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세진 송
6 years ago
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1 DOI: 한국지리학회지 7 권 1 호 2018(29~41) 제주도지역체감온도의시 공간적분포특징과장기간변화경향 * 최광용 ** * Spatio-temporal Patterns and Long-term Trends of Apparent Temperature in Jeju Island, Korea* Gwangyong Choi** 요약 : 본연구에서는기상청산하기후관측소의장기간기후자료에서제주도지역별일별체감온도 ( 열지수, 바람냉각지수, 보통체감온도지수 ) 자료를구축하여사계절체감온도의시공간적패턴의특징과동아시아몬순시스템과의관련성및장기간변화추세특징을밝히고자하였다. 장기간 ( 년 ) 평균연중시계열자료에의하면여름철이외의계절에는제주도의풍부한바람의영향에의한바람냉각효과로체감온도가기온보다더낮아지는데, 특히한겨울에는체감온도가기온보다장기간평균적으로 C 이상낮아짐을알수있다. 제주도겨울철체감온도는시베리아고기압의강도지수와유의미한음 (-) 의상관성을보였다. 반면여름철체감온도를나타내는열지수는여름몬순에의한수증기유입으로한여름철에공기온도보다평균적으로 C 정도더높아짐을알수있다. 장기간시계열자료는사계절모두제주도체감온도상승이기온의상승경향보다더빠르게진행되고있음을보여준다. 이러한결과들은특히 21세기온난화에의해발생가능한재난수준의열파로부터많은제주관광객들을보호하기위하여여름철체감온도에대한지속적인모니터링을해야할필요성이있음을가리킨다. 주요어 : 체감온도, 열지수, 바람냉각, 기후변화, 제주도 Abstract : In the present study, spatio-temporal patterns of seasonal apparent temperatures in Jeju Island, Korea and their associations with East Asian monsoon systems as well as their long-term changes were examined. To do this, daily apparent data sets consisting of heat index, windchill index and universal apparent temperature were reconstructed from long-term climate data sets archived by the Korea Meteorological Administration. According to the long-term ( ) average annual time-series data, the apparent temperature is lower than air the temperature due to the wind chill effect by the affluent wind of Jeju Island in the seasons other than the summer. In mid-wintertime, the climatological average of apparent temperature is lower than the temperature by C. The apparent temperature in winter in Jeju Island shows a significant negative correlation with the intensity of Siberia high pressure index. On the other hand, the climatological average of the apparent temperature in mid-summer becomes higher up to C than air temperature due to the inflow of moisture by summer