다. 포괄적인분석을위해서는고려해야할자료를축적해야한다. 일부는낮은해상도이긴하지만이미전지구적인기반에서유용하다. 필요한자료집합은자연자원을보전하고, UN 생물다양성협약의목표를달성하기위해즉시사용될것이다. < 표 3-11> 에기록된일부특성은미래의기후조건을알고, 변화는고려하나그방향성은고려하지않은채로취약성을평가하며, 일부는변화를고려하지않고취약성을평가한다는가정을전제한다. 이와같이모델사용자는미래기후조건에대한지식을반영하기위한특성들의목록을조절할수있다. 위에제시된선별기준은입력정보가상대적으로덜정교해도된다는점과일부경우에미래기후변화의정확한특성을고려하지않아도취약성을평가할수있다는점에서간편하게수행될수있다. 그러나모든변수가동등하게중요하다거나, 변수들사이의피드백이나상호작용은무시한다는가정이이기술의한계이다. 또한취약성점수가상대적인가치이며다른점수와의비교를통해서만이용될수있다는것도한계점이다. 보호지역의취약성을평가하기위한생물군계모델은그모델자체로서신뢰할수있다. 하지만취약성평가는모든요인들을동시에고려하는것으로, 기후변화만을고려하는취약성을추출하기는어렵다.

106 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 101 라. PNNL < 부록 2> 에서언급했듯이, PNNL 에서는취약성을평가하기위해취약성- 회복성원형모델 (Vulnerability-Resilience Indicator Prototype model : VRIP model, PNNL, 2001) 을개발하였다. 이모델은민감도와적응력범주로구분해지표를추출하였는데이중에서산림부문에대한지표는따로추출할수없으므로, 민감도지표중생태계민감도부문과적응력지표중환경용량부문에대해알아본다. 민감도지수 : 생태계민감도생태계와생태계가개체와사회에제공하는기능 (1식품, 섬유, 의약품, 에너지제공, 2탄소와다른양분의순환, 3수자원의정화와조절, 4휴양과내재적가치의제공 ) 은기후변화에민감하다. 과거생태계의구성과분포는기후대의이동에반응하여변화하였고, 여러모델들은기후변화의속도와강도에반응하여미래의기후대가이동할것으로예측하였다. 기후변화가생태계에미치는영향은농업에미치는영향과유사하다. 예를들어강수와온도의변화, 식물의생장에영향을미치는대기구성성분의변화, 토양의변화, 병해충대발생의변화등이다. 생태계는또한환경오염, 자원채취, 외래종유입, 단편화와같은환경스트레스의영향을받는다. 따라서이요인들은기후의다양성과변화에대한생태계의민감도에영향을미친다. 생태계의민감도를나타내기위해서는크게두가지요소가사용된다. 하나는경영림지역의비율이고, 다른하나는토지면적당비료의사용량이다. 생태계의민감도지수는대상지역에서의토지사용비율 (= 100% - 비경영림의비율 (%) - 노령림의비율 (%)) 과비료량의기하평균으로계산된다. 경영림의비율은인간의활동에의한자연경관의침입정도와지역의파편화잠재성으로나타낼수있다. 파편화된지역은차후기후의변화에의하여생태계의민감성이증가하는지역이다. 비경영림의비율은전혀관리가되지않은지역과노령림으로구성된다. 좀더구체적으로관리지역에서예상되는비율의변화는통합평가모델중하나인 MiniCAM 의출력물에의하여계산되고, 재계산된관리

107 102 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 지역의비율은 1990년수준의미국과전세계기준으로평가된다. 단위면적당비료사용량은생태계에서의질소와인의부하량을통해알아낼수있고, 이는오염의결과로인한생태계의스트레스를반영한다. 비료사용량과기후변화에대한민감도는비선형적인관계를가진다. MiniCAM 의출력물을통한 1990 년부터 2001 년까지농경지에서작물생산량의변화량은단위면적당비료사용량의변화를계산하는데사용되었다. 비료사용량의가장낮은생태계민감도수치는 kg/ha 인것으로판단된다. 만일비료사용량이 60kg/ha 보다적다면, 비료의결핍은생태계의민감도를증가시킬것이다. 이는농생태계에서양분이부족하고생산성이낮은경우, 인접한토지의경작에잠재적인영향을미칠수있기때문이다. 비료사용량이 100kg/ha 에서 600kg/ha 까지증가한다면, 오염물질의유출에의한부하량의증가로인해민감도는높아질것이다. 비료사용량이 600kg/ha 를초과하면, 일반적으로작물의수량증가에영향을미치지않는것으로나타났다. 이때의작물생산량은비료사용량의변화보다는다른농업적인관리의변화에의한결과인것으로나타났다. 적응력지표 : 환경용량생태계는기후의자극에민감하고, 변화하는기후에적응해야한다. 적응은다양한생태 생리적변화, 종의교배, 이주, 일부종과생태계의소실등의다양성과연관되어있다. 현재생태계의생존은기후의다양성또는기후변화의강도와속도뿐만아니라, 생태계자체의기초조건에의해결정된다. 생태계회복성 (resilience) 과적응력을나타내기위해, PNNL에서는인구밀도, 단위면적당 SO 2 배출량, 비경영림의비율이라는 3가지측정치를선택하였다. 비경영림의기초값은 1990년 FAO의자료를통해계산했고, 국가별비경영림비율의예상치는 1990년수준의미국과전세계의기준을기초로 MiniCAM 에의해예상된토지사용량을이용하여계산했다. 한나라의단위면적당 SO 2 배출량의기초자료는 CDIAC(Carbon Dioxide Information Analysis Center) 와 GEIA의 1985년데이터를사용하여발전시켰다. 예측은배출량의비율변화를기초로하였으며, 지역내에서의배출량은 MiniCAM 을이용하여추정하였다. 또한각나라의

108 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 103 인구밀도는 1998년세계은행에서발표한 1990년도의자료를이용하여계산하였다. 이예측은 MiniCAM 시나리오의가정에근거하여각국가의기준선을척도화 (scaling) 해서발전시킨것이다. 자료의표준화는 1990년대수준의미국과전세계의기준을기초자료로하였다. 환경용량과적응력지수는일정규모경관의파편화 ( 비경영림과노령림의비율 ), 대기오염 (SO 2 방출량 ), 인구압 ( 인구밀도 ) 의기하평균으로계산되었다. 마. 일본의산림부문취약성평가 생물권취약성평가연구 년일본에서는환경성국립환경연구소주관의 " 지구온난화에의한생물권의취약성평가에관한연구 ( 環境省, 2002)" 가수행되었다. 이연구는일본의고산생태계, 다양한산림생태계, 농업생태계의온난화에대한취약성을평가하는모델과지표를개발하여실제적용하는것으로, 취약한생태계를선정하고지도화하여 1앞으로더욱진행될것으로예상되는온난화의영향을조기에검출하고, 2기후변화의부정적인영향을완화하기위한여러정책이나모니터링방안을수립하기위한기초자료제공을목적으로하였다. 이연구는생태계유형에따라여러가지하위연구과제로나누어진다. 각각의연구는다른연구성과와상호비교가가능하도록각생태계의영향평가및취약성평가에서공통의기후변화시나리오를이용하였으며, 영향평가및취약성평가의연구성과를취약성지도의형태로작성하였다. 5개의하위연구과제는 1생물권의종합적영향평가방법과취약성평가, 2고산생태계의취약성과지표성평가, 3산림생태계의취약성에관한연구, 4농업생태계의취약성평가에관한연구, 5수자원에관한사회시스템의취약성평가에관한연구가있다. 5개의하위연구과제중산림생태계의취약성연구는자연림과인공림을대상으로영향평가방법, 데이터베이스의구축, 현지조사결과등을근거로하는모델의파라미터를정리하였다. 이를기초로하여자연림, 인공림생태계의민감성평가및영향예측방법을검토하고, 그결과를지도화하여문제지역의노출과적응을검토하였다.

109 104 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 일본에서는기후변화연구에서전체적인생물권취약성평가를통하여공통시나리오의적용, 결과의지도화라는조건을바탕으로각종생태계의취약성평가방법을개발하고적용하였다는특징이있다. 이연구가이루어지기전에는단편적이고국소적인영향평가가많았으나, 이연구에의해일본의각기다른생태계에관하여어느생태계가취약한지, 또는어느지역이취약한지를판정하는방법을확립한것에의의가있다고할수있겠다. 산림생태계의취약성에관한연구는기후대에따른식생의민감성평가와영향예측으로수행되었다. 우선한온대 ( 寒溫帶 ) 식생의적설변동에대한민감성의평가와영향예측은적설환경조건및식물의시공간적분포의해석등을통하여온난화에의해한온대식생이어떤영향을받는가를조사하였다. 주로동북지방의아고산대산림을중심으로조사하였고, 그결과를근거로하여온난화의영향예측지도를작성하였다. 일본동북지방의한온대대표종인아오모리 Todomatsu 의분포변천을조사하기위하여화분분석법을이용하였다. 그결과, 다설지역의오후 (Ohu) 산지나적설량이약간적은기타카미 (Kitakami) 산지모두 1,000 년전이후아오모리 Todomatsu 의분포가급속히확대하는경향이확인되었다. 아오모리 Todomatsu 와적설환경조건에관하여조사한결과는적설기간이변화할때아오모리 Todomatsu 는개화시기및구과생산에영향을받는것으로나타났다. 한온대식생의생육특성, 갱신과정및메쉬기후값 18) 에의한적설환경조건과식생분포의대응관계를검토하였다. 이과정을통해한온대주요수종의분포는적설심도 ( 深度 ) 의경사도와관계가있음이밝혀졌고, 이들의수종은실생 ( 實生 ) 19) 이정착하는국지적환경이서로다른것으로나타났다. 또한적설환경의시공간적인변동과각종식생형의분포와의관계조사에서는적설환경의변화에따라분포역이변화할가능성이시사되었다. 식생정보및메쉬기후값의적설정보를근거로하여, 온난화가진행될경우에아오모리 Todomatsu 의분포변화예측실례를지도로나타내었다. 18) 각그리드 (Grid) 의격자 (Mesh) 기후값. 예를들어, 기온, 강수량등 19) seeding, 종자에서발아하여생긴유 ( 幼 ) 식물

110 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 105 다음으로는아열대, 난온대, 냉온대산림에많은영향을주는주요한기후요인으로적산온도, 최저온도, 하기강수량, 적설량을지정하였다. 이요인들과산림의구조, 종다양성과의관계를해석하고, 일본의아열대에서냉온대까지산림의온난화영향을예측하고, 취약성을평가하였다. 그결과로는지구의온난화는식생대 ( 植生帶 ) 를교란시키고, 임목의착설및설빙 ( 雪氷 ) 피해위험지역이북상할것으로예측되었다. 특히서일본의너도밤나무림은온난화에취약한것으로나타났다. 일본의산림한계는주로적산온도에의하여결정되며, 식생경계는저온 ( 低溫 ) 에의해결정된다. 온도가연중내내상승하면식생대는평행이동을하겠지만, 겨울또는여름에만기온상승이일어난다면식생대는교란될것이다. 특히, 겨울의기온이상승하면산림경계는움직이지않고상록수림만상승하여, 그사이에있는낙엽수림과침엽수림이좁아질것으로예측된다. 너도밤나무림의경우, 너도밤나무림의분포를결정하는기후요인을밝히고, 기후변화시나리오에근거하여변화될경우의분포가능성범위를 1km 격자의공간분해능으로예측하였다. 그리고현재의너도밤나무림분포지와비교하여기후변화에취약한너도밤나무림의분포를지도화하였다. 동경대학기후시스템연구센터 (Center for Climate System Research : CCSR) 의기후변화시나리오에의하면, 2050 년과 2090 년에큐슈, 시고쿠, 중부지방, 기이반도에너도밤나무림은거의사라질것으로예측되어이지방이가장취약한분포지인것으로판단되었다. 홋카이도지방에서는현재의북방한계선보다도동부나북부로분포지역이넓어질것이나, 이시가리저지대부근에너도밤나무림이넓게분포하기에는적합하지않은지역이있으므로여기보다동쪽이나북쪽으로확대되는것은어려울것으로예측되었다. 온난화에의한적설변화의예측을위해서아메다스의기상데이터와적설량추정모델을개량하여 1km 격자간격으로분포를추정하였다. 온난화가진행되면아키타이남의일본해안평야지역에서현저하게적설량의감소가일어날것으로예측되었다. 또한임목의착설, 설빙피해의위험지역은온난화에의해표고가높은곳이나북방으로이동할것으로예측되었다.

111 106 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 인공림생태계의취약성평가도이루어졌다. 일본산림의약 40%(1,000 만ha) 가일본삼나무, 편백나무등의인공림이다. 이산림들은생물다양성이낮기때문에생태계의자율적기능이부족하여, 기후변동이나병충해등에의한영향을받기쉬울것으로우려하고있다. 이연구는일본삼나무쇠퇴의원인이고온스트레스와건조 ( 수분 ) 스트레스라는가설을세워기후변화시나리오를바탕으로 100년후일본삼나무림의환경을예측하고, 일본삼나무의쇠퇴위험도에관한지도를작성하는것을목적으로한다. 연구방법은크게세가지로나누어지는데온난화에의한일본삼나무와소나무의병충해확대가능성파악, 건조스트레스와고온스트레스가일본삼나무림쇠퇴의주원인임을규명, 일본삼나무의쇠퇴위험도지도작성으로구성된다. 인공림생태계의연구결과를다음과같이정리하였다. 첫째, 향나무하늘소 (Semanotus japonicus) 의부화일을예측하기위해산란활동에미치는일장의영향을검토하고, 2090년의기후예측으로부터향나무하늘소에의한피해를예측하였다. 향나무하늘소의사육실험결과산란에일장의영향이없으므로, 온난화의영향은온도만으로설명이가능할것으로밝혀졌다. 또한소나무재선충의매개자인솔수염하늘소 (Monochamus alternatus) 의기온에대한반응특성을이용하여소나무림재선충피해확대의위험지역지도를작성하였다. 솔수염하늘소의생식가능지역을예측한결과, 100년후에는오호츠크해연안까지북상할가능성이있는것으로나타났다. 둘째, 관동평야에서수목의쇠퇴를조사한결과, 공기가건조하고토양의보수능력이낮은토지일수록일본삼나무가쇠뇌하고있는것으로밝혀졌다. 또한일본삼나무침엽의광합성과증산속도를정량적으로평가한결과, 온도가높은범위에서는광합성의속도가크게저하되며, 온도의상승에따라증산에의한수분소비량이증가되는것으로밝혀졌다. 셋째, 일본삼나무쇠퇴위험도지도작성은세계농림업센서스, 환경성식생도, 임야모니터링조사데이터를이용하여일본삼나무림분포의표준메쉬데이터를작성하였다. 또한국지기후시나리오데이터와본연구에서얻어진성과를이용하여, 전국일본삼나

112 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 107 무림에관하여 100 년후의쇠퇴과정을추정하였다. 그결과, 일본삼나무림의생육비적지 ( 非適地 ) 면적은현재약 1% 이나, 100년후에는 10% 로증가할가능성이있는것으로나타났다. 한온대, 아열대, 난온대, 냉온대산림및인공생태계의기후변화영향평가연구의결과를바탕으로현지조사, 실험, 데이터해석을진행하여취약성지도가작성되었다. 이지도들은각생태계의영향을나타낸것이나, 다양한측면을지닌자연생태계를취급하고있기때문에각각의취약성지도의명칭은다르다. 취약성지도의각부문은식생대, 고산대식생, 오시라비소 20), 너도밤나무림, 일본삼나무림, 농지생태계로구성된다. 식생대는포괄적인생태계의변화를다루는생태계모델을이용하여지구온난화에의한영향을받을장소를선정하고그양상이변화하는장소를취약성이높은장소로가정하여지도화하였으며, 고산대식생은식생과기후변화와의통계적인관계를수식화하고지도화했다. 예를들어, 한온대식생의대표종인오시라비소와너도밤나무림의분포가능영역을정식화하고기온상승에의한변화를지도화했다. 그리고일본삼나무림의경우는인공림인일본삼나무림의쇠퇴원인을밝히고쇠퇴위험도를예측하고지도화하였다. 종합적으로각분야의취약성지도를이용하여온난화의영향이크게나타날것으로판단되는지역을선정할수있으며, 이자료는이후적응방법을검토하는데있어귀중한정보가될것으로판단된다. 일본에서는이후의과제로기후변화의영향을받는동식물의메커니즘을심도있게밝히고, 영향평가와취약성평가의한계를파악하며, 동식물의취약성을예측하고대응방안을수립하는데기초자료로제공될것이다. 연구진행후발견된문제점으로기후시나리오가일본처럼좁은국토에적용할경우에공간정확도가떨어진다는것이다. 현재이용하고있는기후모델의공간정확도가 250km 이상이지만, 생태계에따라서 20-50km 또는 1-10km 의공간정확도가요구된 20) 일본고유의전나무류에속하는식물로 ' 아오모리도도마츠 ' 라고도불림. 정확한일본어발음으로는 ' 오오시라비소 ' 임.

113 108 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 다. 현재단계에서지역기후시나리오의작성방법은기후모델의결과를통계적으로다운스케일링하는방법과지역기후시나리오에서출력된값을이용하는방법이있으나, 아직까지는지역기후모델의미래예측치를이용할수없는상황이기에차선책으로서통계적으로다운스케일링하는기법을택하였다. 현단계에서는기후모델의불확실성이매우높기때문에복수의모델에의한예측값을이용하여그차이를검토하는것이타당할것이다. 일본은전국적으로볼때비교적강수량이풍부하기때문에강수량이식물의성장에제한요인이되지않으나, 기온이상대적으로큰영향을미친다. 온난화는기온상승과함께강수량의변화를가져오지만, 고산생태계나여러산림생태계에서는강설의영향이큰것으로판명되었다. 각생태계의감수성이나취약성평가를위하여농업환경기술연구소에서개발한적설시나리오를기본시나리오로하여공통으로이용하고, 각생태계에따라서필요로하는정보가다를경우에는적절히수정하여이용하였다. 이후의과제에서는기존에이용한다운스케일링기법에의해작성된결과와지역기후모델에의해얻어진결과를비교검토하고, 지역기후모델의결과를이용한시나리오에의한영향평가를진행하는것이필요할것이다. 모델을이용한사례연구다음은모델을이용한사례연구를살펴본다. 살펴볼모델은 MINoSGI 모델과 Sim-CYCLE모델두가지이다. MINoSGI(Multilayered Integrated Numerical Model of Surface Physics - Growing Plants Interaction) 모델은산림생태계의취약성을예측하는데임목의생장에중점을두었다 (Watanabe et al., 2004). 이모델은산림생태계의역동성과미기후사이의상호작용을중요시하는특성이있으며, 산림의역동성을묘사하기위하여, 소면적의임분에서식물수고분류의관점을기반으로식물의밀도와무게의분포에관한지역평균예측방정식 (area-averaged prognostic equation) 을사용한다. 식물의생장과사망률은각각식물의수고분류를통한탄소수지균형을기반으로모델링되었다.