monsoon. Long-term time series data show that the apparent temperature increase in Jeju Island has progressed faster than the air temperature rise trend. Overall, these results indicate that there is a need to constantly monitor the summer apparent temperature in order to protect a large number of Jeju tourists from the heat waves of disaster level that can occur in the warmer 21 st century. Key Words : Apparent temperature, Heat index, Wind chill, Climate change, Jeju Island * 본연구는기상청기후변화감시예측및국가정책지원강화사업 (KMIPA ) 의지원으로수행되었음. ** 제주대학교지리교육전공부교수 (Associate Professor, Major of Geography Education, Jeju National University, tribute@hanmail.net) 겸컬럼비아대학교라몬도허티지구관측소방문교수 (Visiting Professor, Lamont Doherty Earth Observatory, Columbia University, USA) -29-

2 최광용 I. 서론 제주도는한반도남쪽에위치하여있고, 사면이바다로둘러싸여우리나라에서아열대해양성기후특성이나타나는대표적인도서지역에속한다. 제주도는여름철에한반도내륙지역에비해습하기때문에불쾌한경우도많으며, 겨울철을포함한늦가을에서봄철까지는강한바람이자주불어바람냉각현상에의해더춥게느껴지는지역이다. 또한, 섬의중심에는해발고도약 1,950m의한라산이자리잡아정상으로갈수록온대기후대및아고산대기후대등의기후특성이나타난다. 제주도는계절별에따라한라산사면별로이동하는기류의양이상이하여섬의크기에비하여지역별기온감률, 극한강수발생빈도등기후특성이매우달라 ( 최광용, 2011; 2013), 체감하는온도도계절마다지역마다상당히차이가날것으로추정된다. 가령, 여름철한라산기준남부지역에서는흐리고비가내리지만반대사면북부지역에서는푄현상이자주발생하는데 ( 최광용, 2016) 이때북부지역의체감온도는더높게나타날수있다. 겨울철해안지역은대체로영상의기온을유지하지만한라산중산간및산간지역에서는저온에강풍이자주불기도한다 ( 제주지방기상청, 2017). 겨울철에기온이체온 ( 약 36.7 C) 보다낮은상태에서강한바람이불게되면인체표면에형성된열층을파괴하여대기중현열과잠열손실과정을강화시키기때문에체감온도는기온보다훨씬더낮아지게된다 (Tromp, 1980). 최근제주도에서는관광업의활성화로인하여인체의체감온도를포함한관광기후에관한정보가더욱중요하게되었다 ( 제주지방기상청, 2015). 전국적인인구감소추세와는달리제주도의전입인구는매달 1,000명정도로인구가증가하여 2017년말기준전체인구는 678,722 명에달하고있고, 최근제주도를찾는관광객의수도 2000년대비약 6배정도급증하여 2017년말기준약 14,753,000명정도에이르게되었다 ( 제주특별자치도홈페이지 ). 이와같이제주도는유네스코가인증한생물보전지역 (2002년), 세계자연유산 (2007년), 세계지오파크 (2010 년 ) 등을기반으로하여많은국내외관광객이방문하는우리나라대표적인관광지역임에도불구하고사계절체감온도에관한정보가제공되지않아관광업에부정적인영향을줄수있다. 가령, 제주도는해안지역을중심으로연중야간기온이높아잠을이루지못하는열대야 현상의발생빈도가높은지역곳으로 ( 최광용 권원태, 2005; 김진아등, 2015) 늦여름에는방문하기에는다소적합하지않음에도많은제주도방문관광객이하계휴가철에집중하는경향이있다. 반면겨울철제주도기온은 0 C이하로잘떨어지지않지만바람이강하게불어잠열과현열의손실이커져서체감온도는기온보다훨씬더낮아질수있는지역이기때문에한라산등반시에는방한복을준비하는것도필요하다. 