114 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 109 임관 (forest crown) 의지역평균미기후 ( 광선, 풍속, 온도, 습도, CO 2 농도 ) 는산림의미세기후를조정하는물리적, 생리적인과정을포함하는 1차원의다중임관모델에의해모의된다. 다중구조는각기다른환경에서각각다른크기와종의차이점을직접특정화하는것이가능하다. 이모델은주어진기상학적조건에서식물들간의경쟁을통한구조의변화에의한산림의에너지, 수분, CO 2, 운동량유동 (momentum flux) 을출력한다. 모델은상록침엽수림 (Criptomeria japonica) 에서 5년동안식물크기분포를관찰한데이터와모델의출력물을비교하여검증되었다. 모델은이기간동안총생체량의증가분을현실적으로평가하였다. MINoSGI 모델은두개의하위모델로구성된다. 첫번째모델은식물크기분포의역동성에관한모델이고, 두번째모델은식물임분의다중미기후모델이다. 이모델은식생의역동성과미기후라는두개의하위모델의조합으로, 순동화량과임분의구조가서로영향을주고받는관계임을나타낸다 (Watanabe et al., 2004). 먼저식물크기분포의역동성에관한모델은각각의크기에따른임분에서생장과사망의결과로크기분포의시간적인발전을나타낸다. 이모델은임분임관구조의평균값을제시하며, 이것은식물임분의다중미기후모델의입력물이된다. 그다음두번째모델은주어진대기조건에서광합성속도와호흡속도의수직적인특성을예측한다. 이출력물은첫번째모델로되돌아가고, 일정한시간간격후에새로운식물의크기분포를나타낸다. 이러한과정은임분규모에서식생과기후의동적인상호작용을모의할수있다. MINoSGI 모델은대규모연구에따른계산비용을감소시키기위하여, 지역평균예측방정식을사용하여산림의역동성을나타내었다. 이모델은생장량을기준으로산림의취약성을평가하는데도움을준다. 두번째모델은 Sim-CYCLE 모델 (Simulation Model of the Carbon Cycle in Land Ecosystem, Ito and Oikawa, 2002 ; Ito, 2005) 로생태계의취약성을토양탄소의변화를통하여예측한다. 그런데 Sim-CYCLE 모델은기후환경이변화할때식물생장, 토양탄소의축적, 생태계반응을모델링을통하여대기와육상생태계사이의이산화탄소교환을모의한다 (Ito, 2005). 이모델은시간, 이산화탄소농도, 광합성활성광선 (Photosynthetically Active Radiation : PAR), 기온, 대기습도, 토양표면온도,

115 110 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 토양온도, 토양수분함량, 풍속에의해시뮬레이션이이루어지는데, 이모델의육지탄소순환개요는다음과같다. Sim-CYCLE 모델은세가지의식물분류와두가지의토양분류로구성되어있다. 식물분류는잎, 줄기, 뿌리와 C3, C4 식물로구분되어총여섯개로분류할수있으며, 토양은낙엽층 (litter) 과부식층 (humus) 으로분류한다. C3와 C4 식물은생태생리적특성이다르므로분리되어계산되어야한다. 주로초본류와같은 C4 식물은 C3 식물에비하여광합성양은더많고, 기공전도도는낮으며, 대기중의 CO 2 에대한민감성이낮다 (Larcher, 2001). 토양유기탄소는전혀다른특징의전환율 (turn over rate) 을보이는낙엽층과부식층으로분류된다. Sim-CYCLE 모델은지구의연간총일차생산량 (annual NPP) 이 2000년대에는 Pg C/year에서 2090 년 157.6~175.8 Pg C/year 로평균적으로증가할것으로예상하고있다. 이와유사하게자가영양생물호흡량 (Autotrophic Respiration : AR) 은 65.8에서 82.8~94.3 Pg C/year, 타가영양생물호흡량 (Heterotrophic Respiration : HR) 은 58.2에서 73.6~81.2 Pg C/year 로증가할것으로보인다 (Ito, 2005). 이모델의구동결과국지적으로토양탄소가감소또는증가하는것으로나타나기후변화에따라취약성이높고낮은것을예측할수있었다. 바. 중국의산림부문취약성평가중국의산림부문취약성평가는발표된여러관련논문들을토대로조사되었다. 생태계에서의취약성은민감성과적응력의차이로나타낼수있다. 생태계의민감성은기후변화에의해유도된실재적이고잠재적인변화를포함하는식생유형의변화시기에따라결정된다. 또한생태계의적응은다른기후조건하에서식생유형의변화방향을의미한다. 생태계의취약성분석은일반적으로민감성과적응력, 그리고현실의취약성과미래의취약성을포함한다. 생태계의취약성을평가하기위해서는생태계의분포와기능을평가한다음, 이두가지를통합한다. 생태계분포를평가하는지수는식생유형의변화이며, 실재적이고잠재적인변화의시기와방향성이부지표 (subindicator) 가된다.

116 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 111 그리고생태계의기능을평가하는지수는순일차생산력, 식생탄소저장량 (Vegetation Carbon : VC), 토양에저장된탄소량을의미하는토양탄소저장량 (Soil Carbon : SC), 그리고순생태계생산량 (Net Ecosystem Production : NEP) 이며, 매년의다양성과경향이부지수가되며이상의모든지수를나타내는수단이바로민감성 (sensitivity) 과적응 (adaptation) 이다. 중국자연생태계의기후변화에대한취약성평가 21) 연구에따르면온난화의영향으로중국기후대의경계선이북쪽으로이동할것이다. 또한 CO 2 배출량이두배로증가한후에중국기후대와식생대의위도는북쪽이나서쪽으로이동할것이고, 식생대의범위, 면적, 한계도이에상응하는변화를발생시킬것이다. 또한각종류의산림대와적응수목의종자는북쪽으로이동할것이며, 수직지대분포는위쪽으로확대될것이다. 미래에연평균기온이 1 상승하면일반중국의봄물후 ( 物候 ) 기는 3~4일앞당겨지고, 가을은 3~4 일연장될것이다. 생장기간은 6~8일연장되며과실이나종자의성숙기간은앞당겨지는데, 이변화폭은봄에더욱클것이다. 일반적으로북쪽의물후현상을앞당기거나연장하는폭이남쪽보다크다. 미래중국에서변화될것으로예상되는기후대는다음 < 표 3-12> 와같다. 21) Li et al., 2005a

117 112 기후변화영향평가및적응시스템구축 III < 표 3-12> 미래중국의기후대변화예상 현재한온대대부분지역중온대면적의 1/2 난온대의대부분북아열대대부분중아열대남아열대변연여대의대부분중열대의해남도남단한대아한대고원온대 미래중온대난온대북아열대중아열대남아열대변연열대중열대적도대아한대고원온대난온대, 북아열대 자료 : Li et al., 2005a 개선된 CEVSA(The Carbon Exchange between Vegetation, Soil and the Atmosphere) 생물지구화학모델을사용하여미래의기후변화가순일차생산력 (NPP) 에미치는영향을평가하였다. 그결과중국의자연생태식생의 NPP는기온이 2 혹은 4 증가하고강수량이 20% 증가하는데, 습한지역에서증가하는폭이크고가뭄과반가뭄지역에서는증가하는폭이작은것으로나타났다. 이것은중국 NPP를제한하는주요원인이수분부족임을의미한다. TEM(Terrestrial Ecosystem Model), KBIOME 과정모델, 그리고 3개 GCM 의예측결과, 대기 CO 2 농도가두배로증가하는조건에서중국의 NPP가 30% 정도증가한다고예측되었다. 위의연구는생산력의변화원인을분석하고구분한것으로, 증가하는 NPP 중에서 12~21% 는생태계기능변화에서나타난것이다. 즉 CO 2 상승으로인한기후변화가직접적인영향을미치는것이다. 11~17% 는생태계의구조변화에서생겼다. 즉, 비교적생산력이높은생태계가생산량이낮은생태계를대체하는것이다. 慈龙骏 (Li et al., 2005a 에서재인용 ) 은 HadCM2모델을사용하여전지구적인기후변화하에서미래중국의사막화, 생물기후종류구역의변화를예측하였다. 그결과각기후대의면적은증가하는추세를나타내는데, 그중에서극단가뭄지역과아습윤가뭄지역에서증가하는폭이가장크고반가뭄지역은덜하다. 이지역은중국북쪽

118 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 113 생물기후에서가장큰생산잠재력을가진곳이다. 가뭄이계속되면사막화는점점가속화될것이다. 즉사막화생물기후종류구역의면적이증가하는추세를나타낸다. 赵跃龙 (Li et al., 2005a 에서재인용 ) 는수자원 ( 강수량과강수변률 ), 열량자원 ( 일평균기온 10 ), 간조도, 토지수량과질량 (1인당평균경지면적, 토양의비옥도 ), 지표식생피복도를선택하여취약성평가의지표로사용하였다. 동시에경제발전수준 (1인당평균 GNP, 농민 1인당평균순수입, 1인당평균공업산치 ), 사회발전수준 ( 엥겔계수, 인구소양 ) 을고려하여평가지표시스템을수립했다. 북경, 천경, 상해, 해남도, 대만성을제외한 26개성의취약성을평가한결과, 중국서쪽 12개성, 구, 시는전부특강과강도의취약구역으로나타나며, 특강취약지역 8개성중에서 7개는서쪽성구이다. 李克让외 (Li et al., 2005a 에서재인용 ) 는중국의현재산림실태와미래기후변화영향에서의취약성연구를전개하였다. 우선임지질량, 수령구조, 산림화재와목재제공으로현실취약성지표를만들고, 또한종류의변화, 생산력의변화, 산림화재위험으로미래취약성지표를만들었다. 위의지표를통해중국산림의현실취약성을분석하고, CO 2 농도가두배로증가한상황에서미래중국산림의취약성을계산하여면적과종합특징을포함시켰다. 이연구를통해전지구기후변화가중국산림에미치는영향이가장큰구역은주로서남, 화중과화남등의구역임을알수있었으며, 이는현실의취약성분포와비슷하다. 영국 Hadley 기후센터의 GCM2 HadCM3에서도출한 A2와 B2 기후변화시나리오를 CENTURY 생태모델에적용하여모사하고 (2071~2090년 ), 중국생태계취약성을기준연도 (1961~1990 년 ) 와비교한연구가있다. 중국아열대상록활엽수림이경도취약에서중도 ( 中度 ) 취약으로변하고, 내몽골의초지는취약성이매우높은지역 ( 重度 ) 에서중간정도의중도 ( 中度 ) 취약성을가지는지역으로변하며, 중도 ( 中度 ) 취약은경미취약으로변했다. 기타종류는여전히경도취약이다. 이외에생태모델 CEVSA 를이용하고모의한결과 B2 시나리오의경우에는중국동북지역의생태계취약성이낮아졌고, A2의경우에는중국화동지역생태계의취약성심해졌으나아직생태계가붕괴하는상황은나타나지않았다.

119 114 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 중국생태계의기후변화취약성에대한연구는아직많은불확실성의문제가존재하고있다. 즉, 1기존의취약성연구는거의대부분은정성적인분석이고, 여전히취약성, 민감성, 적응력에대한정량적인방법, 모델, 지표체계가부족하다. 2생태계는대기와밀접한관련이있는동태적인시스템인데반하여기존의기후변화영향평가모델은대부분정태나통계모델이고, 정태의과정이나메커니즘이비교적적다. 3영향을연구하고, 모델파라미터를확정하며, 모델을검증하기위한현장실험연구는아직도많이부족하다. 4각종모델을검증하는데에필요한높은분해능력, 긴서열이있는기후, 식생, 토양, 생산력, 생물량등의데이터가부족하다. 5모델의분해능력을높이기위해서사용한강척도 ( 降尺度 ) 는대부분간단한내차입법이다. 비교적좋은통계학차망격법 ( 次網格法 ), 특히높은분해능이있는동력학모식방법을모색할필요가있다. 6극단적기후사건의취약성을연구하는것이아주중요하다. 그러나연구의빈약, 불확실성도큰문제다. 7기후변화는자연생태계취약성을평가하는데에여러영역, 즉생물다양성, 고원생태계를연구하는데빈약하고부족한부분이있다. 8기존의평가결과는여전히비교적큰불확실성이있고, 특히정량적으로분석하기어렵고대규모의비가역적인영향을갖는사건이발생할수있다. 따라서앞으로는위에서나열한불확실성의요인들을제거하거나축소하는방향으로연구의초점이맞춰질것이다. 취약한생태계환경정량적평가방법의연구 22) 취약한생태계는지역과원인에따라각기다른특징을나타낸다. 예를들어, 중국고지대의황폐지는지표면의수분과토사의유실이중요한요소이고, 서북쪽의가뭄지역과반가뭄지역에서는수분부족이중요한요소이며, 남아열대의산악구역은토양과용수의부족이중요한요소이다. 그리고윤남동북지역은지형이가파르고식생이부족하여폭우시물과토양을쉽게유실하고, 산사태가일어날수있다. 또한동북지역과서북지역은염소가토양에유입된다. 즉, 취약한생태계는사막화와돌과자갈이되는과정인석력화 ( 石砾化 ) 가발생하고, 물과토양이유실되며비옥도가낮아진다. 또 22) 趙와張, 1998

120 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 115 한건조화와식생의쇠퇴현상이일어나며, 토지의질이저하되고, 재해의빈도와강도가증가한다. 취약한생태계는자연, 사회, 경제와밀접하게연관된것으로, 자연환경조건과인간의생산활동및역사의발전과정과상호작용한결과이다. 따라서취약한생태계의원인과유형의특징이다를지라도최종적으로는경제와사회시스템의취약성과일치하는경향을나타낸다. 취약한생태계는주로농업생산능력이낮고공업이낙후하며, 질병이많고, 인구밀도가낮으며, 빈곤한것으로나타나고있다. 생태계의취약성을평가하기위해서는지표체계를제대로설립하는것이중요하다. 취약한생태계의원인과그유형의특징을분석하여취약성지표를얻을수있다. 중국은국토면적이넓기때문에생태유형이복잡하고다양해서생태계취약성을초래하는주요인자는지역마다다르다. 또한취약한생태계의주요유형의특징도다르고, 선택하는지표도다르다. 따라서생태계취약도의평가결과간비교를용이하게하기위하여, 이연구에서는지표획득의용이성, 비교가능성, 간결성을고려하여생태계취약성유형의지표를교정하였다 (< 표 3-13> 참조 ). < 표 3-13> 취약생태계평가지표체계 주요원인지표 결과유형지표 - 수자원 - 열량자원 - 건조도 - 1인당평균경지면적 - 지표식생피복도 - 경제발전수준지표 - 사회발전수준지표 자료 : 趙와張, 1998 수자원측면에서는주로강수량, 강수의안전성, 강수관개이용, 빗물변화율, 지하수광화도등의영향으로인하여생태계의취약성이나타나게된다. 이연구에서는취약생태계의수자원을평가하는지표로강수량을선택하였다. 중국북쪽반건조-반습윤구역은경지작업과목축업의과도구역이다 ( 농목혼합지대 ). 이지역은역사적으로농업과

121 116 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 목축의변화가비교적빈번하고큰편이다. 이구역에서토지이용방식에영향을미치는요소는수분조건이다. 수분의공급원은강수로, 연강수량은많을수록토지이용이유리하다. 연강수량이 400mm 이상이면기본적으로봄밀의기본수요를만족할수있고, 400mm 이하이면수확이불안정할것이다. 냉온작물과중온작물을수확하기위해서는연강수량이 350mm 이상이어야한다. 천연교목의한계선과강수량의관계도아주분명하다. 천연교목림이생장하는지역의연강수량은모두 400mm 이상이다. 열량자원의측면에서는열량이충분한지판단하기위해서는 10 이상의연속온도가중요한지표로이용된다. 열량자원은생태계의취약성에직접적으로영향을줄뿐만아니라, 수자원과의배합의상황 ( 건조도 ), 식생분포유형및분포밀도를통해서취약생태계에영향을미친다. 건조도 ( 乾燥度 ) 의경우에는수열의배합이부적합하면, 기후가무덥고건조해져서극도의건조를초래할수있다. 예를들어운남원모 ( 元謀 ) 현의경우덥고건조하기때문에연강수량이 50mm 를넘지않지만, 증발량이 mm 가된다. 건조도가클수록생태계는취약해지며, 건조도의크기는생태계취약성의크기와상관이있다. 1인당평균경지면적은인구와토지라는두가지자원과이둘이결합하는상황을대표한다. 취약생태계를구성하는주요원인중하나이며, 생태계의취약성과부의상관관계를가진다. 취약강도는거의대부분식생의피복도 ( 지표노출도 ) 와비교적양호한상관관계를가진다. 생태계취약성은지표면의식생피복도와음의상관관계를나타낸다. 지표면의식생피복도는산림피복률로표시할수있다. 단, 산림피복률로지표면의식생피복도를표시하면농업, 임업, 목축업의토지이용을구분할수없다. 일반적으로산림지역의산림피복도가높으며, 농업과목축업지역은작다. 이때문에농업, 임업, 목축업지역간의생태계취약성을비교할수없다. 이러한단점은농업현대화 ( 즉, 농업생산수준 ) 수준지표에의해교정된다. 그이유는일반농업지역은산림피복도가낮지만농업의현대화와경제발전수준이높고, 반면에산림지역은산림피복도는높지만농업의현대화와경제발전수준이낮기때문이다. 목축지역은산림피복도가낮고, 농업현대화의

122 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 117 수준도낮다. 따라서목축지역에서생태계취약성의강도가비교적크게나타난다. 취약생태계의지표체계는인구, 사회발전, 환경정체능력과잠재능력의정도를평가하고, 환경을지속적으로안정하게이용할수있는지에대하여종합으로평가하는기준이된다. 위의과정을통하여취약생태계의지표를귀납할수있다. 경제발전수준지표는농공업발전수준지표와종합경제발전수준지표를포함한다. 농공업발전수준지표는농업화와공업화의현대화수준을포함하고, 종합경제발전수준지표는평균 GDP와평균순수입으로구성된다. 농공업현대화수준은모두생태계의취약성과부의상관관계를가진다. 사회발전수준지표는엥겔계수와인구소질두지표로표시한다. 인구소질은문화소질과신체소질 ( 건강상황 ) 로구성된다. 이중에서문화소질은교육수준으로평가하고, 신체소질은수명으로평가한다. 이연구에서는위의분석을통하여취약생태계를평가하는일련의지표체계를산출하였다. 총 11개항목의지표가포함되며, 건조도와엥겔계수의크기가취약성과양의상관관계를가지는것을제외하고, 나머지 9개항목의지표는모두취약도의크기와음의상관관계를가진다. 취약한생태계를정량적으로종합평가하려면, 각지표의중요도에대한구체적인수량화가선행되어야한다. 통상적으로지표의권중을이용하여전체지표체계에대한각지표의상대적인중요성정도를표시한다. 특정한취약생태계를정량적으로종합평가하기위해서는정확하게평가지표를선정하고, 각지표의권중도확정해야한다. 그동안우선순위를토대로가중치를두는권중 ( 權重 ) 을확정하는문제에대한많은연구가수행되었다. 연구자의경험과주관적인판단을기초로하는경우도있고, 수학적인방법으로하는경우도있다. 예를들어경험권수법 ( 權數法 ), 전문가상담법, 통계평균법, 지표치법, 인접지표비교법, 용통선호행령법, 포본권수법 ( 權數法 ), 비중권수법 ( 比重權數法 ), 점차회귀법, 회색관련법, 주로성분분석법, 단계분석법, 모호역방정법등이있다. 수학적인방법을이용하는것은주관성을감소시킬수있으나, 다른측면으로는임의의수학적방법을응용할때에일정한제한성이있다는단점이있다. 게다가수학

123 118 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 방법의선택및원시데이터의수집과응용에도주관성이개입될여지가있으며, 융통성이비교적낮다. 이연구에서는주관성을최소화하고, 권중의객관성과정확성을제고할뿐만아니라, 융통성과조작성의원칙에따라전문가상담법을선택하였다. 지표체계를수립하고, 각지표에권중을부여한후에수식을이용하여생태환경취약도를얻을수있었다. 이연구의지표체계및평가방법은지표의획득성과정련성을충분하게고려하였다. 이지표를이용하여전국 26개성, 구의취약도를계산하여연구방법의정확성을검증하였다. 그결과실제상황과기본적으로일치하였으며, 각성, 구내현 ( 區內懸 ), 시 ( 市 ), 기 ( 旗 ) 간의대조평가에사용할수있었다. 기후변화의영향에서생태계에대응하는취약성의인구신경네트워크모델평가 23) 생태계의실제상황과외적인교란에대한생태계의반응을고려하여, 다음절차에따라생태계취약성평가에사용한다. 1생태계의비정상적인종합증상을지표로생태계의상태진단, 2생태계가교란을받은후에원래상태로회복하는추세를이용하여, 생태계의저항력과회복력평가, 3외부의위협인자가생태계에미치는위험을평가한다. 평가지표는유형에따라아래와같은종류를자주사용한다. 1상황표징지표 : 이는생태계의현재상태와추세에관한지표이다. 생태계수량, 질량, 멸종및서식처유형을평가하는데에쓰인다. 2압력표징지표 : 이는기후변화인자이다. 예를들어, CO 2 의농도변화, 온도상승, 강수량변화등이있다. 3이용통용지표 : 이는생태계의가치를이용한지표이다 ( 재화와용역의두방면이포함된다 ). 4호응표징지표 : 이는생태계가기후변화의영향을받은후에나타날수있는증상지표이다. 예를들어, 생물다양성의증감, 일차생산성의변화등이있다. 기후변화에대한생태계취약성의지표체계는총지수 (total index), 지표집합 (indicator set), 지표 (indicator) 로구성된다. 총지수는생태계의취약성으로표시되고, 23) Li et al., 2005b