그러나지금까지대부분의제주도기후에관한연구는주로기온, 강수등의기후요소자체에만한정되어왔고체감온도에대한연구는거의이루어지지않았다. 더욱이최근전지구온난화에의해기후요소들의변화방향과규모가상이해짐에따라우리나라대표적인관광지의관광기후와관련된체감온도가어떻게변화해나가고있는지에관한정보가절실하게요구되고있으나이에관한연구는전무한실정이다. 지금까지우리나라의체감온도에관한연구는주로한반도전체지역규모로이루어져왔다. 이들연구는한반도전체지역의장기간자료를바탕으로연중 ( 강철성, 1997; 1998; 허인혜등, 2004; 박종길등, 2007) 또는여름철 ( 최광용등, 2002; 강철성, 2005; Choi, 2006) 과겨울철 ( 전경은, 1971; 1974; 강철성, 1998; 최광용 강철성, 2002) 의체감온도지수의분포에대한정보를제공하고있다. 최근일부연구들에서는서울 ( 예 : 최광용, 2010), 대구 ( 예 : 김지혜 김해동, 2017) 등대도시를중심으로여름철폭염과사망자발생현상에대해연구한바있지만지역규모관광지를대상으로한체감온도에관한정보는부족한편이다. 특히상세지역별로는장기간누적된기후자료가가용하지않아해양, 지형등의기후인자에의해소규모지역의체감온도가어떻게달라지는지에대해서는거의알려진바가없다. 또한동아시아몬순시스템과우리나라체감온도가관련성이크기때문에예측지수를개발하는데도움이될것으로판단되나이에관한기초연구결과도전무한실정이다. 본연구에서는기상청산하한라산주변지역의기후관측자료를바탕으로일별체감온도의자료를구축하여제주도지역의연평균또는계절별체감온도의지역별분포와최근변화양상을기온, 습도, 풍속등의기후요소의변화와비교하여그특징을밝히고자한다. 또한, 제주지역의여름철과겨울철체감온도와동아시아몬순시스템이어떤관련성이있는지상관성을밝히고자한다. -30-

3 제주도지역체감온도의분포특징과장기간변화경향 II. 연구자료및연구방법 본연구에서는한라산을포함한제주도의지역별체감온도분포를파악하기위해제주지방기상청산하 30 년이상동안에운영된 4개의종관기상관측소 (Automatic Synoptic Observational System: ASOS) 및 10년이상운영된약 20여개의자동기상관측소 (Automatic Weather Station: AWS) 의일별기후자료를분석하였다 ( 그림 1). 4개의 ASOS 관측소 ( 성산, 고산, 서귀포, 제주 ) 는동서남북해안지역에각각위치해있고, 일별기후자료가누적된기간은제주 (1920년 ), 서귀포 (1961년), 성산 (1973년), 고산 (1988년) 등 4개관측소별로상이하다. 본연구에서는 4개의 ASOS 관측소간비교를하기위해기후값을산정하는데최근 30년 ( ) 평균을기준으로하였다. 제주도중심에자리잡은한라산지역의체감온도분포특성을파악하기위해서는 ASOS 관측소보다상대적으로관측기간은짧지만한라산지역에위치한약 20 여개의 AWS 관측소의최근 10년 ( ) 자료를부가적으로분석하였다. 우리나라가위치한동아시아지역은여름철과겨울철 몬순기후체계영향으로사계절마다기온뿐만아니라강수, 습도, 바람등기후요소가뚜렷하게달라진다. 인체가체감하는온도는여름철에는습도의영향에의해기온보다높아지고, 겨울철에는바람의영향에의해기온보다낮아지므로이러한기온이외의기후요소의영향을고려한체감온도지수를사용하는것이바람직하다. 따라서본연구에서는제주도개별기상관측소의일별자료를활용하여연중연속된일별체감온도자료를구축하기위하여고온체감온도, 저온체감온도그리고일반적인체감온도산출에적합한공식을사용하였다. 고온체감온도지수로는 Steadman(1979) 이개발한지수에서기온 (T: C) 과습도 (RH: %) 를사용하여고온부분을상세화한열지수 (Heat Index; HI) 를활용하였고 (Rothfusz, 1990: 식 (1)), 저온체감온도지수로는 2001 년캐나다와미국의 Joint Action Group for Temperature Indices (JAG/TI) 에서기온 (T; C) 과풍속 (V; km/h) 을사용하여개발한바람냉각지수 (Wind Chill Index: WCI) 를사용하였다 (Tikuisis and Osczevski, 2003; Osczevski and Bluestein, 2005: 식 (2)). 그리고고온과저온구간이외의일반적인체감온도지수는 Steadman(1984) 이기온 * ASOS( 종관기상관측소 ); AWS( 자동기상관측소 ). 그림 1. 본연구에사용된기상청산하제주지역의기후자료관측소 -31-