124 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 119 지표집합은구조적, 기능적, 서식처의지표집합으로나타난다. 그리고각각의지표집합은생태계의구조와기능을고려하여 2개의지표로구성된다. 종다양성, 군체피복도, NPP, 우점종의연생장량, 표면산도, 토양탄소밀도이다 (< 표 3-14> 참조 ). 이시스템을통하여생태계의취약성을경미취약, 중도취약, 중대취약및시스템붕괴로나누었다. 각지표의취약성등급구분은모두생태적기준 (ecological baseline) 을바탕으로하였다. 생태적기준은자연생태계에서적당한환경조건의시작상태와특징을말하는것이다. 이연구에서생태적기준을설정하는방법은두가지이다. 하나는생태계주요성분의생리생태폭에의하여생태계위치를계산하는것이며다른하나는어떤유형의생태계에서현재구역의평균특징치를선택하여생태기준으로하는것이다. < 표 3-14> 기후변화에대한생태계취약성의지표체계 총지수 (total index) 지표집합 (indicator set) 지표 (indicator) 구조적인지표집합 종다양성군체피복도 (community coverage) 생태계의취약성 기능적인지표집합 NPP 우점종의연생장량 서식처지표집합 표면산도토양탄소밀도 자료 : Li et al., 2005b 생산력은생태계구조와기능의중요한지표이며, 생태계의취약성을평가하는주요근거이다. Odum(Li et al.., 2005b 에서재인용 ) 은전지구생태계 1차생산성의평균으로여러임계치한계를구분하였다. 생산자가외부의영향에대하여역방향으로갱신한다면, 1차생산성은감소할것이다. 생물다양성이생태계의안전성에얼마나영향을미치는지에대한논쟁은여전히존재하지만, 여러수학자들은생물다양성이높을수록생태계의안전성이크고생태계의취약성이낮다고생각한다. 군체피복도의높이는직접적으로군체내외의자연환경에영향을미칠뿐만아니라군체의수직적인구조, 생물의자원경쟁등에중요한영향을미친다. 우점종의연생장량은생태계의활력으로반응한다. 연생장량이크면환경조건이적당하다고볼수있고, 동시에우점종이외계교란에

125 120 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 저항하는능력이강하다고도표현한다. 생경상황지표집단의지표건조도는생태계생경의수열상황을반응하는종합지표이다. 토양탄소밀도는일정한정도의토양비옥도상황을반영한것이다. 생태계취약성평가는여러요소와여러분지표를동시에고려해야한다. 지표를서로연결하고, 상호작용을고려하여종합평가체계를구성한다. 지표종합평가방법에대한연구는점차발전하는추세이다. 그러나평가과정에서다른차원을가지고다른유형과다른물리적의미를대표하는지표를어떤구간에귀화하고실제적인상황을반영하는지, 종합평가지표중에각지표의권수 ( 權數 ) 를확정하고인위적인요소를최대한제거하는지등의문제는더깊이탐구할필요가있다. 이연구에서는인공신경네트워크에근거한종합평가방법을제시하였으며, 위에서언급한두방면을개선하고자하였다. 1 적당한네트워크유형인 ANN(Artificial Neural Network) 소프트웨어 (STATISTICA Neural Network 4.0) 를사용하였다. 네트워크유형에는다중인식 (Multi-layer perception : MLP), 개선된 BP(Backpropagation), RBF(Radial Basis Function) 및 SOFM(Self Organized Feature Map) 등이있다. 원시데이터를소프트웨어에입력하고프로그램을사용하여적당한네트워크유형과구조를확정한다. 2 네트워크훈련데이터를준비한다. ANN의평가형작업의특징에의하여네트워크훈련데이터는통상적으로각연구대상의평가표준으로구성된다. 이연구에서는평가구역의실제상황을결합하고인공신경네트워크의훈련데이터군을설립하였다. 표본의크기를증가하기위하여훈련데이터에대한선형내삽을실행한다. 네트워크의적응력을증가시키기위하여부분훈련표본에인공적으로소음을첨가하였다. 3 네트워크에대한검사및성능과오차를확인한다. 4 훈련된네트워크를사용하여오프라인평가를실행한다.

126 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 121 이연구에서는온대낙엽활엽수림생태계의 NPP 기준치를 1,000g/ m2 /year 로정하였다. 이는중국 49개표본의온대낙엽활엽수림의 NPP 평균치가 1,002g/ m2 /year이고, 세계온대낙엽활엽수림의 NPP 평균치도약 1,000g/ m2 /year이기때문이다. 토양유기탄소의생태적기준은세계온대산림의평균치로결정하였다. 중대취약지역은거의황무지생태계의토양탄소밀도값과같다. 지표면건조도를계산하는공식은많지만, 이연구에서는 Penman 공식을이용하여 1.0을습윤과가뭄의분계선으로지정하였다. 연구대상의특징과프로그램의출력물에의하여다중인식, MLP 네트워크유형을사용하였다. 생태계취약성지수수치의범위는 0~4이며, 0은생태적기준, 1은경미취약, 2는중도취약, 3은중대취약, 4는시스템붕괴를대표한다. 수출지수는비음정수이고생태취약은 2개의등급사이에위치한다고표시한다. 만약지수가 1.5면생태취약성등급은경미취약과중도취약사이에있다. 인공신경네트워크를정립한다음, 여러데이터를내삽한후훈련과검사를한다. 온대낙엽활엽수림에대한 ANN 평가를살펴보면, 우선연산산지에위치하는무령산 ( 霧靈山 ) 자연보호구역의산지상수리나무종류의자작나무생태계를연구대상으로선택하였다. 이연구는 NPP 데이터와우점종의연간생장량을선형내삽하여생태계의동태를모의하였다. NPP 데이터는曹明圭모델 (Li et al.., 2005b 에서재인용 ) 로계산하고, 우점종의연간생장량은몽골상수리나무, 요동상수리나무, 자작나무와백양나무의기온-강수생장곡선을사용하여추정하였다. 지표건조도는잠재적인증발과강수량의비례치를선택한다. 토양탄소밀도는문헌에서제공하는방법으로계산하였다. 위에서술한네트워크를사용하여생태계취약성을평가한결과는다음과같다. 1961~2000 년평가구역의온대낙엽활엽수림생태계취약성지수는 0.64~1.80 사이에있다. 평균치는 이고, 기본적으로경미 ~ 중도취약에속한다. 연산산지의자연보호구역은인간에의한교란은거의없다. 따라서평가결과가기본적으로생태계의취약성특징을반영하였다. 취약성에영향을미치는요소는지표면건조도가취약성과상관성이제일높았으며, 그상관계수는 였다. 그다음은우점종의연간생장량으로상관계수는 이었다. 토양탄소밀도와 NPP의취약성과의상관계수는각각 ,

127 122 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 로유의성이검증되지않았다. 이연구에서는평가구역에서의 1961~1970, 1971~1980, 1981~1990 과 1991~2000년 4시기의생태계취약성변화의동태추세를파악하였다. 각시기의지수변화추세율은 , -0.45, , 을나타내었다. 각취약성지수변화의추세를살펴보면앞의 3개단계 (1961~1990 년 ) 에서는생태계취약성지수가감소하며, 1991~2000년취약성지수만증가하였다. 이것은근기에이구역생태계의취약성이증가하는추세를보이고있음을의미한다. 이연구의결과를요약하면, 우선생태계의취약성을평가하기위하여산림과초원생태계에초점을맞추고지표체계를제시하였다. 구체적으로생물다양성, 군체피복도, NPP, 우점종의연간생장량, 지표면건조도, 토양탄소밀도등이있다. 여기에생태계의구조, 기능과생태환경이포함된다. 생태적기준과평가지표체계는분급표준에의하여온대낙엽활엽수림생태계의취약성평가기준을정했다. 신경네트워크프로그램을통해서이연구는 의다중인식, MLP 를설립했다. 이를구역단위의생태계취약성의동태평가에사용하였다. ANN모델평가결과, 온대낙엽활엽수림생태계는 1961~2000 년사이에취약성지수가 0.64~1.80 이었다. 취약성등급으로나누면경도취약 ~ 중도취약사이에있다. 취약성변화의추세를보면 1961~2000 년사이에취약성지수가약간증가하였다. 이연구는또인공신경네트워크를이용하여생태계취약성평가에사용하였는데, 연구결과이방법은유효하고실행이가능한것으로밝혀졌다. 그러나이모델에도여러가지문제가존재한다. 선택한지표의데이터가제한적이고, 평가지표의선택및각등급임계치의확정은여전히논의의대상이다. 연구에서사용한군체생장량은주로기후인자로결정하였지만, 앞으로는토양, 지형등기타요소의영향을고려해야할것이다. 뿐만아니라, 네트워크의유형, 구조와성능등을최적화해야한다. 동일한답을구하는문제에서도다른네트워크유형과구조때문에계산결과에약간의차이가있다. 성능이더좋은네트워크모델을탐색할필요가있다.

128 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 123 중국자연생태계의취약성평가에관한연구 24) 이연구는자연상황에서기후조건및기후변동이생태계에미치는영향에중점을두고있다. 따라서지표의선택은주로생태계유형분포와기능의변화에중점을두고있다. 지표의자세한설명은 < 표 3-15> 와같다. < 표 3-15> 자연생태계에서취약성을평가하기위한지수 생태계취약성통합 평가지표부지표지표표시수단 생태계분포평가 생태계기능평가 식생유형의변화 순 1 차생산력 (NPP) 식생탄소저장량 (VC) 토양탄소저장량 (SC) 순생태계생산량 (NEP) 실제변화횟수실제변화방향잠재변화횟수잠재변화방향 연간다양성경향연간다양성경향연간다양성경향연간다양성경향 민감성적응력민감성적응력 민감성적응력민감성적응력민감성적응력민감성적응력 자료 : Yu, 2006 생태계유형분포변화의평가지표는일정한시간척도내에식생유형이실제적으로발생한횟수및식생변화의방향, 식생유형의잠재적인변화횟수및변화방향등의지표로구성된다. 이중식생변화횟수지표는생태계유형의기후변화에대한민감성을나타내며, 식생변화방향은생태계유형의기후변화에대한적응력을대표한다. 생태계기능변화평가지표는주로기후조건이미치는영향의메커니즘과정, 즉기능변화의상황을반영하는데에중점을두고있다. 생태계기능을나타내는 NPP, VC, SC, NEP 의변화율과이변화율의변화추세등의지표에의하여기후변화에대한생태계의민감성과적응력을정의한다. 위의두작업을통하여기후변화의취약성에대한생태계유형분포와생태계기능의평가지표체계를구성하고각각의평가를진행한다. 그후에생태계 24) Yu, 2006

129 124 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 유형분포와기능의민감성과적응력지표를종합하여기후변화에대한생태계의종합적인취약성평가지표를구성하고생태계의종합적인취약성에대한평가를진행한다. NPP, VC, SC, NEP의변화추세는생태계적응수준을대표하기때문에이것은취약성평가중에서대표적인지표이다. 변화추세가증가하는것은특징량의변화율이증가함을의미한다. 이것은생태계가기후조건에대한적응력이낮고, 생태계의변화율이시간에따라커짐을의미한다. 외계의변화는생태계안전성에불리한영향을미친다. 이와반대로변화추세가감소하면생태계의적응력이강한것을의미한다. 따라서생태계취약성을종합평가할때, 각특징량의변화추세를적응력지표에대한자료로비교하여분석한다. 이연구는식생, 토양, 대기사이의탄소교환 ( Carbon Exchange between Vegetation, Soil and Atmosphere : CEVSA) 모델을사용하는데, 취약성평가에적용하기위해서는개선이필요하다. CEVSA 모델은생물 물리, 식물생리생장, 토양탄질전환의현상을결합하여기후조건이생태계에미치는영향을평가하는것이다. 이연구는중국자연생태계의취약성을평가하는것으로인간이생태계에영향을미치고있으며실제의생태계는그생태계의잠재적인상황과는다르다는사실에착안하여그목적에맞게모델을개선하였다. CEVSA 모델의입력자료는주로기후변량을포함한다. 예를들어온도, 강수량, 습도, 운량 ( 雲量 ), CO 2 농도와질소침강비율, 토양파라미터, 초기식생유형등이다. 개선후에초기식생유형의수입데이터는 1961~1990 년평균기후조건에서의중국잠재식생분포의데이터이다. 개선후의 CEVSA 모델은생태계의물, 탄소, 질소순환및순1차생산력과순생태계생산을모의할수있을뿐만아니라, 식생유형의분포및변화상황을모의할수있다. 중국자연생태계유형분포의취약성평가의결과, 현재의기후조건에서중국자연생태계유형분포의취약성은총체적으로낮다. 그리고중국산림생태계의유형취약도도기본적으로모두낮다. 대부분의산림생태계유형은이연구기간에는변화가없다. 기본적으로취약하지않거나 ( 不脆弱 ) 미미한정도의취약성 ( 輕度脆弱 ) 을가지고있는산림생태계가많으며, 어느정도취약하다고밝혀진 ( 中度脆弱 ) 산림생태계도아주

130 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 125 적다. 중도취약성이상의생태계는총면적의약 21% 이다. 이중에극도취약 ( 極度脆弱 ) 생태계는 3.4%, 고도취약 ( 高度脆弱 ) 생태계는 2.8%, 경도취약생태계와불취약의생태계는각각 32% 와 41% 를점유한다. 중도이상의취약생태계대부분이생태계과도지역과서북지역및청장고원 ( 靑藏高原 ) 남부지역에있다. 이런지역에서는기후변화에대한생태계유형의반응이민감하다. 또한이지역의많은생태계가기후변화에대한부적응 ( 不適應 ) 을나타낸다. 따라서이런생태계유형이취약성이높다. 중국의식생피복도는동쪽이서쪽보다높고, 산림식생은주로중국동쪽에분포하고있다. 서쪽의식생피복도는비교적낮으며, 주로초원, 황무지와나지와관목림으로구성되어있다. 좀더구체적으로말하면, 상록활엽수림은주로중국화남지역의남쪽에분포하며, 혼합림은주로화남북쪽, 화중, 화동남쪽및동북지역의동쪽과화북북쪽의좁은지역에분포한다. 낙엽활엽수림은주로화동지역의중, 동쪽에있으며, 낙엽침엽수림은동북지역의북쪽에있다. 상록침엽수림은주로서남지역에있고, 티베트에도소량분포한다. 초원생태계는주로내몽골지역과서북지역북쪽등의구역에있다. 기후변화가중국자연생태계에미치는영향은 Hadley RCM A2 상황에서미래 100 년동안의중국식생유형의변화 (< 그림 3-20>) 는현재와크게다르지않다. 주로과도 ( 過渡 ) 생태지역과서북지역의초원, 황무지생태계구역에서식생유형이변화한다. 미래기후변화로인한중국잠재식생에대한영향은전체적으로유리한것이다. 중국산림식생유형은낙엽침엽수림을제외하고모두각기다른정도로증가하였다. 그러나분명한것은미래의기후변화가중국의황무지면적을증가시키고, 초원면적을감소시킨다는점이다.

131 126 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 자료 : Yu, 2006 < 그림 3-20> 2100 년 Hadley RCM A2 시나리오에따른잠재식생분포 현재기후조건에서중국자연생태계유형분포의취약성이전체적으로비교적낮다. 특히산림생태계취약성이기본적으로모두불취약이나경도취약이다. 일부지역만이중도취약지역이다. 지금의기후조건에서유형취약성이높은생태계는주로내몽골과화북지역의접경에있는생태과도지역및서북지역과청장고원 ( 靑藏高原 ) 남쪽지역에있다. < 그림 3-21> Hadley RCM A2 시나리오에서자연생태계의통합적취약성분포 자료 : Yu, 2006

132 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 127 미래의기후변화는중국자연생태계유형분포의취약성을증가시킬것으로판단된다. Hadley RCM A2의모의에의하면, 21세기말까지중국대부분지역에서자연생태계유형분포의취약성이지금보다일정하게증가할것으로나타난다. 특히산림생태계유형의취약성이현저하게증가할것이다. 주요분포구역은여전히과도생태지역과서북지역의황무지-초원생태계지역등에집중하게될것이다. < 그림 3-22> 는 년사이의각각다른취약성을가지는면적의비율을나타낸다. < 그림 3-22> 2071 년 ~2100 년사이의각각다른취약성을가지는 자료 : Yu, 2006 면적의비율 4. 수자원부문수자원부문은국내외적으로다른부문에비해상대적으로기후변화영향평가및취약성평가와관련한자료가많이축적되어있고연구가활성화되어있는분야이다. 따라서본절에서는국외의수자원분야취약성평가연구사례를간략히살펴본후, 본연구의수자원분야취약성평가에직접적용된기법 ( 극한현상의취약성평가방법 ) 을중심으로그접근방법을세부적으로설명한다.

133 128 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 가. 국외취약성평가연구사례기후변화는수자원의다양한요소에영향을미칠것이다. 예를들어, 기후변화로인해하천의유출량이감소할경우수중생태계, 전력생산, 수질문제, 생공농업용수의공급문제등이발생할수있다. 또한가뭄이나홍수와같은극한현상의강도및빈도가변화됨에따른문제도발생할것이다. < 표 3-16> 은 IPCC(2001) 보고서에서제시한수자원요소별연구사례들과최근의대표적인연구사례들을정리하여제시한것이다. 수자원의다양한분야들에대한평가들이이루어졌으며, 최근에는극한현상의변동성을평가하기위한연구들이주를이루고있다.

134 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 129 연구주제연구지역연구사례 공공용수공급 물공급시스템 지하수공급 공급시설관개 작물생산량 관개시설정비지역전력생산 수력생산 ( 저수지및댐 ) 수력생산 ( 호수 ) 운하 하천운하 호수운하 극한현상 ( 홍수 ) 극한현상 ( 가뭄 ) 오염관리와수질 관리, 오염수처리 저수량및하천유지유량 수중생물 친환경측면의하천유지유량 자료 : IPCC, 2001 < 표 3-16> 수자원연구사례 Four U.S. basins Texas, USA Rhine River New York, Indiana, and Oklahoma, USA Georgia, USA Southeast USA Nordic region Columbia River,USA/Canada Rhine River Great Lakes Rhine basin Eastern Australia Ontario river, Canada River Meuse, Netherlands USA USA, Africa and Australia Slovakia Columbia River,USA/Canada Midwest, USA Lettenmaier et al.(1999) Loaiciga et al.(1998) Grabs(1997) Tung and Haith(1998) Hatch et al.(1999) Robinson(1997) Lettenmaier et al.(1999) Cohen et al.(2000) Grabs(1997) Chao and Wood(1999) Grabs(1997) Minnery and Smith(1996) Cunderlik and Simonovic(2005) Leander et al.(2005) Dai et al.(2004) Carmichael et al.(1996) Cohen et al.(2000) Eheart et al.(1999) 기존의수자원부문의취약성을평가한연구들을크게방법론적으로나누면, 평가모델을이용하는방법과지표를이용하는방법으로구분된다. 평가모델을이용하는방법은특정유역에대해보다현실적인결과를얻을수있는장점이있으나많은자료와작업이요구된다. 이에비해지표를이용하는방법은모델을이용하는방법에비해간단하면서도유역별취약성뿐만아니라상대적취약성또한파악할수있다는장점이있다. 평가모델을이용한대표적인연구로, Lettenmaier et al.(1999) 은미국의주요 6개유역에대해수자원시스템모형을이용하여전력생산, 용수공급, 레크리에이션, 홍수방

135 130 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 어, 운하등에대한영향을평가하였다. 그결과 Missouri 와 Columbia 유역에서전력생산및용수공급이감소, 홍수위험이증가할것으로전망하였다. 이연구는기후모델과유출모형그리고저수지운영모의를포함한체계적인연구로서평가에필요한자료가용성과신뢰도가확보된다면국내에서도적용할수있는좋은연구사례로판단된다. 취약성지표를이용한대표적인연구로는 Hurd et al.(1999) 의연구가있다. 이들은미국전역에대해물공급, 분배, 소비, 하천유입량, 수질, 생태계측면의 9개지표를선정하여기후변화에따른수자원의취약성을평가하였다. < 표 3-17> 은 Hurd et al.(1999) 이사용한지표들을나타낸것이다. 값이 1이면낮은취약성 (low vulnerability) 을, 2이면중간정도의취약성 (medium vulnerability) 을, 3이면높은취약성 (high vulnerability) 을뜻한다. < 표 3-17> 에제시된지표이외에도산업용수이용의유연성, 수운, 수질등에대해서도평가하였다. 이연구는미국의 204개유역에대해기후변화를고려하지않고현재의기후상태에대한평가결과를제시하였다. < 그림 3-23> 은용수사용량, 하천유량의변동성, 증발산율, 지하수취수, 공업용수사용량등의자료를이용하여평가한취약성지도를나타낸것이다. 그결과미국의남서부지역이상대적으로현재의기후상태에서취약한것으로분석되었다. 이결과는각유역별로평가된취약성지표들의평균값을이용하여분석한것이다.

136 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 131 지표설명평가기준 Level of Development QW/Qs Natural Variability Qs/Qs=CV Dryne88 Ratio (P-QS)/P Groundwater Depletion QGw/QBase Flood Risk < 표 3-17> 수자원취약성평가지표 Ratio of total annual surface and groundwater withdrawal in 1990(QW) to unregulated mean annual streamflow(qs) Coefficient of variation(cv) of unregulated streamflow, computed as the ratio of the standard deviation of unregulated annual streamflow(qs) to the unregulated mean annual streamflow(qs) Share of total average annual precipitation(p) that is lost through evapotranspiration(et), where ET is defined as P-QS Ratio of average groundwater withdrawals(qgw) in 1990 to annual average baseflow(qbase), reflecting the extent that groundwater use rates may be exceeding recharge Population within the 500-year flood plain 등급 : 1(<0.2), 2(0.2~0.85), 3(>0.85) 이비율은유역의수자원이소비목적을위해얼마나개발되었는지를나타냄. 등급 : 1(<33%), 2(33~67%), 3(>67%) 변동계수가크다는것은수자원관리에불확실성을증가시키는것으로, 값이커질수록취약성이증가함을나타냄. 등급 : 1(<63%), 2(63-78%), 3(>78%) 증발손실이높은유역은상대적으로강수량의변화에더욱취약하다는것을나타냄. 등급 : 1(<8%), 2(8-25%), 3(>25%) 지하수의감소율이큰지역은수자원의장기적인변화에더욱취약하다는것을나타냄. 등급 : 1(<20,000), 2(20,000~200,000), 3(>200,000) 500 년빈도의홍수터내에거주하는인구를나타냄. Low Flow Sensitivity Ecosystem Thermal Sensitivity Unregulated mean baseflow in cfs/mi 2, the amount of streamflow originating from groundwater outflow Heat - The average annual number of days with maximum temperatures exceeding 35 Cold - The average annual number of dayswith average temperatures below O 등급 : 1(>0.236 cfs/mi 2 ), 2(0.065~0.236 cfs/mi 2 ), 3<0.065 cfs/mi 2 ) 기저유량은극심하고지속적인가뭄에가장취약하므로변화 ( 민감 ) 가심하다는것은취약성이크다는것을나타냄. 열취약성등급 : 1(<15 days), 2(15~40 days), 3(>40 days) 일최고기온이 35 를초과한연평균일수 Cold vulnerability class: 1(<32 days), 2(32~85 days), 3(>85 days) 일최저기온이 0 이하인날의연평균일수 자료 : Hurd et al., 1999

137 132 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 자료 : Hurd et al., 1999 < 그림 3-23> 현재기후상태에서의취약성평가결과 나. 일본의수자원부문취약성평가일본의국립환경연구소 ( 년 ) 에서는 ' 지구온난화에의한생물권의취약성평가에관한연구 ' 의일환으로수자원에관련된사회시스템의취약성평가에관한연구를수행하였다. 이연구는지구온난화가하천유량에미치는영향을평가하는모델을구축하여평가하고, 온난화가적설에미치는영향의일환으로스키장에대한영향평가모델을구축하고분석하였다. 아울러동연구에서는취약성지표를이용한방법으로적설깊이와기후, 그리고적설깊이와방문객수의상관관계를과거자료를이용하여모델화하였다. 이를통해미래기후변화에따른적설깊이의변화를예측하고결과적으로스키장의방문객수의변동성을체계적으로평가하였다. 평가결과, 기온이 1-5 상승할경우적설감소에의한동계의유출량증가그리고봄철의유출량감소가전망되었다. 또한평균기온이 3 상승할경우적설량이감소하기때문에스키장에대한영향으로방문객수가평균 30% 정도감소한다고예측하였다. 이연구는지구온난화의영향이수자원과관련된사회 경제시스템이지닌취약성에어떠한영향을미치는지평가한것으로크게 3가지과제를단계별로수행하였다. 첫째는

138 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 133 < 표 3-18> 에제시한바와같이평가를위한수문기상자료및 GIS 데이터베이스를구축하고수집한것이다. 기상자료는 1976년-2001년까지약 1,300개의강우관측지점과 840개의기온관측지점자료를수집하였다. 수문자료는하천유량, 수질을 GIS 지형및위치정보와함께구축하여임의기간및지역에대해자료의경향성을분석하였다. 평균기온과강수량의변화를분석하여강수량에서는뚜렷한경향성이나타나지않았으나기온은 1976년이후 25년간약 1 씩상승하는것으로나타났다. 또한기온, 수온, 강수, 수질자료를분석하여여름과겨울철하천의수질항목 (BOD, DO, SS, PH) 과기온및강수량의관계를제시하였다. < 표 3-18> 수자원데이터베이스수집자료항목구분데이터항목수집데이터기온 AMeDAS 데이터강수량기상데이터일조량 AMeDAS 데이터상대습도 ( 월별평년치 ) 이과연표 2001 하천유량유량연표데이터파일유량데이터하천유량관측지점데이터국토수치정보 KS-274 하천 / 호수 / 수질데이터공공용수역수질항목환경성유로위치국토수치정보 KS-274 유역계데이터유역계국토수치정보 KS-274 베이스지도행정계수치지도 25000( 행정계 해안선 ) 두번째는 Yates(1996) 가개발한탱크모델형의 WatBal(An Intergrated Water Balance Model for Climate Impact Assessment of River Basin Runoff) 을이용하여기후변화에따른수자원의영향평가를수행하였다. 이모형은강수와유출의관계로이루어지는단순한탱크모델로써 Priestly-Taylor 증발산량산정방법 (Winter et al., 1995) 에토양특성을고려하여조합한모형이다. 앞에서구축된데이터베이스를유출모형의타당성과적용성검토에활용하였다. 분석결과 2020년과 2070년에기온이높고, 강수량은증대하는경향을보였다 년에서 2060 년사이에는유량이감소하였으며, 2060년이후는강수량과유출량이증가할것으로분석되었다.

139 134 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 세번째로앞에서분석한결과를활용하여기후변화가사회적인활동, 즉동계의주요레저활동인스키산업에미치는영향을분석하였다. 스키산업에영향을미치는인자로는스키장의방문객수와스키장이그지역의경제에미치는영향등이있다. 이중방문객수는스키장의입지, 교통조건, 평일인지휴일인지또한경합하는근교의스키장의존재그리고적설등에따라서영향을받았다는선행연구가있었다. 따라서이연구에서는동계의기온그리고적설량의변동이스키장의방문객수에어떠한영향을미치고있는지를정량적으로해석하고, 미래기후변화로인해어느정도의영향이발생하는지를추측하고자하였다. 스키장에대한연구에서는일본의동북지방 7개스키장에대해방문객수자료를수집하고, 기온, 강수량, 풍속, 적설깊이와의상관관계를분석하였다. 적설깊이자료가없는스키장은열수지방정식을이용하여적설깊이를산정하였다. 과거자료를이용하여적설깊이와방문객수의변동성을분석한결과적설깊이에따라방문객수가증가하는것으로분석되었다. 또한이들은어느정도이상적설이발생하고있는시기에는적설깊이가깊다고해서방문객이스키장에가고자하는마음이강해지지않는다는것도파악하였다. 따라서이연구에서는어느정도의적설깊이까지는스키장방문객수가적설깊이에비례하여증가하고, 어느적설깊이를넘으면방문객수는상관이없어진다는모델을구축하였다. 이적설깊이를한계적설깊이로정의하였다. 그리고월별 ' 스키가능일수 ' 를각일의적설깊이의한계적설깊이에대한비로계산하여 1보다작으면그값을사용하고 1 이상이면 1을그날의스키가능성으로하고한달동안의합을스키가능일수로정의하였다. 이모델을이용하여기후변화로인한기온상승시방문객수의변동성을예측한결과 1-2 의기온상승으로 10-50% 나방문객수가감소할것으로전망하였다. 또한스키장에따라서변동성정도에차이가있는것으로분석되었다. 따라서기후변화가스키장에미치는영향은크지만그영향은스키장의입지나조건에따라취약성에차이가난다는결과를도출하였다.

140 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 135 다. 극한현상에대한수자원의취약성평가방법취약성평가접근법개요영국의틴달연구소에서는일반적인기후변화취약성평가에대한접근방법을 < 그림 3-24> 와같이제시하고있다. 기본개념은크게두가지로구분된다. 하나는과거에서현재까지시스템이평가하고자하는요소가어떠한관계로구성되어있는지를분석하는것이다. 다른하나는현재에서미래의시점에서평가하고자하는요소가어떻게변화될것인가를평가하는것이다. 전자의접근방법을상향식접근 (Bottom-up) 방법, 후자는하향식접근 (Top-down) 방법이라불린다. 상향식접근방법은평가목적에필요한지표들을선정하고이와관련된자료를수집한다음이러한지표들을통해현재기후에대한시스템의적응력을평가하고취약성정도를정량화하는과정이다. 취약성을평가하고자하는평가대상지역의사회경제, 사회기반시설, 기술수준, 자원현황등을파악하여평가목적에적합한취약성지표 (vulnerability indicators) 를선정하는것이필요하다. 지표를선정하여시스템에미치는영향을평가하는것은취약성을정량화하기위해이용되는가장대표적인방법이다 (Nicholls, 1995 ; Vörösmarty et al., 2000 ; Connor and Hiriki, 2005). 일반적으로이러한방법에서는시스템에영향을미치는모든지표들을고려할수없으므로자료의가용성과평가목적및활용성을고려하여선정하는것이중요하다. 또한자료의신뢰성과가용성그리고평가결과의목적에부합되는적절한취약성평가지표들의선정과자료수집에서의신뢰성확보를위한체계적인절차와노력이필요하다. 하향식접근방식은미래의기후변화에대한취약성을평가하는절차를나타낸것이다. 연구목적에적합한온실가스배출시나리오를결정하고이를전지구모델 (GCM) 의강제조건으로적용하여미래기후변화시나리오를생산하게된다. 전지구모델에서생산된시나리오를통계적혹은역학적다운스케일링을통해연구에요구되는고해상도의지역시나리오를생산하고이를영향평가모델 ( 수문모델 ) 에입력하여기후변화에따른취약성지표의미래변동성을평가하게되는것이다.

141 현재기후에대한평가상향식접근()미래기후에대한평가하향식접근()136 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 과거극한현상조사및분석극한현상의발생현황, 인명피해, 재산피해액, 피해면적조사취약성지표도출지형자료, 인구및산업현황, 홍수방어, 시설물현황등극한현상과취약성지표의상관관계분석현현재기후시스템에서의지역별취약성평가 기후변화시나리오선정평가를수행할수있는시나리오선정수자원기후변화영향평가 지역별기후시나리오를이용한수자원영향평가 극한현상의변동성평가빈도분석등을통한극한현상의변동성평가기법정립 사회경제적상황을반영하고지역적 )기후변화에따른수자원부문의취약성평가 )< 그림 3-24> 극한현상에대한유역의취약성평가절차 극한현상의취약성평가절차수자원부문의취약성평가의목적은기후변화로인한극한현상의변화에따라유역의수자원이얼마나영향을받는지또는취약한지파악하고그변동성을정량적으로평가하는것이다. 이를위해서는과거발생했던극한현상과유역환경시스템의관계를분석하고정량화하는과정이우선되어야한다. 그다음미래기후변화가극한현상에어떠한영향을미치는지를평가하고이를통해극한현상의변화가다시유역환경시스템에어떠한영향을미치는지분석하는것이요구된다. 본연구에서는극한현상을국내에서가장큰피해를주고있는홍수와가뭄으로제한하고분석한다. 현재기후에대한평가 ( 상향식접근 ) 현재기후에대한평가에서는과거의극한현상들에대한발생현황, 인명피해, 재산피해, 피해면적등을조사하여극한현상과유역인자와의상관관계를도출하는과정이필요하다. 가장중요한부분중의하나는취약성지표를선정하는것이다. 취약성지표는평가목적과스케일, 자료의가용성등을고려하여선정하여야한다. 극한현상에대한

142 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 137 취약성지표들은극한현상의종류에따라서다르게선정될것이다. 예로홍수에대해평가할경우에는홍수범람위험지역내에거주하는인구수, 재산, 토지이용, 제방개수율, 홍수방어시설물 ( 홍수조절용댐, 배수펌프장, 빗물펌프장등 ) 등이주요한지표가될수있을것이다. 이에비해가뭄의경우는저수지유효저수용량, 용수이용량, 지하수이용량등의지표들이고려되어야할것이다. 이러한지표들과기후와의상관관계를분석하여현재기후시스템에서의지역별취약성을평가하고미래기후시나리오에서전망되는기후에대한취약성평가에도활용되게된다. 선행연구사례들을참고하여홍수와가뭄피해에대해중요도와자료의가용성및신뢰도등을고려하여취약성지표를선정하였다. 홍수취약성지수 (FVI) 와가뭄취약성지수 (DVI) 를기상, 수문, 지형, 사회경제, 대응책등으로구분하여, 각성분에따라지표들을선정하였다.< 표 3-19> 는홍수에관한성분, 요인, 지표등을제시한것이고, < 표 3-20> 은가뭄에관한지표들을나타낸것이다. 현재기후에대한평가 - 홍수취약성지수홍수에서기상학적지표로일강수량이 80mm 이상인강수일수 (PN80) 와연최대일강수량 (PX1D) 를선정하였다. 강수는홍수에미치는가장큰요인으로호우의빈도가증가할수록, 강우강도가클수록홍수피해가증가할가능성이있으므로, 연구에서는이를취약성지표로결정하였다 (< 표 3-19> 참조 >.

143 138 기후변화영향평가및적응시스템구축 III < 표 3-19> 홍수취약성지수 (Flood Vulnerability Index : FVI) 홍 수 성분 인자 지표 설명 Meteorological 호우빈도 PN80 80mm/day 이상인강수일수호우강도 PX1D 연최대일강수량 (mm/day) Hydrological 첨두홍수량 MDF 연최대일유출량 (m 3 /sec) 평균홍수량 FN90 전체상위 90% 를초과하는연별일유출량의평균 Geological 표고 ELEV 유역평균고도 (m) Socio 인구 POP 유역내거주인구밀도 ( 명 /km 2 ) -Economic 재산 ASA 유역내자산가치밀도 ( 원 /m 2 ) 하천개수율 CI 제방의보수나신설이필요한지역의제방구축비율 (%) Counter -measures 내수배제시설 PUMP 배수펌프의배수능력 ( 톤 / 분 ) 홍수조절용댐 DFC 홍수조절용댐의홍수조절능력 ( 백만톤 ) 수문학적지표로는전체분석기간동안의상위 90% 유량값을초과하는일유출량값들의평균 (FN90), 연평균최대일유출량 (MDF) 을선정하였다. 연평균최대일유출량은첨두유량 (peak flow) 을반영하는지표로, 홍수피해에직접적인영향을미칠것으로판단하였다. 기상과수문학적지표들은미래기후변화시나리오를통해변동성을평가할수있으므로, 이러한지표들의변화에따라유역의취약성이어떻게영향을받을것인가를분석할수있다. 지형학적지표로는유역평균표고 (ELEV) 를선정하였다. 홍수피해는표고가낮은저지대에서상대적으로피해를입을가능성이크기때문이다. 사회경제적지표로는유역내에거주하는인구와자산가치를고려하였다. 보다정확한분석을위해서는홍수위험지역내에거주하는인구, 연령, 교육수준등을고려하여야하나이번연구에서는이러한자료는수집하지못하였다. 홍수피해방지대책의지표로서하천개수율 (CI) 과내수배제시설의양수량 (PUMP) 그리고다목적댐의홍수조절용량 (DFC) 을선정하였다. 하천개수율은완성제방을기준으로하였다. 완성제방은완전개수연장을요개수연장으로나눈값이다. 요개수연장이란제방을설치하여야할필요가있는구간의총연장이며, 완전개수연장은필요한여유고와단면등을가진제방 ( 계획홍수량에대한구조적안정성이확보된제방 ) 의연장을뜻한다.

144 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 139 내수배제시설은각분석유역내에포함되어있는시설들의양수량을합하여유역별내수배제시설용량으로산정하였다. 댐의홍수조절용량은댐하류에위치한유역들에서댐의홍수조절용량만큼홍수피해를방지할수있다고가정하였다. 본연구에서는비구조적적응조치인홍수예보등에관해서는고려하지않고모든유역에서동일한수준의영향을받는다고가정하였다. 현재기후에대한평가 - 가뭄취약성지수실제가뭄에대한취약성을평가하는것은홍수보다어렵다. 가뭄은장기간에걸쳐발생하므로발생시기등을결정하기힘들기때문이다. 따라서정량적인피해나피해액산정이어렵기때문에가뭄농지의총면적으로가뭄피해를산정하고있다. 또한가뭄은각분야에서정의하는기준이상이하다. 기상측면에서의가뭄은주어진기간의강수량이나무강수일의연속으로정의되며, 강수량의부족정도와그지속기간이평년값과비교하여작을경우를뜻한다. 농업측면의가뭄은농작물의성장단계와토양깊이에따라필요한수분량이부족한경우이고, 수문측면의가뭄이란강수의부족으로지표수및지하수의양이줄어든경우를뜻한다. 사회경제측면의가뭄은기상및수문측면의가뭄과연관되어물부족때문에용수및전력공급에차질이발생하여인간의경제활동에피해를주는경우를말한다. 기상에서의가뭄의정도는수분부족정도, 기간그리고가뭄피해지역의크기등으로판단한다. 예를들어연강수량이평년값의몇 % 이하일때가뭄이라정의하기도한다. 본연구에서는가뭄에영향을미치는기상학적지표로연평균강수량 (PANU), 1mm 이상의강수빈도 (PN01), 연속적인무강수일수의평균 (DRYM) 과최대값 (MDRY) 을선정하였다. 연평균강수량이작거나강수빈도가낮은지역이다른지역에비해가뭄에취약할것으로판단하였으며, 연속적인무강수일수의평균과최대값이큰지역도가뭄에취약할것으로고려하였다 (< 표 3-20> 참조 ).