4 최광용 (T: C), 수증기압 (P: kpa), 풍속 (v: m/s) 을결합하여개발한보통체감온도 (Universal Apparent Temperature: UAT) 을활용하였다 ( 식 (3)). 이 3가지지수를결합하여사용하는방법은최근의연구들 ( 예 : Li et al., 2018) 에서사용되기시작하였다. HI = T T 2 + RH ( T T 2 ) + RH 2 ( T T 2 ) (1) WCI = T v T v 0.16 (2) UAT = T + 2 P 0.65 v (3) 열지수 (HI) 는기온뿐만아니라여름철습도도고려하여땀의증발에의한잠열열교환과정도고려하고, 바람냉각지수 (WCI) 는바람에의한잠열및현열의손실메커니즘도고려하여체감온도를산출한다. 열지수는고온의체감온도경우에만유효하므로일평균기온과상대습도자료를바탕으로기온이 25 C이상이며, 열지수가 C이상인경우에만산출하였다 (Rothfusz, 1990). 또한, 열지수는습도가 15% 미만이거나 85% 이상인경우에는 NOAA의권고사항에따라보정하였다 (WPC). 바람냉각지수는풍속이 4.8km/hour이고냉각지수가 10 C 이하인경우에만산출하였다 (NWS). 보통체감온도지수산출시바람은 10m 높이의값의 2/3의값을사용하여실제인체높이로보정하였다. 이세가지체감온도지수는모두인체가그늘에있는것을가정으로한것이며, 단위는 C로기온과동일하다. 이와같이구축한일별체감온도자료를바탕으로 3개월단위기상학적계절별 ( 예 : 봄철 3 5 월 ) 체감온도의평균값을산출하여장기간시계열에나타난경년변동성과변화추세를분석하였다. 장기간변화분석시에는시계열에나타난일차추세선의기울기값 ( C/10년) 을사용하였다. 일차추세선의통계적유의성은 student s t-test를수행하여그유의수준이 95% 이상일때 (p-value 가 0.05이하 ) 를통계적으로유의미한변화가있었던것으로간주하였다. 또한최근기후평균적인연중체감온도에영향을미치는습도, 바람등주요기후요소와의 관련성을살펴보기위해 30년 ( 년) 평균일별체감온도와기온의그래프를비교하였다. 또한 30년이상의장기간자료가가용한관측지점의경우에는과거 30년 ( 예 : 년 ) 평균자료와연중분포패턴을비교하였다. 부가적으로한라산주변의해발고도에따른기후학적분포패턴을살펴보기위하여 20여개의 AWS 관측소의최근 10년 ( 년) 간일별기온, 및풍속자료에서바람냉각지수를산출하여제주도지역전반에걸친겨울철체감온도분포도를작성하였다. 반면여름철체감온도와관련하여일부제한된 AWS관측소에서 2009년이후에열지수산출에필요한상대습도자료를관측해오고있으나내부분석용으로만사용하고연구자들에게는제공되지않고있다. 또한겨울철이외의체감온도산출에필요한수증기압은이들관측소에서는전혀관측하지않고있어여름철체감온도분포는파악하기어려운실정이어서본연구에서는겨울철체감온도의극한현상의경우에만분포도를작성하였다. 동아시아몬순강도와의관련성을살펴보기위해약 70년동안 ( 년) 동안의장기간자료가가용한북부해안제주 (184) 관측지점의겨울철체감온도평균과 NCEP NCAR reanalysis I 자료 (Kanlay et al., 1996) 에서추출한시베리아고기압활동지역 ( E, N) 또는북서태평양고기압활동지역 ( E, 15 3 N) 의겨울철 (12 2 월 ) 과여름철 (6 8 월 ) 의평균적인해수면기압 (Sea Level Pressure: SLP) 의지역평균값 ( 각각, 시베리아고기압강도지수, 북서태평양고기압지수 ) 과비교해보았다. 이를위해두요소간의산포도를작성하고회귀식을산출하였으며, 시계열에나타난추세선과변동성을비교분석하였다. 이때앞에서와마찬가지로모든통계적유의성은 student s t-test 의 95% 유의수준을기준으로하였다. III. 결과및고찰 1. 제주도지역별연중체감온도의기후학적분포특징 제주도에서 30년 ( 년) 이상관측자료가존재하는 4개의 ASOS 관측지점의날짜별평균연중체감온 -32-