145 140 기후변화영향평가및적응시스템구축 III < 표 3-20> 가뭄취약성지수 (Drought vulnerability Index: DVI) 가 뭄 성분 인자 지표 설명 연강수량 PANU 연평균강수량 (mm) Meteorological 강수빈도 PN01 일강수량이 1mm 이상인날 (day) 평균무강수일 DRYM 연속적인무강수일수의평균 (day) 최대무강수일 MDRY 연속적인무강수일수의최대값 (day) Hydrological 저수유출 DWF 연별 7일동안의평균유출량의최소값 (m 3 /sec) Socio -Economic 수요용수량 WD 유역별단위면적당용수수요량 (ton/km 2 ) 저수지 RES 농업용저수지의유효저수용량 (ton) Counter 지하수 GW 관정을통한지하수취수가능량 (ton/day) -measures 댐 DWC 댐의용수공급가능량 (ton) 수문학적지표로는연별 7일동안의최소유량의평균 (DWF) 을선정하였다. 연별 7일동안의최소유량의평균은 Dry Water Flow(DWF)(Hindley, 1973) 또는 Mean Annual 7-day Minimum flow(mam7)(pirt and Simpson, 1983 ; Gustard et al., 1992) 로불린다. 이들연구에서이기준은관측오차에덜민감하며, 일일변동성을제거할수있어저수유출량을정의하는데효과적이라고제시하고있다. 사회경제적지표로는유역내생공농업용수수요를모두고려한총용수수요량 (WD) 을선정하였다. 용수수요량이큰지역이곧가뭄에취약한지역이라판단하였다. 가뭄피해방지대책지표로는유역내에위치한저수지의유효저수용량 (RES) 과관정을통한지하수취수가능량 (GW), 다목적댐의용수공급가능량 (DWC) 등을고려하였다. 미래기후에대한평가 ( 하향식접근 ) 기후변화로인한수자원의영향을분석하는방법으로는크게과거관측자료를이용해변화경향을분석하는방법, 기후모델을이용하는방법그리고기후모델과결정론적수문모델을이용하여분석하는방법으로나눌수있다. 관측자료를이용하는방법은주로기후변화의징후나증거분석에이용되는방법으로과거의실제현상을통해기후변화의특성을파악할수있는장점이있으나, 관측치만으로불확실성이큰미래기후변화에대한영향을분석하기에는한계가있다. 기후모델만을이용하는방법은기후모델의

146 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 141 결과를이용하여비교적쉽게미래의변동성을평가할수있는장점이있으나공간해상도문제와복잡한지역차원의수자원변동성분석에는한계가있다. 따라서대부분의연구들에서는기후모델에서생산되는기후자료를수문모델에입력하여수자원의영향을평가하는방법을사용하고있다 ( 배덕효와정일원, 2005). 수자원영향평가를위한수문시나리오를생산하는방법은다양하기때문에연구목적과평가신뢰도를고려하여방법을결정하는것이필요하다. < 그림 3-25> 는기후모델과유출모형을이용하여국내유역에서수자원영향평가를수행하는과정을나타낸것이다. 일기상발생기는기상관측자료를이용하여매개변수를결정한다음기후모델에서모의된미래기후의변동성을고려하여유역별기후시나리오를생산하게된다. 유출모형은계측유역에서는매개변수를직접보정하고, 미계측유역에서는지역화를통해매개변수를결정하게된다. 최종적으로구축된유출모형에유역별기후시나리오를입력하여유출시나리오를생산하고기후변화에따른수자원의변동성을평가하게되는것이다. 이와같은과정으로생산된기후변화시나리오를통해미래극한현상의변동성을평가하게된다. W eather generator calibration GCM scenario D eterm ine W G in each b asins Regional scenario Generation of scenario using W G for basins Collection of data & QC Calibration of model parameter Regionalization E stim ate snow m elt param eter R uno ff sim ulation Generation of runoff scenario for each basins Impact assessments on W ater resources < 그림 3-25> GCM 과유출모델을이용한수자원영향평가

147 142 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 본연구에서는 21세기프론티어사업중의하나인수자원의지속적확보기술개발사업단의 " 기후변화에의한수자원영향평가체계구축 " 연구과제에서생산한기후변화시나리오자료를이용하였다. 이자료는기상연구소에서생산한고해상도 A2 시나리오를이용하여국내 139개유역에대해수자원영향평가를목적으로유역별수문시나리오를생산한것이다. 이연구에서는고해상도기후시나리오에서예측한기온및강수의변동성을유역별로구축된일기상발생기인 LARS-WG에입력하여일단위기후시나리오를생산하였다. 생산된자료를유역별로구축된 PRMS(Precipitation Runoff Modeling System) 모형에입력하여유출시나리오를생산하고다양한수자원의영향평가를수행하였다. 미래기후에대한평가 - PRMS 모형본연구에서는유역별유출시나리오를생산하기위해 PRMS 모형 (Leavesley et al., 1983) 을선정하였다. PRMS 모형은기후변화연구에적용된사례 (Dagnachew et al., 2003) 가있는모형으로, 다양한국내유역에대해적용성을분석한결과모의능력이우수한것으로알려져있다 ( 정일원과배덕효, 2005). PRMS 모형은물리적기반의확정론적 (deterministic) 모형으로많은매개변수가 GIS 자료를이용하여각유역에서직접적으로추정이가능하므로지역적인유출특성모의가가능할것으로판단되었다. 또한기후변화수자원영향을정량적으로평가하기위해서는유역증발산량을신뢰성있게산정하는것이중요한데, PRMS 모형에서유역증발산량을계산하는 Hamon 방법 (Hamon, 1961) 은기후모델에서생산되는자료를이용하여비교적신뢰성있는잠재증발산량을추정할수있는방법이다. PRMS 모형은유역을경사, 경사향, 고도, 식생분포, 토양타입, 강우분포등의지형학적특성이균질한소유역으로나누어소유역별유역변수를산정한다음소유역별유출해석을실행하여소유역별수문학적반응의합을유역의총유역반응으로계산한다. 이러한소유역을수문응답단위 (Hydrologic Response Unit : HRU) 라한다. PRMS 모형은 HRU별로유출분석을수행하고전체유역에대한총합을유역의유출량으로모의한다.

148 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 143 < 그림 3-26> 은 HRU에서의개념적유역수문순환시스템을나타낸것이다. 시계열입력자료로는최대 최소기온자료와강수량및태양복사량자료가필요하지만, 태양복사량자료가없을경우에는모형내부에서계산하게된다. 강수는기온에따라강우와강설로구분되어식생에의해차단된나머지가지표면에도달하게된다. 차단된강수는증발에의해제거된다. 지표면에적설이있으면강설인경우는적설에추가되고강우인경우는에너지수지를고려하여융설량을산정하고토양침투와지표면유출을발생시킨다. 지표면은불투수지역과투수지역으로구분되며불투수지역에서는불투수저수지의저류량을초과할경우지표면유출을발생시킨다. 투수지역의토양층은상부층 (recharge zone) 과하부층 (lower zone) 으로구분되는데, 상부층에서는강수와융설의침투에의해수분이유입되며증발과증산에의해감소되는데비해하부층에서는증산작용에의해서만감소한다. 상부층의토양수분량과유출기여면적의관계식에의해지표면유출이발생하며, 토양층의최대함유량을초과한수분은먼저지하수저수지 (ground-water reservoir) 로유입되고하루동안의최대유입량을초과한나머지가지표하저수지 (subsurface reservoir) 로유입된다. 지표하저수지에서는지표하유출과지하수저수지로의유출을모의하며, 지하수저수지에서는지하수유출과지하수흡수 (sink) 를모의한다. 지표면유출량과지표하유출량, 지하수유출량의합이 HRU에서의하천유출량으로산정된다.

149 144 기후변화영향평가및적응시스템구축 III Evapotranspiration Air temperature Precipitation Solar radiation Evaporation Sublimation Sublimation Evaporation Transpiration Transpiration Ground-water recharge Interception Throughfall Snowpack Evaporation Snowmelt Surface runoff Impervious-zone reservoir Surface runoff Recharge zone Lower zone Soil-zone excess Subsurface Subsurface Subsurface recharge reservoir flow Ground-water reservoir Ground-water recharge Ground-water flow Ground-water sink Streamflow < 그림 3-26> PRMS 모형의유출모식도 < 표 3-21> PRMS 모형의주요매개변수 변수명 변수설명 초기값 smidx_coef 토양함수량과유출기여면적관계식의계수 smidx_exp 토양함수량과유출기여면적관계식의지수 0.30 ssr2gw_exp 지표하저수지에서지하수저수지로의유입량계산을위한지수 1.00 ssr2gw_rate 지표하저수지에서지하수저수지로의유입량계산을위한계수 ssrcoef_lin 지표하저수지에서하천으로의유출량계산을위한선형계수 0.08 ssrcoef_sq 지표하저수지에서하천으로의유출량계산을위한비선형계수 0.15 soil2gw_max 지하수저수지로흐르는토양수분최대초과량 0.01 gwflow_coef 지하수저수지의지하수유출을계산하기위한계수 0.03 hamon_coef 잠재증발산을계산하기위한 Hamon의월별계수 미래기후에대한평가 - 매개변수보정및지역화 (Regionalization) 수자원의효율적개발및관리를위한장기적인변동성의예측및분석을위해서는장기유출량자료가필수적인요소이지만, 우리나라의경우관심지점의장기유출량자료를보유한유역이소수에불과하다. 때문에일반적으로강우-유출모형을적용하여장기유출분석을수행하고있다. 계측자료가있는유역에서는관측자료를이용하여매개변수를검 보정한다음유역의강수량을적용하여장기간의일유출량을모의발생시키는

150 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 145 방법을사용하고있다. 그러나미계측유역의경우모형매개변수의직접적인추정이어려우므로간접적인방법을사용하여유출분석을수행하여야하는문제점이있다. 이경우주관적인판단에근거하여인근유역의유출량을면적비를고려하여전이시켜사용하거나, 인근계측유역에서장기유출모형의매개변수를추정하여매개변수를단순히전이시키는방법을사용하여왔다. 그러나모형매개변수는대부분유역의토양, 식생, 지형등의유역특성인자들로인한영향이크므로, 이들을미계측유역으로전이하기위해서는객관적인지표를통해전이하는기법이필요하다. 이러한기법을지역화라한다. PRMS 모형의매개변수를결정하기위해서는관측유량자료를이용하여검 보정하여야한다. 그러나국내의경우신뢰성높은유량자료의부재로인해많은미계측유역이존재한다. 이러한유역에서신뢰성있는유출분석을수행하기위해서는미계측유역의모형매개변수를결정하기위한지역화방법이필요하다. 본연구에서는미계측유역에서의신뢰성있는유출분석을위해유출특성을고려한지역화방법 ( 조복희외, 2004; Jung and Bae, 2005) 을적용하여각유역별 PRMS 모형의매개변수를결정하였다 (< 그림 3-27> 참조 ). 이것은미계측유역에서 GIS 자료를이용해추정가능한매개변수는직접산정하고, 추정이어려운변수들은계측유역과미계측유역의지형학적특성이가장유사한유역으로검 보정된매개변수를전이하는방법이다. Determine basin characteristics on calibration basins Basin Area(Ao), River Length(Lo), Basin Slope(So), etc Determine basin characteristics on ungaged basins Basin Area(Au), River Length(Lu), Basin Slope(Su), etc Determine the relationship between river flows and basin characteristics Qoi = f(ao, Lo, So, ), i=1,2,,n Determine the estimated flows from basin characteristics Qsj = f(au, Lu, Su, ), j=1,2,, m Regionalization of model parameters Determine model parameters on ungauged basin for Min[Qoi-Qsj] < 그림 3-27> 유역의유출특성을고려한지역화방법자료 : Jung and Bae, 2005

151 146 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 5. 보건부문보건부문은 IPCC, UNFCCC, WHO에서제시하는취약성평가기법을중심으로취약성평가방법론을분류하고, 일본과유럽및미국의국가별영향및취약성평가사례를소개한다. 가. 보건부문취약성평가기법 1) IPCC IPCC 제3차보고서에서는기후변화로인한건강영향을크게다섯가지분야로구분하여역학적인연구들을분석하였으며, 이는열스트레스, 극한현상과기상재난, 대기오염, 전염성질환, 연안문제등을포함한다. 이외에도해수관련문제, 식품의생산과영양문제, 사회경제적문제등의발생가능성에대해기술하였다. 또한인구집단의취약성이기후변화현상들로인한건강결과 (health outcome) 의기능적인정도를나타낸다고보고있다. 기후변화에대한인구집단의취약성은물질적인자원, 효과적인거버넌스, 시민단체, 공중보건기반시설의질, 극한날씨변화에대한지역정보의접근성등에의해좌우된다. IPCC 에서는기후변화의건강영향을평가하는데있어서그특성과방법론상의어려운점을제시하였다. 첫째, 예견되는기후변화는점진적으로장기간에걸쳐진행되며, 이러한변화는극한기상현상을동반하면서지역적인변화를초래할것이다. 기후변화로인한건강영향은이미발견되고있고앞으로도발생할것이므로이러한건강영향을조사하기위해서는면밀히계획된역학적연구들이필요하다. 둘째, 역학적인연구들에서기후변화로인한건강수준의변화를측정하는것은어려운일이다. 이는기후변화가다른환경변화를동반하기때문이다. 또한질병은많은기여요인을가지고있기때문에다른요인들과기후변화의기여도를측정하는것은쉽지않다. 예를들면지역사회에서농업을위해숲을제거하고관개를할경우지역의기온변화와

152 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 147 기후변화는동시에발생할것이다. 이러한경우세가지요소들이모두모기의증식에영향을줄것이므로각요인별기여도를측정하는것이어렵게된다. 이러한관련요소들의혼란효과 (confounding effect) 는많은역학연구들에서발견되는부분이기도하다. 셋째, 인구집단의영양상태및면역체계가취약성을더악화시킬수도있고반대로악화될수도있다. 또한기후변화로인한건강영향을감소시키기위한사회적, 기술적, 행동적인적응이영향을보정하는중요한요인 (effect-modifying factor) 이된다는점이다. 넷째, 예측모델을사용하여시나리오에기반한건강위험을모의할때는타당성 (validity), 불확실성 (uncertainty), 전후상황적인현실성 (contextual realism) 의세가지사항을고려해야한다. 환경적이며생물학적으로타당한관련성을생태학적이며사회적과정인상호작용이건강에미치는영향에대해적용하는일은어려우므로복잡성과단순성을고려하여균형을이루도록해야한다. 불확실성은많은자료들에서피할수없는사항이기에, 기후변화와사회적, 인구학적, 경제학적변화동향이결합된시나리오자체에는불확실성이존재할수밖에없다. 실제의세계를확률적으로추론하는통계적인분산, 모델의주요파라미터값의불확실성, 모델에서구조적인관련성에대한불완전한지식등세가지의불확실성또한존재한다. 기후변화만이건강에영향을주는환경요소가아니기때문이다. 많은환경적요인들이인간의건강에동시에영향을주고있다. 예를들면매개체를통한전염성질병은기후조건, 인구이동, 숲의제거, 토지이용형태에따라다른영향을받는다. 따라서기후변화의건강영향을연구할때는다른영향요인들을반드시고려해야한다. IPCC의 3차보고서에서는기후변화로인한민감성 (sensitivity) 의불확실성에대해서도언급하고있는데, 노출- 반응관련을측정하는계량적인연구가매우적음을지적하였다. 지역적인차원의기후변화로인한건강영향을통계적으로연구하는것과다양한배경에서같은경향이나타나는것에대한균형잡힌연구또한필요하다고지적하였다. 인구집단의취약성은환경-인구학적인장소에서건강의결과가기후변화에민감한것에대한기능적인정도이며새로운기후조건에적응하는인구집단의역량 (capacity) 이라고

153 148 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 할수있다. 인구집단의취약성을요약하면 < 표 3-22> 와같다. 기후변화현상 대상의구분 취약요인 질병수준 ( 심장병환자는열파에더취약함 ) 개인적요인 사회 경제적요인 ( 빈곤집단이더취약함 ) 인구학적요인 ( 노인이열파에취약하고, 영아는설사 병에취약함 ) 식수및위생시스템의통합과극한현상에대응하는 역량 지역사회적요인 지역식량공급및분배체계 극한기후현상에대한조기경보를포함한정보접근성 열스트레스 ( 열파 ) 극한날씨현상 ( 홍수, 폭풍, 가뭄 ) 대기오염 ( 가스, 미세입자, 알레르기물질 ) 전염병 ( 말라리아, 뎅기, 모기매개바이러스, 라슈메니아병, 주혈흡충병, 샤가스병, 페스트, 진드기매개전염병, 설치류매개전염병, 수인성질병, 기타전염병 ) 해안가문제 식품생산성및영양 인구학적, 경제적붕괴 자료 : IPCC, 2001 < 표 3-22> IPCC 에서제시한보건부문취약성분류 지리적요인 엘니뇨현상의영향으로지리적으로취약한지역발생저지대거주민들은해수면상승에취약함. 농촌거주자들은의료서비스에대한접근성이낮고, 도시민들은대기오염및열섬현상에취약함. 환경적으로붕괴되고숲이제거된지역은극한날씨현상에취약함. 2) UNFCCC UNFCCC(2005) 에서는기후변화에대한인간건강의취약성과공공보건의적응을평가하는정성적이면서정량적인방법에대한정보를제공하고있다. UNFCCC 의방법은특정한집단의기후변화에대한현재와미래의취약성을평가하고적절하게대응하는데사용한다. 또한 UNFCCC에서는 7년마다기후변화의영향을국가수준에서평가하여보고하도록권고하고있다. 주요내용으로는취약성과적응을평가하는목적과단계에대한설명을포함하며, 기후변화가환자수와사망률에미치는영향의증거와현재와미래의악영향을감소시킬수있는적응전략, 정책, 조치를찾을수있는방법등을제시한다. 주요결과물은열, 열파, 대기오염, 홍수, 폭풍, 식품의불안정성에의한환자수와사망률, 전염병, 물이나음식에의한설사, 성층권오존파괴와관련된여파등이있다. 주요내용은

154 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 149 다음과같다. 기후에민감한질병에대한현재의분포나부담기술 적응의기준선기술 기후변화에따라건강이다른분야에미치는영향평가 미래기후변화, 인구증가등의요소를가진시나리오를사용하여기후변화가건강에미치는잠재적인영향추정 현재와미래의취약성을감소시킬수있는추가적인적응조치의인지 기존의평가를통한근거들, IPCC 나다른기관에서의문헌검토, 특정지역의자료와같이이용가능한정보와자료를사용하여기본평가가이루어진다. 폭넓은평가는평가의목표에초점을맞춘문헌검색, 가능한자료를사용한정량적평가, 효과의정량화, 결과의공식적인동료평가를포함한다. 매우포괄적인평가는자세한문헌검토, 영향평가를위한새로운자료를수집하거나새로운모델개발, 정량화분석이나민감도분석, 공식적인불확실성분석과동료평가를포함한다. 이러한평가기법은기후에민감한질병의잠재적부담을평가하고취약성을감소시키기위한대응을인지하는데응용되지만응용사례는거의없는것으로보고된바있다. UNFCCC의홈페이지를통해소개되고있는기후변화관련건강영향연구의방법들의개요는 < 표 3-23>~< 표 3-27> 과같다.

155 150 기후변화영향평가및적응시스템구축 III < 표 3-23> 보건부문의기후변화영향평가방법 인간에의해야기된대기변화가건강에미치는영향모델 (MIASMA) 25) 전지구대기변화가건강에미치는영향을모의하는윈도우기반의응용모델링 포함된모듈 : 말라리아, 뎅기열, 주혈흡충증과같은전염병모듈, 열병에의한사망률모듈개관 인구와기후 / 대기시나리오에의해유도되며, 발병률과유행성질병, 기후상태, 성층권오존층의상태에대한기준자료를응용 MIASMA 는기후변화나성층권오존층파괴시나리오에대한 GCM 결과를인간건강과사용법연결하여사용할수있음. 사용가능한자료의범위에따라모델의사용이제한됨. 영역 건강, 지역이나전지구적분석 열병스트레스모듈 : 심장혈관과호흡기등으로인한총사망률결과물 피부암모듈 : 악성흑색종, 비흑색종피부암 콜레라등의전염병 : 말라리아병증이나사망, 뎅기열이나주혈흡충증에의한병증 열병스트레스 : 최고, 최저기온 피부암 : 관측소칼럼에서의성층권오존손실량. 최고, 최저기온과강수량입력방법 전염병 : 지역전문가에의해결정된자료가필요. 예 ) 말라리아는지역사람들의면역정도, 말라리아치료약의보급정도를알아야함. 사용의용이성 짧은훈련만하면컴퓨터모의는어렵지않음. 훈련필요성 컴퓨터모델링에익숙해야하며, 기계적인기술이있으면유익함. 열스트레스모듈은 20개의국제도시에적용되어왔음. 피부암모듈은네덜란드, 호주에서사용하고있음. 응용 콜레라와같은전염병모듈은전세계적으로사용하고있으며, 말라리아모듈은짐바브웨에서뎅기열모듈은방콕, San Juan, 멕시코시티, 아테네, 필라델피아에서사용중 25) Dr. Pim Martens, ICIS, P.O. Box 616, 6200 MD Maastricht, The Netherlands

156 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 151 < 표 3-24> 보건부문의기후변화영향평가방법 질병평가의환경부담 (EBD) 26) 기후변화에기인한질병에의한부담을최근 WHO에서프로젝트의한부분으로측정하고있음 년및 2030년까지중선택된미래에서환경, 직업, 행동양식, 생활방식에따른개관 26개의위험요소로인한질병을정량화하는데표준이되는방법을이용하고자함. EBD도구는국가나지역차원의다양한환경요소가질병에미치는영향을정량화방법에대한지침을포함. 기후변화에대한 EBD 평가는어떤영향이어떤지역에서가장크며, 온실가스배출저감사용법을통해기후로인한질병을얼마나피할수있는지를나타냄. 건강을보호하는전략의지침이됨. 영역 보통국가나지역규모에서평가가이루어짐. 기후변화로인한질병의발생량과위험에대한노출을감소시킴으로써줄어든질병발생량에대한해답을얻기위해상대적인위험평가를시도함. 결과물 결과물은사용자가정의할수있지만보통장애보정생존년수 (DALYs) 나인간사이에서또는기후변화가건강에미치는특정한영향사이에서비교된생존율의형태로나타냄. 기후변화에민감한질병의양을결정하기위해필요한자료 : 기후에민감한질병의기준, 기후위험에대한노출의증가에따른질병 / 장애의위험증가, 현재혹은미래의입력방법위험에노출된인구분포 WHO의전국평가는극한열과관련된심혈관질환의사망, 설사, 말라리아, 영양실조, 자연재앙에따른사망추정사용의용이성 상대적인위험평가방법, 질병모델링, 장애보정생존년수의추정에익숙해야함. 상대적인위험평가방법, 질병모델링, 장애보정생존년수의추정에익숙한정도에훈련필요성따라다름. 세계적으로가장중요한기후에민감한질병을평가할수있음. 낮은사회 경제적지위와열악한공공복지시스템때문에변화에대한적응력이낮은응용사람들을식별할수있음. 평가는아직초안단계로이방법을적용한예는아직없음. 26) Environmental Burden of Disease Assessment, Occupational and Environmental Health, Protection of the Human Environment(PHE), WHO

157 152 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 개관 사용법 영역 결과물 입력방법 사용의용이성 훈련필요성 응용 < 표 3-25> 보건부문의기후변화영향평가방법 뎅기열모의모델 (CIMSiM 과 DENSiM) 27) CIMSiM 는 1ha내안데스모기한종에대한변수의평균값으로역학적인생명표를모의하는곤충학모델 생명단계에따라양 / 나이 / 온도 / 크기에따른발달정도 / 체중 / 생식력등의정보보유 많은변수와함수를이용하여전이개체수계산 유충의체중증가, 식량부족, 단식은온도의영향을보상하는미분방정식을기초로계산. 생식력은유충의양, 음식, 온도, 단식등의함수인번데기의크기로계산 미기후는생존과성장의주요결정인자이므로 CIMSiM 은매일의날씨정보를포함. DENSiM 28) 은국가의출생률과특정연령대의사망률로계산되는인구역학관련모델 DENSiM은혈청학과관련된사항반영 CIMSiM의곤충학적결과로 DENSiM은모기수를계산 체온과인체내의바이러스는모기의외부잠복기간에영향을주며, 인간에서모기로바이러스의전파에영향을줌. 면역모델은바이러스의성장, 매개체-인간사이의전염을설명 다양한조절조치를사용하여뎅기열관리전략을최적화 1인당 Ae. aegypti pupae의항으로전염의기준개발 기후변화의영향평가 특정지역 : 그지역에대한조사와날씨필요 DENSiM : 인간연령집단별 / 시간별인구학적 / 곤충학적 / 혈청학적정보및전염병에관한정보 지역의다양한물저장소의생산성추정 일별날씨 : 최고 / 최저기온, 강수량 모델은윈도우기반으로사용하기쉬움. 특정지역에대한모델 : 모수화과정에상당한투자필요 Dana Focks가책임자로있는곳에서 3-4일정도훈련 목표한원인의감소및조절전략개발가능 WHO의 TDR에서 10개국을지원중 아메리카및아시아의많은지역에서기후변화가뎅기열확산에미치는영향연구계획중 27) Dana A. Focks, Infectious Disease Analysis, P.O. Box 12852, Gainesville, FL USA ; Tel : ; Fax : ) Focks et al.,1995

158 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 153 < 표 3-26> 보건부문의기후변화영향평가방법 LyMSiM 29) 진드기와척추동물숙주중검은발진드기 (I. scapularis) 의개체수역학과라임병병원체 (B. burgdorferi) 의전염역학을모의 주변온도, 강수량, 주거유형, 숙주유형, 진드기개체수의밀도등을모델링 숙주와진드기의전염, 곤충알이나유충의껍질을통한전염등의생태학적변수로개관매개체 ( 진드기 ) 와숙주 ( 척주동물 ) 사이의라임병파상균전파를현실적으로모의 일주일간격으로 I. scapularis 의역학적생명표 ( 성장속도, 생존률, 생식력 ) 를모델링 날씨나다른환경변수로숙주파악기간에따라변함. 모델에사용된관계는문헌이나현장연구자료에기초함. 사용법 라임병과매개체조절의최적화및기후변화영향연구에사용영역 특정지역에적용 : 그지역에대한조사와날씨자료필요결과물 기후의함수로라임병병원체와매개체의계절적 / 지형적분포 숲, 목초지, 추이대의비율입력방법 매주평균기온, 총강수량, 상대습도 4가지에서 6가지유형의숙주밀도사용의용이성 모델은윈도우기반으로사용하기쉬움. 훈련필요성 하루나이틀정도의훈련이필요함. 북아메리카동부에서진드기매개체인 I. scapularis와 B. burgdorferi 의개체수관리효과모의및최적화 광범위한살비제치료, 흰발쥐와흰꼬리사슴의자가살비제치료, 식생의감소, 흰꼬리사슴개체밀도감소평가 광범위한살비제와증식감소는좁은지역의진드기 / 병의단기계절관리에유용응용 사슴의자가살비제치료는넓은영역의장기적관리프로그램에사용할수있는비용-효율적기술임. 관리전략의한요소로사슴개체밀도의감소고려 진드기매개의질병관리프로그램의통합관리전략개발 기존연구를바탕으로미국 CDCP 30) 는최적의라임병관리기술을개발, 주민들이이용가능한방지방법을명시 29) 상동 30) Centers for Disease Control and Prevention

159 154 기후변화영향평가및적응시스템구축 III < 표 3-27> 보건부문의기후변화영향평가방법 아프리카의말라리아위험지역지도작성 (MARA) 의저렴한정보도구 (LITe) 31) Falciparum 말라리아의전파를모의하는생물학모델 최저와평균온도가기생충과매개체의성장을제한하는방법과강수량이생존과번식에영향을미치는방법을결정하는규칙을만듦. 이결정규칙은연구실과아프리카사하라사막이남지역에서의현장연구를통한검토와현재말라리아분포지도를보고만들어짐. 이생물학적모델은대륙에서의말라리아분포경계를매우잘근사함. 지리적위치의기후학적적합여부의결정을위해월평균기온, 겨울최저온도, 개관월총강수량의세가지변수를사용 다른모델과의차이점 : 말라리아지역과아닌지역의구분시불확실성을해결하기위해퍼지이론을사용 MARA/ARMA 결정규칙은연간기온과강수량이말라리아가전파하기좋은상태이어야하며, 이상태는전파가완료될때까지장기간지속을조건으로함. 안정된전파는보통 5달이소요됨. MARA LITe는 MARA DB의독립된질문시스템으로 MARA 와관련된 DB(29개의독립된표 ) 로전환됨. 미래말라리아의증감을측정하는기준선제공. 사용법 기후변화시나리오와함께본기준선은한영역에서위험한사람수와미래 Falciparum말라리아의확산정도를파악영역 아프리카사하라사막이남지역 위험한사람수결과물 Falciparum 말라리아의전염가능지역을그래프로나타냄. 입력방법 특정지역사용의용이성 상대적으로사용하기쉬움. 훈련필요성 없음 3) WHO 위험평가 (risk assessment) 는최근환경분야를비롯한많은분야에서점차적으로사용이확대되고있는방법이다. 일반적인환경위험평가를구성하는각단계들은건강위험을분석하는데에도적용될수있다. WHO의보고서 (2002) 는고위험인구집단의개인뿐만아니라인구집단전반에걸친위험을평가하여위험을감소시키는전략을지지하고있다. 31) MARA/ARMA Towards and atlas of malaria risk in Africa. Durban, South Africa.

160 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 155 위험평가의정의위험은그대상과사람에따라서로다른의미를갖게되는데, WHO에서사용하는위험의의미는두가지로, 부정적결과 (adverse outcome) 가나타날가능성이나이러한가능성을유발하는요인을의미한다. 건강위험관련용어의정의는아래와같다. Prevalence of risk( 위험발생률 ) : 특정위험에노출된인구의비율 Relative risk( 상대위험도 ) : 특정위험에노출되지않은사람과비교해서특정위험에노출된사람들에게건강상의부정적결과가나타날가능성 Hazard( 위험 ) : 위해발생의잠재성을갖는고유한특성 Population attributable risk( 인구에기인하는위험 ) : 인구집단내에서특정한건강위험으로인해발생하는질병의비율 Attributable burden( 기여부담 ) : 과거노출로인한현재의질병또는부상부담비율 Avoidable burden( 피할수있는부담 ) : 현재나미래의노출수준이감소된다면피할수있는미래의질병또는부상부담의비율 현재건강분야의관심은질병치료에집중되어있으나근본적인변화를위해서는질병의예방으로그관심이옮겨가야하며, 질병의예방은체계적인평가를통해질병원인을감소하려는노력을필요로한다. 인간은오랫동안 ' 건강에대한위험 ' 에관심을가져왔다. 위험분석분야는인간건강과환경에대한위협을규명하고수량화, 특징화하는데초점을맞추면서급속히성장해왔는데이러한일련의활동을위험평가라고부른다. 이는기후변화로인한건강영향에도적용될수있다. 위험평가의 4가지구성요소위험평가는환경부문의위험평가에서출발하였다. 환경적위험평가는건강위험에관한여러유형과정도를다루는환경적문제를비교하는체계적인방법으로일반적으로다음의 4가지요소로구성된다.

161 156 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 위험규명 (hazard identification) : 실험실또는역학적연구로부터얻어진독물학적자료에근거하여유발가능한건강영향의유형을규명함. 노출평가 (exposure assessment) : 사람이얼마나많은오염물질에노출되는지추정하기위해서오염의분산과집중에관한자료와사람의행동과생리기능에관한정보를결합함. 용량- 반응평가 (dose-response assessment) : 건강영향가능성과오염물질에의노출또는노출량을관련지음. 위험특징부여 (risk characterization) : 특정질환에이환되리라고예측된사람수와같이추정된건강위험을산출하기위해서노출과용량-반응평가를결합한다. 위험평가는다른여러위험으로인한질병및부상부담을추정하고비교하는체계적인접근이라고정의될수있다. 초기연구에서는환경 ( 예, 안전하지않은식수 ), 인간행동 ( 예, 흡연 ), 생리학적상태 ( 예, 고혈압 ) 등에대한노출로위험요인을평가하였다. 그러나이들연구에서는표준비교집단이나평가의신뢰도수준등다른위험요인평가결과간의비교가결여되었으며, 노출과그결과사이의시간차의관련성이고려되지않았다. 이런의미에서위험분석의핵심목적은서로다른위험요인이미치는영향을추정하고, 이러한영향이갖는시간적특성을파악하여양자에대한비교가가능하게하는데있다. 위험평가에서고려해야할측면효과적인위험평가를위해서는분석의목적에근거해서평가범위를명확히정의해야한다. 위험은인과관계 (causal chain) 나분석에사용된방법등과같은요인에관계없이포괄적으로정의되고연구될필요가있다. 다음은고려되어야할몇몇측면을개략적으로제시한것이다. 첫번째고려되어야할점은표준화된비교와일반적인결과측정이다. 건강위험의영향을측정할때가장기본적인질문이 " 무엇과비교하는것인가?" 이다. 위험요인을효율적으로비교하기위해최저인구위험을산출하는노출수준인이론적최소위험분포

162 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 157 를사용한다. 각위험요인의영향은손실수명에삶의질손실이라는개념을통합한 " 공동통화 (common currency)" 라는측면에서평가되어야한다. WHO 보고서에서사용된주요측정기준은 DALY( 장애보정생존년수 ) 로, 1 DALY 는생존년수의한해손실에상응한다. 두번째는위험요인뿐만아니라예방요인도평가해야한다는점이다. 질병이나부상의위험에영향을미치는요인들이모두해로운것은아니다. 위험요인이라는말에는부정적의미가포함되지만, 위험평가는해로운위험요인뿐만아니라예방적위험요인을포함하는개념이어야한다 ( 예, 과일과채소섭취및신체활동은예방요인이지만, 이들요인이낮은수준을보이면위험에처하게됨 ). 예방요인은긍정적행동을향상시키고위험행동을억제시킴으로써위험에의노출로인한영향을완화시킨다. 세번째는직접적인원인과간접적인원인을모두포함해야한다. 건강에대한위험은부정적건강결과를가져오는근거리와원거리요인 (proximal and distal causes) 을포함하는일련의사건들에의해발생한다. 근거리요인은직접적또는거의직접적으로질병을유발하고, 원거리요인은다수의중간매개적원인들을거쳐서그효과를드러낸다. 건강위험평가를할때에는필수적으로전체적인인과관계를고려해야한다. 네번째는높은위험에처한개인뿐만아니라인구전반에걸친위험을평가해야하는점이다. 위험에 ' 노출된 ' 과 ' 노출되지않은 ' 으로의이분법적분류는대체로위험요인과질병간관계의중요성을과소평가할수있다. 많은건강위험이인구집단에널리분포하므로, 반사실적접근 (counterfactual approach) 을적용하여인구전반에걸친중재를평가해야한다. 다섯번째는복합적작용으로질병을유발하는위험도포함해야한다. 많은건강위험들이동시에작용해서질병이나부상을일으키고이는예방적측면에서중요한의미를함축하고있다. 서로다른건강위험이개인에게미치는영향을추정하고선택된위험클러스터의공동영향을분석한다. 마지막으로위험평가방법을검토해야한다. 분석의전반적인목적은질병과부상의기여부담과피할수있는부담에대한신뢰성있고비교가능한추정치를얻는것이다.

163 158 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 이에따른목표는연령, 성별, 지역별로선택된위험요인들을추정하는것이다. WHO의표준연령집단이선정되었고, 역학적하위지역은 WHO의지역구분에근거를두고있으며사망패턴에의해분류 (mortality stratum) 되었다. 방법론에는인구집단의기여위험을산출하는것, 또는복합적수준의자료사용이가능하다면잠재적영향분수식 (potential impact fraction : PIF) 이포함되는데, 이러한측정도구는위험요인분포의특정변화로인한질병부담의감소비율을추정해준다. PIF = n i = 1 n P i (RR i -1)+1 i = 1 P i (RR i -1) RR : 주어진노출수준에서의상대위험 P : 인구집단의수준또는노출의분포 n : 최대노출수준 인구집단의위험요인수준은 PIF 를추정하는데주요투입자료이다. 분석의기본단위인 224개연령, 성, 국가별집단의위험요인수준을추정하기위해서광범위한조사가수행되었다. 직접적정보의사용이불가능한경우, 모든위험요인에서특정연령, 성, 국가그룹은외삽할필요성이있다. 이러한외삽법은유사한건강, 인구학적, 사회 경제적또는기타관련된지표를갖는특정한하위그룹에서일반화된결과에근거하여실시된다. 4) 영향평가및취약성평가기법분류 32) 기후변화와관련된건강결과를평가하는것은복잡한과정이다. 기후변화는방대한규모 ( 국가단위, 지역단위, 전지구적단위 ) 로일어나고있으며, 상당히오랜기간에걸친변화 (20년 -100년 ) 일뿐만아니라, 연구의대상이되는체계가복잡성을갖기때문이다. 따라서건강에영향을주는환경적변화와사회적변화의불확실성을감안하여평가하여야한다. 32) Expert Group on Climate Change and Health in the UK, Health effects of Climate Change in the UK, 2001

164 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 159 아날로그연구 (Analogue Studies) 아날로그연구는정량적 (quantitative) 연구와정성적 (qualitative) 연구가가능하다. 이연구의기능은기본적인기후와건강의관련성을기술하는것이다. 예를들면 11월의최저기온과말라리아발생간의상관관계를분석할수있다. 또한따뜻한기온의경향을유추하여분석한다. 예를들면혹서기간의사망률을평가하는것이다. 여기에는지리적인아날로그연구도포함되며, 예를들어비슷한기후를경험한두지역의매개동물의활동을비교하여분석할수있다. 아날로그연구의유형은세가지가존재한다. 첫째, 지역기온의경향을보거나강수의감소등을관찰하는등역사적동향을보는방법이있다. 둘째, 극한시기의사건, 홍수, 가뭄등역사적사건을중심으로관찰하는방법이있다. 셋째, 단면적인공간적아날로그연구가있다. 예를들어미래의기후조건을보여주는 X라는현재의지역을현재의 Y지역과비교하여연구하는것이다. 경험적통계모델 (Empirical-statistical models) 일정기간동안단기간의 ( 일간또는연간 ) 기후와질병의관계를분석하여향후기후변화와관련된변화를추계한다. 예를들어한인구집단에대한월별기온과식중독의관계를분석할수있으며, 지역별기후와질병관계를나타내는지도를만들고향후변화를추계할수있다. 이는또한건강에영향을주는위험요인이기여하는부분을평가하는데사용된다. 이방법은관찰된기후관련용량-반응관계에서외삽하여개발하는모델링방법이다. 건강관련모델을사용할때고려할사항의하나는혼란변수 (confounding) 의문제를해결하는것이다. 계절적영향이제거된후에일간사망자수에대한환경적노출의영향을분석하기위한회귀분석방법이사용될수있다. 제한점은모델이기후와건강의상호작용을설명하지않는다는것이다. 최근에는지리정보시스템을사용하여공간적인환경노출의영향을분석할수있다. 이방법을사용하여매개동물이나질병의분포를설명할수있다. 여기에는환경자료가

165 160 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 사용되며기상변수와식물증식의변수들이위성자료로부터구해질수있다. 매개동물의서식지분석과인구학적자료분석을통해인간에게전염되는패턴을분석할수있다. 특정한매개동물또는해충의생태를설명하기위해특정한기상자료를포함하는모델들이있다. 예를들어말라리아와진드기에대한기수의영향을추산할수있다. 그러나이러한모델을검증할수있는자료가없는경우가종종있다. 과정에기반을둔모델 / 생물학적모델 (process-based/biological models) 이방법은기존의이론으로부터개발된모델을의미하며보편적으로사용될수있다. 예를들면매개동물을통한질병의위험모델과, 말라리아와뎅기열의전지구적분포에영향을주는미래의기후영향과관련된모델링연구들이있다. 전염성질병에대한고전적인역학모델에서는면역이없는인구집단에들어간해충의재생산율을사용한다. 매개동물에의한질병과관련해서기온과병인의잠복기간은현장조사와실험연구에의하여결정되어왔다. 한편과정기반의모델에서는이러한기본과정을요약하면서특정한기후시나리오의투입에따른건강의결과를시뮬레이션할수있다. 이모델은상대적인위험에대한설명을할수있게해주지만절대적인평가를할수있는충분한정보를주지못한다는단점이있다. 전지구적모델을검증하기위하여역사적인자료를사용하는것은모델링과정에서매우중요한부분이다. 또한질병의전파에영향을주는지역적요인을포함하는지역적인모델도검증되어야할필요가있다. 통합평가모델 (integrated assessment models) 여러모델들을종합한방법이다. 예를들면인과관계의체인으로구성되는수직적연결선과적응과피드백을하는수평적연결선을포함하는모델로제시된다. 예를들면기후변화가주는농업부문에대한영향을모델화하고이것이식량공급과기아그리고결국건강에주는영향을평가하는방법이다. 이방법의장점은다음과같다.