5 제주도지역체감온도의분포특징과장기간변화경향 (a) (b) (c) (d) 그림 2. 제주도해안지역 ((a): 북부 ( 제주 ), (b): 남부 ( 서귀포 ), (c) 동부 ( 성산 ), (d): 서부 ( 고산 )) 의장기간 ( 년 ) 평균적인체감온도와기온의연중변화 도와기온변화그래프를비교해보면계절간변화폭은체감온도가기온보다더크게남을알수있다 ( 그림 2). 그결과, 여름철에는체감온도가기온보다훨씬더높게나타나고, 그외의계절에는체감온도가기온보다낮게나타난다. 이러한계절별차이는제주의지리적위치와동아시아몬순과관련성이크다고판단된다. 제주도가속한동아시아에서는여름철몬순에의한높은습도는땀의증발에의한잉여열방출과정을저해하여체감온도를상승시킬수있기때문이다. 실제로최근 30년 ( 년 ) 제주의평균여름철상대습도는 77% 로, 우리나라에서극온지로알려진대구 (71%) 에비하여높다. 반면제주도와같은도서지역에서는겨울철에는계절풍이나해륙풍등바람이불어올때마찰이적어바람냉각에의한체감온도하강현상이뚜렷하게나타나게된다. 과거부터제주도는바람이많은곳으로알려져있으며 ( 이병설, 1979; 이승호, 1996). 최근 30년간 ( ) 서울, 대구, 제주의겨울철평균풍속을비교해보면각각 2.4m s, 2.8m s, 4.3m s로제주가다른두지역에비하여약 1.7배가량풍속이강하게불고있음을알수있다 ( 기상청, 2011). 좀더세부적으로제주도해안지역의체감온도및체감온도- 기온간의차의연중주기를비교해보면한라산의동서남북지역별로도차이가있음을알수있다 ( 그림 2). 북부해안제주관측지점의체감온도는 1월 24일 0.9 C 로연중가장낮게나타나고, 5월 23일을경계로체감온도가기온보다높아지기시작하여 7월 31일에 31.7 C로기온보다무려 3.6 C까지높은값을보이게된다. 그이후에체감온도와기온과의점차줄어들다가 10월 5일부터는체감온도가오히려기온보다낮아지고, 한겨울에최대 3.7 C의차를나타낸다. 반면, 남부해안서귀포관측 -33-

6 최광용 그림 3. 최근 10 년 ( 년 ) 평균한라산기후관측지점의한겨울 (1 월 24 일기준 ) 체감온도 ( 위숫자 ) 와기온 ( 아래숫자 ) 분포 지점의연중체감온도와기온의변화를살펴보면, 체감온도의연중최소값 (3.1 C) 은 2.2 C로타제주지역보다더높은데이는기온의계절극값차이보다더크다. 반면서귀포체감온도의연중최대값 (32.5 C) 은그극대값뿐만아니라나타나는시기 (8월 1일 ) 면에있어서북부해안지역과유사하다. 서귀포의체감온도 -기온간차이는한겨울에최대 2.3 C로북부해안보다크지않지만, 연중 5월 15일 10월 15일은체감온도가기온보다높게나타나고한여름에체감온도 -기온간차이 (4.6 C) 는북부지역보다더커지게된다. 동부해안성산의경우에는체감온도가 1월 24일에 0.5 C로가장낮고, 8월 6 7 일에 31.1 C로가장높게나타난다. 기온과의차이는한여름에 4.0 C, 한겨울에 3.2 C를나타내고, 5월 21일과 10 월 5일경을경계로달라진다. 서부해안고산관측지점에서의체감온도연중최소값 ( 1.1 C) 은 1월 24일에나타나고, 최대값 (30.9 C) 은 8월 7일로제주와서귀포보다늦게나타난다. 이때체감온도와기온간의차이는각각약 5.8 C와 3.9 C로최대를이룬다. 고산지역은제주도서부지역에위치하여겨울철몬순의영향을가장직접적으로받아체감온도가기온보다높은기간도 6월 8일 9 월 16일로다른지역에비해짧은편이다. 20여개관측지점의자료는최근 10년간 ( 년 ) 으로한정되어있지만연중체감온도의최소값이나타나는한겨울 (1월 24일 ) 을기준으로 4개의종관기상관측소및약 20여개의자동기상관측소를기준으로한라산지역의동기간평균체감온도분포를살펴보면한라산사면별로상이하게나타남을알수있다 ( 그림 3). 