166 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 161 관련성을탐색할수있는다양한모듈을연결한다. 상호작용과피드백메커니즘을포함한다. 다양한분야의과학자들간의의견교환이가능하게해준다. 나. 보건부문영향및취약성평가국가별사례 1) 일본보건부문의일본사례는크게고온, 홍수, 대기오염물질에따른 3가지간접영향요인에따라살펴본다. 일본에서는최근에증가하는홍수의발생을기후변화에기인한것으로분석하고있다. 기후변화로인해변화한강수의패턴과, 이러한수해로인한재난의영향을감소시키기위해서는수문기상학적 (hydro-meteorological) 경향을분석할필요가있다는점이지적되었으며, 물관련위험과위기를관리하기위해국제센터를설립하는것이제안되었다. 기후변화의영향으로홍수의피해규모가더커질것으로예상됨에따라홍수의영향을조사하는방법에대한연구들에관심을보여야한다는지적또한있었다. 이에홍수취약성지수 (flood vulnerability index) 를개발하기위한다변인분석 (multivariate analysis) 이실시되었다. 최근에는인간사회에대한기후변화의잠재적영향을점검하는연구들이수자원분야에서도등장하고있다. 예를들어수자원관할제도의다양성이어떻게수자원관리에영향을주는가에대한연구가등장했다. IPCC 의 3차보고서에서는기후변화로인해수자원의순환이강화되어강수현상에더많은다양성이나타날것으로전망하였고, 극심한태풍과극한기상현상과같은현상의빈도와강도가증가할것으로전망하였다. 결과적으로기후변화로인해더많은홍수를경험할것으로전망하였다 (Connor and Hiroki, 2005). 대기오염물질에의한영향으로일본에서는대기중화분 (pollen) 과같은대기중유해물질의수가많아질수록인구집단이노출되는기간도증가하는것으로보고한바있다. 그리고 80년대이후인구집단이화분에노출되는기간이매년증가하고있는것으로

167 162 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 관찰되었다 (Kishikawa et al., 2001). 한편아시아지역의 SO 2 방출량의증가가 1990 년대에예측한것보다적어질것으로전망되었다. 이는 1995 년에서 2000년사이에중국과일본등아시아주요국에서의 SO 2 방출량을줄이기위한노력의결과로, IPCC에서예측한방출량보다도적어질것으로예측되었다 (Carmichael et al., 2002). 일본의도쿄에서는고온에의노출이열사병과관련이있는것으로보고되었다 (Piver et al., 1999). 또한 7월과 8월에대기오염물질의농도가높은것으로알려졌다. 기온과오염물질농도의영향을알아보기위한이연구에서는성별과연령별 (0-14 세, 세, 65세이상 ) 로인구집단을계층화하여 1980년에서 1995년까지의열사병으로인한응급실입원경향을분석하였다. 분석방법으로는회귀모델이사용되었고, 일간최고기온 (Tmax) 과일평균 NO 2 및 O 2 농도가분석에포함되었다. 일최고기온의지연효과는 1-4 일간으로보았고, 공변인으로써대기질변수가함께분석되었다. 열사병으로인한응급실입원사례를 3개의연령집단별남녀성별로구분하여위험요인을분석하기위하여 Poisson error structure를가정하는일반선형모델 (GLMs) 을사용하였다. 분석결과동일한날의최고기온과 NO 2 의농도가가장큰위험요인으로밝혀졌다. 가장응급실입원사례가적은집단은 0-14 세여자였고, 가장응급실입원사례가높은집단은 65세이상남성으로나타났다. 일본야마나시도 (prefecture) 의열중증 (heat disorders) 33) 의발생과기온과의관련성을 1995년에서 2004년까지에걸쳐서관찰하였다 (Iriki and Simon, 2006). 과거의여름기온에비하여온도의상승이관찰되었고, 열중증과관련된두가지위험요인이도출되었다. 32 이상의고온과상대적으로추운날씨가선행된후나타난고온현상이주요위험요인인것으로나타났다. 열중증이많이나타난연령층은청소년층과고원에살고있는 60세이상고령자들이었다. 고령층외의연령층에서는힘든동작후에나타나는노작성열중증이많이나타난것으로알려졌다. 70세이상의고령층에서열중증은치명적인것으로나타났으나그외의연령층에서열중증은치명적이지않았다. 고령층에서열파가있는날에외부활동을자제할것과충분한수분의공급, 냉방시설의공급 33) 열중증 (heat disorder) : 극단적인고온환경에의한열장애의총칭

168 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 163 등이제안되었다. 일본산림노동자의열사병위험요인에대한연구에서는여름철노동자들의발한과수분공급과주관적으로더운정도, 산림노동현장에서의태양광선등의변수들과열사병의관련성을분석하였다 (Maeda et al., 2006). 다중회귀분석을시도한결과열사병에걸린사람과걸리지않은사람간의변수들차이는유의하게나타났다. 일하는동안의주관적더운정도 (perceived hotness ; p<0.05), 태양광선 (sunlight ; p<0.05), 발한정도 (degree of sweating ; p<0.01) 그리고수분공급의빈도 (frequency of hydration ; p<0.05) 등이유의하게차이를나타내었다. 노동자의연령과관련해서는 50세까지의노동자중에서 60.6% 로나타났다. 노동자의비만도 (BMI) 도유의한관련성을보였다. 일본의 3개도시에서고온에의노출에대한연구에서는여름철의일간기온변화와열스트레스를분석하였다. 일간최고기온 (Tmax) 과건강문제의상관성을질병역학적으로분석하였다 (Kabuto et al., 2005). 사포로, 도쿄, 오키나와의나하등세도시에서일주일간의기온노출정도를휴대용모니터를사용해서자료를수집하였다. 결과적으로열스트레스를경험하는임계치 (threshold) 온도는낮시간의 Tmax가 30 였고평균 29 였으며야간의평균기온은 28 및 27 였다. 일본홋카이도에서여름철혹서와열사병사망간의관련성에관한연구 34) 에서는월별연령별사망률을구하였고, 월별평균기온과 1995 년에서 1999 년의월별최고기온을분석하였다. 기초데이터는보건노동후생성의자료와기상청의자료를사용하였다. 8월 (28.8 ) 과 9월 (23.8 ) 의월별최고기온은 1999년에관찰되었다. 월평균기온에서도비슷한경향을보였다 년의 8월에는 30 이상의최고기온인날수가 14일이었다 년 8월의연령보정사망률은 1995 년 ~1998 년과유의하게다른것으로분석되었다 (p<0.01). 따라서 1999년의혹서는높은사망률을초래한것으로결론을내릴수있었다. Nakai 등의연구에서는일본의 1968 년-1994 년간열사병으로인한사망을분석하기위해여름철더운날의발생과연령별사망을조사하였다 (Nakai et al., 1999). 도쿄와 34) Qiu et al., 2002

169 164 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 오사카의기상자료와사망자료를가지고분석하였다. 최고기온이 38 이상인날, 열관련사망이발생하는것으로나타났고, 더운날의날수와관련이있는것으로분석되었다. 4세이하유아와 70세이상노인층에서사망빈도가높았던것으로나타났다. 성별과는관련없이연령의변수가열파에민감한것으로나타났다. 복무중인군인의여름철사망에대한분석 35) 에서도여름철의열사병의보고가증가한것으로나타났고, 특히추운지방에근무하는군인이더운기간에이러한증상으로입원하는것으로나타났다. 일본국립환경연구소에서는몇가지기후변화시나리오를개발한바있고특히아시아 태평양지역의통합모델을개발한바있다. 일본의열사병과기온의상관관계에대한연구를포함한기후변화로인한건강의취약성에대한연구들이있다. 일본에는아직보건부문만의정책이구체화된것은없으나보건부문의취약성에대한평가는상당히진척되고있다. 보건부문의취약성평가는열스트레스로인한직접적인영향과매개동물을통한간접적인전염성질병의전파등으로크게분류된다. 2) 미국, 유럽과그외국가사례미국과유럽을중심으로한많은국가에서기후변화와건강영향에대한연구를국가차원에서진행해오고있다. 이연구들에서핵심이되는내용은영향요인을정확하게조사하고파악하는것과예측, 조기경보시스템개발등이다. 여기서는관련연구의국가별연구사례를 < 표 3-28>~< 표 3-32> 에정리하였다. 35) Dickinson, 1994

170 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 165 국가 문헌 방법 기후변화에관한관심영역 Antigua and O'Marde&Michael, 해수면상승으로인한해안지역홍수, 허유추에의한예측 Barbuda 2000 리케인의영향, 뎅기열전파의증가 호주 NHMRC, 1991 전문가판단 특정영역없으며적응에중점을둠. 호주 McMichael et al., 열스트레스의영향기술하지않음, 말라예측모델링 2002 리아매개곤충의분포변화, 설사병의증가 UNEP/Ministry of 카메룬 Environment and 콜레라, 말라리아, 황열, 수막염, 영양실전문가판단 Forestry, Cameroon, 조의증가가능성 1998 캐나다 문헌고찰, 전문가판단, 열관련사망의증가, 매개전염성질병위험성 Duncan et al., 1997 예측모델링의캐나다로까지의확장, 환경으로인한난민 피지 de Wet & Hales, 2000 문헌고찰, 예측모델링 뎅기열, 설사병의증가 일본 Ando, 1993 문헌고찰 열스트레스와광화학적대기오염의증가, 말라리아 일본 문헌고찰, 전문가판단, Ando et al., 1998 열스트레스, 말라리아예측모델링 키리바티 < 표 3-28> 국가차원의기후변화건강영향평가사례 Taeuea, T. et al., 2000 문헌고찰, 예측모델링 뎅기열, 설사병, 시가테라어독 (ciguatera fish poisoning) 의증가 네덜란드 Martens, 1996 문헌고찰, 전문가판단 열스트레스, 홍수 뉴질랜드 Woodward et al., 2001 문헌고찰, 예측모델링 뉴질랜드북섬으로의매개모기종의유입위험성 파나마 Sempris, E & Lopez, R. 설사병과독감을야기하 취약지역에서의설사병의잠재적증가 eds ANAM/UNDP 는기후에대한양적평가 포르투갈 Casimiro, E & Calheiros, J. M., 2002 광범위한문헌고찰, 예측모델링, 위험인구집단파악 열관련사망, 음식과물로인한전염병, 대기오염의영향, 매개곤충과설치류에의한전염병 스리랑카 Ratnasari, J., 1998 전문가판단, 예측모델링 말라리아 세인트 St Luda National 기후에민감한질병의 가뭄과설사병루시아 Communication 최근부담평가 영국 CCTRG., 1996 문헌고찰 열관련사망과극단적기후사건 영국 Dept. of Health, 2002 전문가판단, 예측모델링 열스트레스, 대기오염, 홍수, 수인성전염병 미국 USEPA, 1989 문헌고찰, 모델링 매개전염성질환의증가 미국 Patz, et al., 2000 문헌고찰, 전문가판단 - 잠비아 Phiri, J. & Msiska, D., 1998 전문가판단 말라리아, 주혈흡충병, 수인성전염병과영양실조 자료 : WHO, 2003

171 166 기후변화영향평가및적응시스템구축 III < 표 3-29> 미국의건강부문평가와우선적연구분야 잠재적건강영향 열관련질병과사망 겨울철사망 극단적날씨사건과관련된건강영향, 폭풍 대기오염관련건강영향 수인성전염병과음식으로인한전염병 매개전염병과설치류에의한전염병 관심대상의날씨요소 극단적인열정체기단극단적한파설빙 건강영향에변화를줄수있는방향 강수량변동 ( 폭우등 ) a 온도정체기단 강수량강어귀의수은 온도강수량변동상대습도 우선적연구분야 예측력향상, 경보와대응 도시설계와에너지시스템, 노출평가 독감과기타겨울철사망이갖는날씨와의관련성등 예측력향상, 경보와대응, 감시향상, 과거의경보영향과효과조사 날씨와대기오염농도의관련성 온도 / 습도가대기오염에미치는영향 날씨가식물배출과알레르기 ( 예 : 꽃가루 ) 에미치는영향 물 / 환경이해양관련질환에미치는영향모니터링증가 토지이용이수질에미치는영향 ( 강유역보호 ) 오염물질의이동경로및결말모니터링 /mapping 향상 신속한진단검사 감시향상 기후관련질병전파과정연구 주 ) National Assessment Synthesis Team 의추계자료에근거함. a : 허리케인과토네이도빈도의변화추정치는알려지지않음. 연구극한강수와수인성질병의관계 ( 미국 EPA, 2001) 기후변화로인한비의도적손상의관련성 ( 미국 EPA, 2003) 폭력적인범죄에대한기온의영향에대한역학적연구 ( 미국 EPA, 2003) Environmental health 특집호 (2001) < 표 3-30> 미국의기후변화건강영향평가연구사례 주요연구내용 년간의수인성질병발생동향과강수자료의분석 50%-68% 의수인성질병이강수현상에뒤따라발생한경향을보임. 극한날씨로인한비의도적손상을줄이기위한전략개발에관한연구임. 자동차사고, 낙상, 질병및사망을초래하는손상의심각성과빈도를고찰하고날씨와관련된변화를분석하며가능한예방전략을개발함. 기온과폭력적인범죄간의관련성을분석하여지구온난화에관련된과제를도출하기위한연구임. 매일의평균기온과폭력, 강간, 살해사건등의관련성을분석함. 미국의기후및기온변화로인한잠재적인질병과사망에대한영향 미국의기후변동 변화 (variability & change) 로인한극한날씨의잠재적건강영향 미생물에의한수인성및음식물매개질환에대한기후변화의잠재적영향 매개동물을통한질병에대한기후변화의잠재적영향

172 < 부록 3> 국제사회의부문별영향및취약성평가사례 167 < 표 3-31> 영국의기후변화건강영향평가연구사례 연구 The Expert Group on Climate Change and Health in the UK(2001) 에서 2020년, 2050년, 2080년의기후변화와건강과의관계에대한검토결과발표주요연구내용및결과 기온관련사망자수 : 여름철고온으로인한사망이연간 2,800명정도늘어날것으로예상 기상재해 : 겨울철폭풍으로인한손상, 태풍으로인한침수로수만명의사람들이일시적으로거주지를상실할우려가있음. 대기오염 : 오존농도는 2050 년까지 20% 가량상승으로관련질환과사망증가위험이있음. 오존층훼손으로인한자외선노출로피부암및시각손상의위험 매개동물을통한질병 : 말라리아, 저지대지역의병균을가진모기, 진드기등의증대가능성이있으나전반적인위험은상대적으로낮음. 수인성및음식물매개질환 : 콜레라, 장티푸스등의위험은낮음. 원생동물 (protozoa) 로인한질병의가능성이있음. 해조류확산이나가뭄의영향은크지않은것으로예측됨. < 표 3-32> 캐나다의기후변화건강영향평가연구사례 연구 Health effects of Climate Change and Health Co-benefits Resulting from Potential Kyoto-driven Policies : a Canadian Perspectives(2002) 주요연구내용및결과 기상재해로인한영향 : 수십년에한번있는심각한태풍이수년에한번씩발생하고있음홍수로인해직접적인사상자외에도장기적인건강영향이존재함. 물부족현상은장기적으로스트레스성질환증가와삶의질악화를가져올수있음. 대기오염으로인한건강영향 : 대기중오존농도가어린이, 노인에게영향심각함. 매개동물 : 매개모기가서식하는감염위험지역이확대됨. 들쥐에의한한타바이러스감염자수증가, 라임병확산위험이있고야외활동증가에따른매개동물로인한질병확산등. 수인성및음식물매개질환 : 전통적으로물고기과해산물을섭취하는소수민족에게병원균과독성물질에의한위험이있음. 강수후에발생하는박테리아증가로건강에영향을줄수있음.

173 168 기후변화영향평가및적응시스템구축 III < 부록 4> IPCC 제 4 차평가보고서 WG II, 정책입안자를위한요약보고서 (SPM) 개요 - 본요약은 IPCC 제4차평가보고서 WG II에서정책과관련된사항을서술한것임. - 평가보고서는자연과인간시스템에대한기후변화의영향, 적응력, 취약성에대한현재의과학적이해를보고함. 이는 IPCC의기존의평가들과 3차보고서이후얻어진새로운지식에기반을둠. 자연에서관측된영향 - 관측된기후변화에대한사항은 WG I을근거로함. WG II에서는관측된기후변화와, 자연과인간시스템에서최근관측된변화사이의관계를고찰함. - 사용된데이터는 1970년대이후를대상으로함. 지난 3차보고서이래로생물리적환경경향을관측하고, 지역기후변화와의관계를살핀연구가많아지고자료의질이향상됨. 그러나관측된변화에대한자료와문헌에지리적불균형이크며, 개도국에대한자료가거의없음. - 최근의연구들로인해 3차보고서보다온난화로인한영향간의관계에대한평가폭이넓어지고결과에대한신뢰도가높아짐. 3차보고서에서는 ' 최근의지역적기온변화는생물리체계에확실한영향을끼쳤다 ' 라고 80%(high confidence) 의신뢰도를갖고결론지음. - 최근보고서로부터의결론은다음과같음. 모든대륙과해양에서관측된증거에따르면, 많은자연시스템이지역적기후변화,

174 < 부록 4> IPCC 제 4 차평가보고서 WGII, 정책입안자를위한요약보고서 (SPM) 169 특히기온상승에따른영향을받고있다. - 눈, 얼음, 동토 ( 영구동토층포함 ) 의변화와관련해, 자연계는다음과같은영향을받음. 빙하호의확장및증가 영구동토지역의지반불안정과산악지역에서의바위사태증가 해빙 (sea-ice) 생물군계와먹이사슬에서의포식자수증가를포함한일부남 북극생태계에서의변화 - 수문학시스템에서의변화는다음과같음. 빙하와눈이흘러드는강들의유출량이증가하고 spring peak discharge 가앞당겨짐. 많은지역호수와강의수온이상승하면서열역학구조와수질에영향을줌. - 최근의온난화가육지생물권에준영향은다음과같음. 개엽 철새이동 산란등과같은봄맞이행사시기가앞당겨짐. 동식물종의서식범위가극향과상향이동 - 위성관측에의하면 1980년대이래, 최근의온난화로인한 thermal growing season의연장으로봄철식물의녹화가앞당겨지는경향이많은지역에서나타남. - 해수 담수의생태계에서관측된변화는얼음피복, 염도, 산소농도및순환뿐만아니라수온상승과관련됨. 고위도해양의해조류, 플라크톤, 어류풍부도 (abundance) 의변화와서식범위의이동 고위도와고소 (high altitude) 에있는호수에서의조류와동물플라크톤의증가 민물어류의이동이앞당겨지고서식범위변화 년이래로인간이배출한탄소를흡수함으로써대양은평균 0.1 PH 감소를보이며더욱산성화됨. 하지만관측된해양산성화가해양생태계에미치는효과에대해서는아직기록되어있지않음.

175 170 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 인위적인온난화는생물리체계에큰영향을끼쳐왔다. - 인위적인온난화가생물리체계의변화에연결됨을나타내는많은증거가지난 5 년 간축적되어옴. 이와같은결론을뒷받침하는 4 가지증거는다음과같음. 1 WG I은 20세기중반이후의온난화가인위적인온실가스농도증가때문이라는결론을내린바있음. 2 생물리체계에서의변화를보여주는관측자료의대부분이온난화에대한반응으로예상되는변화의진행방향과일치. 3 본보고서에서종합한전세계적연구에의하면, 온난화정도가큰지역과, 온난화와일관되는변화가많은시스템에서관측되는지역이일치하고, 이러한공간적일치가단지자연적인기온이나시스템의변동때문일가능성은거의없음을증명. 4 자연력 (natural forcing)( 태양활동, 화산활동 ) 과인위적압력 ( 온실가스, 에어로졸 ) 을결합시킨모델링에서자연력만을포함시킨모델링에서보다더잘반응이일어남. - 인위적온난화와관측된시스템반응사이의연계를완전히나타내는증거는여전히부족함. 첫째, 시스템과관찰지역의수가제한됨. 둘째, 지구보다지역수준의자연적기온변동이더커서외부압력에의한변화의규명에영향을줌. 마지막으로, 지역수준에서는오염, 외래종, 토지사용변화와같은다른요인들이영향을줌. - 그럼에도불구하고많은연구에서의관측된변화와모델링결과의일치, 그리고지역적온난화와지구수준에서의영향의공간적일치는지난 30년동안인위적온난화가많은생물리시스템에현저한영향을준것이확실함을보여줌. 적응과비기후로인한원인때문에많은경우식별이어려움에도불구하고, 자연과 인간시스템에지역적기후변화의효과들이나타나고있음. - 기온상승의효과가다음과같이기록됨.

176 < 부록 4> IPCC 제 4 차평가보고서 WGII, 정책입안자를위한요약보고서 (SPM) 171 북반구고위도지역의봄작물경작이앞당겨지고화재와해충에의한산림교란체제의변화와같은농업및산림정책에대한영향 건강측면에서, 유럽의열파관련치사율, 일부지역에서의감염성질환매개체, 북반구고 중위도지역에서의알레르기성화분증가 북극에서의빙설위사냥과여행, 낮은산악지대에서의일부인간활동 - 최근의기후변화와변동은자연과인간시스템에효과를미치기시작함. 하지만출판된문헌들을근거로, 이러한영향들은아직까진경향을구축하지는않음. 그예는다음과같음. 산악지역에서의정주는해빙 (melting glaciers) 으로인한빙하호붕괴홍수에대한위험이커짐. 일부지역의정부는댐을건설하고배수작업을하는등의반응을보이기시작함. 아프리카사바나지역 (Sahelian region) 의더욱더워지고건조해지는기후조건은작물에불리한효과를미치는한편재배기간의축소를초래함. 남아프리카에서는더길어진건조기와더욱불확실해진강우에대한적응수단마련이촉구됨. 해수면상승과개발행위로인해연안습지와망그로브가손실되었으며, 많은지역에서는해안홍수로인한피해가증가하고있음.