한라산의서사면의해발고도가가장높은윗세오름 (1,668m) 의 10년평균체감온도는 6.6 C로풍속이강하게불어기온에비하여약 3.2 C도더낮게나타난다. 한라산동사면의진달래밭 (1,488m) 의체감온도도 7.0 C로바람냉각효과로기온 3.2 C에비하여 3.8 C 더낮게나타난다. 해발고도가더낮은동사면의성판악 (760m) 의경우에는한겨울평균적인체감온도 ( 8.5 C) 가기온에비하여무려 5 C 더낮게나타남을알수있다. 이는윗세오름과진달래밭관측지점자료에서는 10년중기온이상대적으로낮았던 2007년바람냉각지수자료가관측누락으로존재하지않기때문이다. 만약이들관측지점에 2007년에자료가관측되었다면성판악지점보다더낮게나타났을것으로추정된다. 한편, 해안지역의경우에는기온과체감온도차이가크게나타나는데북서부지역 ( 예 : 고산, 한림, 제주등 ) -34-

7 제주도지역체감온도의분포특징과장기간변화경향 표 1. 제주도해안지역관측지점의사계절장기간 (1988~2017 년 ) 평균체감온도 (AT)- 기온 (T) 간차이 30년평균 ( 년 ) 북부해안 ( 제주 ) 남부해안 ( 서귀포 ) 동부해안 ( 성산 ) 서부해안 ( 고산 ) 변수 ( ) 봄철여름철가을철겨울철 (3 5 월 ) (6 8 월 ) (9 11월) (12 2 월 ) AT T AT-T AT T AT-T AT T AT-T AT T AT-T 이 C정도로남서부지역 ( 예 : 서귀포, 제주남원, 성산등 ) 의 C보다더큰차이를보인다 ( 그림 3). 이는북동부지역은마찰없이북서계절풍의영향을직접받지만남동부지역은한라산에의해바람의지지역에속하기때문에바람냉각에의한체감온도하강현상이다소덜받는것으로판단된다. 유사하게중산간 -산간지역의해발고도상승에따른체감온도감률을산출해보면사면마다달라짐을알수있다. 북서사면 ( 유수암-윗세오름 ), 남서사면 ( 회수- 윗세오름 ), 북동사면 ( 선흘-진달래밭 ) 의고도상승에따른체감온도감률은남동사면 ( 태풍센터-진달래밭 ) 의값에비하여훨씬더높음을알수있다. 이는북서계절풍의영향을받아바람이강하게부는바람받이사면의경우에는체감온도가고도상승에따라더뚜렷하게낮아짐을가리킨다. 이러한제주도의지역별체감온도 -기온간의차이는한겨울에한정되어나타나는것이아니라사계절전체에걸쳐서더욱뚜렷하게나타난다 ( 표 1). 장기간 ( 년 ) 자료가가용한 4개종관기상관측소의연평균및계절별체감온도와기온간의차이를비교해보면대체로모든계절에걸쳐서부해안의체감온도는동부해안지역에비하여낮고, 체감온도 -기온간의차이도더뚜렷하게나타남을알수있다. 서부해안에위치한고산의경우에는겨울철시베리아고기압에서불어오는북서계절풍의영향을직접적으로받아체감온도가연평균기온보다 2 C 정도더낮고, 계절별로도여름을제외한 봄 (-2.5도), 가을 (-1.5도), 겨울 (-4.6) 에다른지역에비하여큰차이를보이고있다. 북부해안의제주에서도장기간평균연평균체감온도는기온보다 1.6 C 더낮지만, 봄철을제외한모든다른계절에걸쳐체감온도 -기온간차이는오히려남부해안의서귀포에서약간더큰값을보인다. 특히서귀포의경우에는한라산의남쪽에위치하여겨울철에한랭건조한시베리아고기압의영향을덜받아기온이북부에비하여훨씬더큰차이를보이기때문인것으로사료된다. 2. 제주도지역별체감온도의장기간변화기후변화측면에서 4개종관관측지점의시계열자료에나타난장기간변화추세를비교해보면지구온난화에의해제주도에서는연평균기온상승뿐만아니라연평균체감온도가더욱빠르게상승함을관찰할수있다 ( 그림 4). 연평균체감온도는기온보다낮지만 1920년대이래로제주북부해안의기온은 0.23 C/10년의비율로상승하고있으나동일기간체감온도는 0.37 C/10년의비율로더가파르게상승하는추세를보이고있다. 제주의연평균체감온도상승추세는세부적으로 1960년대이전, 1960년대 1980년대중반, 1980년대후반이후등으로나누어볼수있다. 제주의체감온도는 1960년대초반과 1980년대후반에각각전시기보다눈에띄게상승하는추세를보이면서 1980년대후반에는기온과체 -35-