177 172 기후변화영향평가및적응시스템구축 III

178 < 부록 4> IPCC 제 4 차평가보고서 WGII, 정책입안자를위한요약보고서 (SPM) 173 미래영향에대한현재지식 - 다음의내용은 IPCC가예측한금세기동안완화되지않은기후변화의범위에서인간및환경과관련될것으로판단한각각의시스템, 부문, 지역의취약성및적응에관한발견들뿐아니라, 미래의영향에대한주요발견들에대한발췌임. 영향은기온, 해수면상승, 대기중이산화탄소농도, 강수량과다른기후변동에서예측된변화에기인함. 영향의크기와시기는기후변화의총량과시기, 적응력에따라달라짐. [ 부문별 ] 수자원 - 21세기중반까지연평균하천유출량과물사용가능성은고위도지역과일부열대우림지역에서 10-40% 증가하고, 중위도와열대건조지역, 현재의물부족지역중일부에서는 10-30% 감소. - 가뭄영향권이확대되고, 호우빈도가늘어나며, 홍수로확대될가능성이높음. - 금세기동안빙하와적설에저장된물의양이감소하여, 이물을공급받는전세계인구의 1/6 이상이물사용가능성감소. 생태계 - 기후변화영향은금세기에다수생태계회복성의도를넘을가능성이있는데, 이는기후변화, 연관교란 ( 홍수, 가뭄, 들불, 해충, 해양산성화 ), 다른지구적변화동인들 ( 토지사용변화, 오염, 자원의과다이용 ) 의전례없는조합때문임. - 육상생태계의순탄소흡수량은 21세기중반이전에정점에도달하고난후, 줄어들거나아예역전됨으로써기후변화를증폭시킬가능성이있음. - 지구평균온도상승이 를초과하면, 지금까지평가된동식물종중대략 20-30% 가멸종위기에놓임. - 지구평균온도가 이상상승하고대기중이산화탄소농도가증가하면,

179 174 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 생태계구조와기능, 종간생태적상호작용, 종들의지리적서식범위가변할것이며이는대체로생물다양성에부정적결과를초래할것임. - 대기중이산화탄소증가로인한점진적인해양산성화는유기체 ( 산호 ) 를형성하는대양의조개껍질과이에의존하는종들에부정적영향. 식량 가량의국지평균온도상승으로, 작물에따라중위도에서고위도까지의작물생산성은약간높아지고, 그외일부지역에서는낮아짐. - 특히철따라건조해지고열대성인저위도지역의작물생산성은약간의국지기온상승 (1-2 ) 만으로도감소하고기아위험증가. - 전지구적으로, 식량생산능력은국지평균기온상승이 1-3 범위에걸쳐있으면증가하지만그이상으로기온이상승하면감소. - 가뭄과홍수빈도증가는지역작물생산성에부정적인영향을주며, 특히저위도에있는생계부문에부정적임. - 적당한정도의온난화에는, 재배품종과재배시기의변경과같은적응행위로베이스라인을유지하거나상회하는곡물수확이가능함. - 상업용목재생산성은지구적으로는단 중기간의기후변화시완만한상승세를보이며, 지역적으로는큰변동성을가짐. - 특정어종의분포와생산이지속적인온난화에따라지역적변화를보일것으로예측되며, 수산양식과어장에부정적효과를미침. 연안지역과저지대 -연안지역은기후변화와해수면상승에따른해안침식을포함한여러위험에대한노출이증가하고인위적압력으로더욱악화될것임. - 산호는열스트레스에취약하며적응능력이낮음. 1-3 정도의해수면온도상승은산호의열에대한적응이나새환경순응이이루어지지않는한더욱빈번한산호탈색현상

180 < 부록 4> IPCC 제 4 차평가보고서 WGII, 정책입안자를위한요약보고서 (SPM) 175 과광범위한고사를초래. - 염습지와망그로브를포함한해안습지대는해수면상승에따른부정적영향을받을것으로예측되며, 육지쪽으로옮겨가는데제약이있거나퇴적물이부족한습지대는더욱큰영향을받음. - 해수면상승으로 2080 년대까지수백만이상의사람들이매해홍수를경험함. 적응능력이상대적으로낮은인구밀집지역과저지대는특히위험하며, 이들지역은이미열대성태풍이나해안침전물유실 (coastal subsidence) 을경험하고있음. 도서지역이특히취약한가운데, 영향받는수는아시아와아프리카의거대삼각주에서가장큼. - 적응능력의제약때문에선진국보다개도국의해안지역적응이더어려움. 산업, 정주, 사회 - 산업, 정주, 사회에있어기후변화의비용편익은지역과규모에따라크게다양함. 하지만종합적으로볼때, 기후변화정도가클수록순영향은더욱부정적이기쉬움. - 가장취약한산업, 정주, 사회는일반적으로해안지역과하천범람원에위치하는데, 이지역의경제는기후민감자원에밀접하게연결되어있고, 극한기상현상이일어나기쉬우며특히급속한도시화가일어나는장소임. - 빈민지역사회는특히취약한데, 고위험지역에위치하면더욱그러함. 이들의적응능력은제한되어있으며, 지역적물식량공급과같은기후민감자원에의존적인경향이큼. - 강하거나빈도가잦은극한기상현상의발생으로인한경제적 / 사회적비용은높아질것이며, 가장직접적으로영향을받는지역의비용부담은상당한수준으로증가. 기후변화의영향은직접영향을받는지역과부문으로부터다른지역과부문으로광범위하고복잡한연결을통해전파.

181 176 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 건강 - 예측된기후변화에대한노출은수백만인구, 특히적응능력이낮은사람들의건강상태에영향을줄가능성이있으며경로는다음과같음. 아동성장및발달과관련된영양부족및그에뒤따르는장애의증가 열파, 홍수, 태풍, 화재와가뭄으로인한사망, 질병, 상해의증가 설사병의부담증가 기후변화에따른지표면부근의오존농도증가로인한심폐질환발생빈도증가 감염성질병벡터의공간분포변화 - 아프리카에서말라리아전염과창궐범위가증가하거나감소하는것처럼, 기후변화로인한효과는혼합적인양상을보임. - 온대지역연구결과에따르면, 한파에의한사망이감소하는것과같은기후변화로인한혜택도있음. 종합적으로볼때는, 이러한혜택보다는기온상승에따른전세계의건강, 특히개도국의건강문제에대한부정적효과가더큼. - 건강에미치는긍정적영향과부정적영향사이의균형은지역별로다를것이며, 지속적인기온상승시에는시간의흐름에따라서도달라짐. 따라서가장중요한것은교육, 보건, 공중보건예방, 기반시설, 경제발전과같이인구의건강을직접적으로판가름짓는요인들임. [ 지역별 ] Africa 년까지 7천500 만-2억 5천만명의인구가물부족문제에직면. 물수요증가까지합세해서생계에부정적영향을끼칠것이며물관련문제가더욱악화됨. - 많은아프리카국가와지역의식량접근성을포함한농업생산이심각할정도로위태로워짐. 재배기간과수량성측면에서농업에적합한지역이줄어들며, 특히반건조지역과건조지역의경계를따라감소. 이는식량안보에부정적영향을초래할것이며, 대륙

182 < 부록 4> IPCC 제 4 차평가보고서 WGII, 정책입안자를위한요약보고서 (SPM) 177 내영양부족문제를악화시킬것임. 일부국가에서의천수 (rain-fed) 농업은 2020 년까지 50% 까지감소. - 큰호수의수온상승에따른수자원감소는지역식량공급에부정적영향을미칠것으로예측되며지속적인남획으로악화될수있음. - 21세기말이가까워질수록많은인구를가진연안저지대는해수면상승의영향을받을것이고, 적응비용은국내총생산 (GDP) 의최소 5-10% 에육박. 망그로브와산호초는더욱퇴화됨으로써어업과관광업에부정적영향. - 다중압력과낮은적응능력때문에기후변동과변화에가장취약한대륙중한곳이아프리카라는사실이새로운연구들로확인됨. 현재의기후변동에대해몇몇적응이발생하고는있지만, 미래의기후변화에는불충분함. Asia 년내에히말라야에서녹고있는빙하가홍수와사면불안정에따른바위사태를증가시키며수자원에영향을줌. 빙하가쇠퇴함에따라하천으로유입되는물의양이상당량줄어들것이기때문임. - 중앙 남 동 동남아시아, 특히큰호수유역의담수사용가능성감소. 인구증가와생활수준의향상에따른물수요증가와맞물려 2050년대까지 10억이상의인구가부정적인영향을받음. - 해안지역, 특히남 동 동남아시아의인구밀집지역인거대삼각주의태풍증가. 일부거대삼각주는하천홍수증가로위험. - 기후변화는급속한도시화, 산업화, 경제발전과결합하여자연자원과환경에압력을형성함으로써아시아대부분개도국의지속가능한발전에악영향. - 21세기중반까지동아시아와동남아시아의작물수확량은 20% 까지증가하며, 중앙과남아시아는 30% 까지감소. 급속한인구증가와도시화의효과가더해져여러개도국의기아에대한위험이매우높음. - 지구온난화와연결되어있는수문학순환변화에따라대체로홍수, 가뭄과관련된

183 178 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 설사질환으로인한풍토병의이환율과치사율이동 남 동남아시아에서높아짐. 남아 시아는해안수온이상승하면서콜레라문제악화. Australia and New Zealand - 강수량감소와증발작용증가결과, 2030년까지호주의남부, 동부와뉴질랜드의북섬과일부동부지역의물안보문제가거세질전망 년까지그레이트배리어리프 (Great Barrier Reef) 와퀸즐랜드열대습윤 (wet tropic) 지역을포함한몇몇생태적으로풍부한장소의생물다양성에상당한손실발생. 카카두습지대, 호주남서부, 남극연안섬들, 호주와뉴질랜드의산악지역도위험. - 호주의캐언즈, 퀸즐랜드서남부와뉴질랜드의북섬, 풍요의만 (Bay of Plenty) 에서진행중인해안개발과인구증가에따라, 2050년대까지해수면상승의위험이더욱커지고, 태풍과해안홍수의빈도와심도증가 년까지가뭄과화재가증가함에따라호주남부, 동부대부분과뉴질랜드동부의농업과산림생산성감소. 반면에뉴질랜드서부, 남부지방과주요하천주변의경우재배기간이더길어지고, 서리가덜내리며, 우량이증가함으로써초기혜택입음. - 이지역은발달된경제, 과학, 기술역량에따른상당한적응력을갖고있으나, 극한현상의변화에대처하고적응력을실행하는데에는상당한제약이있어쉽지않음. 자연계는제한된적응력을가짐. Europe - 현재의기후변화에따른광범위한영향들이처음으로기록된지역임. 빙하후퇴, 길어진재배기간, 종의서식범위이동, 전례없이거대한열파가건강에끼친영향들이기록됨. 이상의관측된변화들은미래기후변화에서예측되는사실들과일맥상통함. - 거의모든유럽지역이미래기후변화로부터부정적영향을받을것으로예상되며, 이는많은경제부문에문제가될것임. 기후변화로인해유럽자연자원과자산의지역적차이가커짐. 부정적영향은내륙의돌발홍수위험증가, 해안홍수의빈발, 침식증가를

184 < 부록 4> IPCC 제 4 차평가보고서 WGII, 정책입안자를위한요약보고서 (SPM) 179 포함. 절대다수의유기체와생태계가기후변화에적응하는데어려움. 산악지방은빙하후퇴, 적설량과겨울관광감소, 광대한종손실 ( 배출량이높은시나리오하에서는일부지역의종손실이 2080년까지 60% 까지발생 ) 경험. - 이미기존의기후변동에도취약한상황인유럽남부의한지역은기후변화로인해고온과가뭄이악화되고, 물사용가능성, 수력의잠재적사용가능성, 여름관광객이감소할거고, 전반적으로작물생산성이낮아질것임. 또한열파와들불이빈발함에따라건강위험증가. - 유럽중부와동부의여름강수량이줄어듦에따라물부족이심화되고열파로인한건강위험증가. 산림생산성이감소하고토탄지화재증가. - 기후변화는유럽북부에난방수요감소, 작물수확량증가, 산림성장증가와같은혜택을포함하는혼합된효과를가져옴. 하지만기후변화가지속되면, 빈번한겨울홍수, 위기에처한생태계와지면불안정성의증가와같은부정적영향이기후변화의혜택을능가할수있음. - 사전적기후변화위험관리적응계획을실행함으로써, 적응은극한기후현상에대한반응에서얻어지는경험으로부터이익을얻을수있음. Latin America - 21세기중반까지기온상승과, 관련된토양수감소에따라아마존동부의열대우림이사바나로점진적대체. 반건조식물은건조식물로대체. 라틴아메리카의많은열대지역은종멸종에따라상당량의종다양성손실경험. - 기후변화는좀더건조한지역의농토염류화와사막화를초래. 몇몇주요작물의생산성과축산생산성이감소함에따라식량안보에악영향. 온대지역의대두수확량은증가. - 해수면상승에따라저지대의홍수위험이증가. 기후변화에따른해수면온도상승은중앙아메리카의산호초에악영향을끼치고, 남태평양과동태평양어자원의위치이동초래.

185 180 기후변화영향평가및적응시스템구축 III - 강수량추이변화와빙하의소멸에따라인간소비, 농업, 에너지발생을위한물사용가능성이상당한영향을받음. - 주요생태계보전, 조기경보체계, 농업위험관리, 홍수 가뭄 해안관리를위한전략, 질병감시체계를통해일부국가들은적응을위해노력중임. 하지만이러한노력은무엇보다도기본정보, 관측과감시체계부족, 역량구축과적절한정치적, 제도적, 기술적기조부족, 낮은수입, 취약한지역내에서의거주로인해그효과를발휘하지못함. North America - 서부산지의적설층감소, 겨울홍수빈발, 여름철유량감소, 과잉할당된수자원에대한경쟁악화. - 화재고위험기간의확대및불에탄지역의큰증가와더불어, 해충, 질병, 화재로인한교란이산림에큰영향끼침. - 적당한수준의기후변화는금세기초기수십년동안천수농업의전체수확량을 5-20% 까지증가시키지만, 지역간변동을수반. 적절한범위의 warm end에가깝거나고효율의수자원에의존하는작물들은큰도전에직면할것임. - 현재열파를경험하는도시는금세기동안발생수, 심도, 기간이증가한열파로인해더큰도전에직면할것인데, 이는건강에악영향을수반할수있는잠재성을가짐. 노년층이가장위험함. - 개발, 오염과상호작용하는기후변화영향에따라연안지역사회와거주지가점차압력을받을것임. 해안지방의인구증가와기반시설의가치상승은기후변동과미래기후변화에대한취약성을증가시키며, 열대성태풍의심도가커짐에따라손실증가. 현재의적응은불공정하며, 증가하고있는노출에대한준비성부족. Polar Regions - 극지에서중점적으로예측되는생물리적효과는, 빙하와대륙빙하의두께및크기의 감소와, 철새, 포유동물, 상부포식자와같은많은유기체에게불리한효과를갖는자연

186 < 부록 4> IPCC 제 4 차평가보고서 WGII, 정책입안자를위한요약보고서 (SPM) 181 생태계의변화. 북극에미치는부수적인영향은해빙, 영구동토층크기감소, 해안침식증가, 영구동토층의계절에따른융해깊이증가등임. - 북극인간지역사회가받을영향, 특히변화하고있는눈과얼음상황에따른결과는혼합적임. 기반시설과전통적인토착생활방식에는부정적영향. - 난방비가줄고, 북해경로항해가더욱용이해지는것과같은이로운영향도있음. - 종침입을막는기후장벽이낮아짐에따라양극지방의특정생태계와서식지가취약해짐. - 북극의인간지역사회는이미기후변화에대한적응을하고있으나, 내 외부압력이이들의적응능력에도전함. 역사적으로북극토착지역사회가보여준회복성에도불구하고, 일부전통적인생활방식이위협받고있으며, 물리적구조와지역사회를재배치하거나적응하기위한근본적인투자가필요. Small Islands - 도서지역은위치에관계없이특성상기후변화, 해수면상승, 극한현상의효과에대해특별히취약. - 해안이라는상황적불리함 ( 예를들어해변침식, 산호의탈색현상을통한 ) 이수산업과같은지역자원에영향을주고, 관광지로서의가치를하락시킴. - 해수면상승에따른범람, 해일, 침식과그외의해안위험들의악화가예측됨에따라, 섬지역사회의생계를지원하는극히중대한기반시설, 정주, 시설이위협받음. - 기후변화에따라금세기중반까지, 강우량이적은시기에는수요를충족시키지못할정도로카리브해와태평양의많은도서지역의수자원이감소. - 온도가더욱상승함에따라외래종의침입이특히중위도와고위도에있는섬들에서발생.

187 182 기후변화영향평가및적응시스템구축 III 전지구평균기온상승가능범위에서의영향크기를현재더욱체계적으로평가할수있다. - IPCC 3차보고서이래이전에는거의조사되지않았던지역에서도많은추가적연구들이수행되어, 지구평균온도변화율과총량이달라짐에따라기후와해수면의변화에따른영향의시기와크기가어떻게될지에대한좀더체계적인이해가가능해짐. - 이러한새로운정보에대한예들은 Table SPM-1 에제시됨. 선별된예들은인간과환경에적절하고, 평가에서높은신뢰도를가진것으로판단됨. 이들은모두보고서에서발췌했으며, 자세한정보사용이가능함. - 상황에따라이들중일부영향은 ' 주요취약성들 ' 과관련되며, 문헌상에나오는다수의영역을토대로함 ( 크기, 시기, 영속성 가역성, 적응잠재성, 분포측면, 영향의가능성과중요도 ). 주요취약성에대한평가는기후변화율과수준에대한정보를제공하는것을목적으로하며, 이는의사결정자들이기후변화위험에대한적절한반응을하도록돕기위함임. - 3차보고서에서확인한 ' 관여해야하는이유들 (reasons for concern)' 은여전히주요취약성들을고려하는데에확실한기조임. 최근의연구들은 3차보고서로부터의일부결과들을업데이트함. 극한기상, 기후, 해수면상승현상의빈도와집중도가변화함에따라그영향도변화 될것이확실하다. - IPCC 3차보고서이래로, 21세기동안몇몇기상현상과극한현상들이더욱자주, 더넓은범위에서그리고 / 혹은더강해질거라는사실에대한신뢰도가높아짐. 또한이러한변화들의잠재적효과에대해더많은것이알려짐. 발췌한내용은아래의 Table SPM-2에서제시함.

188 < 부록 4> IPCC 제 4 차평가보고서 WGII, 정책입안자를위한요약보고서 (SPM) 183

189 184 기후변화영향평가및적응시스템구축 III

190 < 부록 4> IPCC 제 4 차평가보고서 WGII, 정책입안자를위한요약보고서 (SPM) 185 특히 21세기이후에몇몇대규모의기후현상에따라매우큰영향이초래될가능성이있다. - 그린랜드와남극서쪽대륙빙하의광범위한해빙에따른매우큰폭의해수면상승은해안선과생태계의주된변화와, 저지대의범람을수반하며하천삼각주에가장큰효과를끼침. 인구, 경제활동, 기반시설을재배치하는것은비용이들것이고도전과제가될것임. 지구평균기온이 1-4 ( 년대비 ) 상승함에따라그린랜드의대륙빙하와, ( 어쩌면 ) 남극의서쪽대륙빙하의해빙이 ( 최소한부분적이나마 ) 수세기에서천년에걸친시간대에일어날확률있음. 이는해수면을 4-6m 혹은그이상상승시킴. 그린랜드와남극서쪽의대륙빙하가완전히해빙하면, 그린랜드의해수면은 7m까지, 남극은대략 5m 상승. - 기후모델결과에따르면, 21세기동안북대서양의자오면역전순환 (MOC) 이매우급격한변화를경험할확률은거의없음. 금세기에 MOC의속도가느려질것은확실하지