8 최광용 (a) (b) (c) (d) 그림 4. 제주도해안지역 ((a): 북부 ( 제주 ), (b): 남부 ( 서귀포 ), (c) 동부 ( 성산 ), (d): 서부 ( 고산 )) 의장기간연평균체감온도및기온의변화 ( 연평균체감온도 - 기온간차이는 Y 축오른쪽참조 ) 감온도차이가거의없는해가자주관찰된다. 관측지점마다자료관측기간이상이하여상승률의직접적인비교는힘들지만남부해안의서귀포관측지점의경우에도 1980년대중반까지는기온이체감온도보다약간더높았으나, 그이후에는차이가거의없어지는패턴을보인다. 심지어서귀포에서는 2010년대에접어들어서체감온도가기온보다더높게나타나는해가기록되기도하였다. 이러한체감온도상승추세는도시화의영향이거의없는동부해안의성산과서부해안의고산관측지점의자료에도나타난다. 성산의체감온도는경우에는 1970년대초반이래로약 0.21 C/10 년, 고산은 0.13 C/10 년의비율로상승하여기온보다약간더높은상승률을보임을알수있다. 이러한결과들은체감온도가기온보다빠르게상승하는추세의규모는일부국지적인도시화요인의영향도받지만변화추세자체는근본적으로인위적기후변화에의해나타나는현상임을가리킨다. 기상학적계절별로나누어 4개관측지점중 90년이상의장기간관측자료가존재하는제주 (184) 의체감온도의변화추세를살펴보면, 모든계절에걸쳐체감온도의상승률은기온의상승률보다더크게나타난다 ( 그림 5). 봄철과가을철의체감온도상승률은각각 4.3 C/10년, 3.7 C/10년으로기온의상승률 0.30 C/10년, 2.4 C/10년보다더높게나타났다. 체감온도상승률만으로비교해보면사계절중봄철의상승률이가장높지만, 계절별기온상승률과의차이는겨울철에가장크게나타난다. 이러한추세는서귀포관측지점에서도동일하게나타난다 ( 그림자료제시하지않음 ). 겨울철체감온도의상승률은 3.6 C/10년으로기온의상승률 1.8 C/10년과비교하여 2배이상높다. 여름철에는그차이가줄어들지만체감온도상승률은 3.2 C/10 년으로여전히기온상승률 1.9 C/10년에비하여더높은값을보인다. 체감온도가기온보다상승률이높아져서연중체감온도가기온이 -36-

제주도지역체감온도의분포특징과장기간변화경향 (a) (b) (c) (d) 그림 5. 제주도북부해안제주 (184) 관측지점의장기간기상학적계절평균체감온도및연평균체감온도의변화 ( 연평균체감온도 - 기온간차이는 Y 축오른쪽참조바람 ) 교차하는시기도달라졌다.

반대로후반기에체감온도가기온보다처음낮아지는시기는 1921 1950년대에는 9월 26일이었으나, 1951 1980년대에는 10월 4일, 1981 2010년대에는 10월 5일로점차늦어졌다.

제주도여름철과겨울철체감온도변화와동아시아몬순강도변화의관련성 앞서살펴본바와같이모든계절에걸쳐체감온도가상승률은기온상승률에비해높게나타나는데, 특히여 름철과겨울철체감온도의변화는우리생활에큰영향을미친다.

9 제주도지역체감온도의분포특징과장기간변화경향 (a) (b) (c) (d) 그림 5. 제주도북부해안제주 (184) 관측지점의장기간기상학적계절평균체감온도및연평균체감온도의변화 ( 연평균체감온도 - 기온간차이는 Y 축오른쪽참조바람 ) 교차하는시기도달라졌다. 가령, 연중전반기에체감온도가기온보다높아지는시기는 년대에는 6월 13일이었으나, 년대에는 6월 1일, 년대에는 5월 23일로점차앞당겨졌다. 반대로후반기에체감온도가기온보다처음낮아지는시기는 년대에는 9월 26일이었으나, 년대에는 10월 4일, 년대에는 10월 5일로점차늦어졌다. 그결과연중체감온도가기온보다높은기간이 년대에비하여 년대에는약 50 일정도늘어났다. 3. 제주도여름철과겨울철체감온도변화와동아시아몬순강도변화의관련성 앞서살펴본바와같이모든계절에걸쳐체감온도가상승률은기온상승률에비해높게나타나는데, 특히여 름철과겨울철체감온도의변화는우리생활에큰영향을미친다. 가령, 겨울철체감온도의상승요인은기온뿐만아니라풍속이감소와도관련성이있을것이며, 여름철체감온도의상승도습도의상승과관련성이깊을것으로사료된다. 동아시아에서는겨울철에는시베리아고기압, 여름철에는북태평양고기압과동아시아몬순전선에나타난변화가동아시아지역에속한제주도의체감온도장기간변화와경년변동패턴에중요한영향을미칠것으로사료된다. 우선, 제주도겨울철체감온도와동아시아겨울몬순강도와의관련성을살펴보기위해약 70년동안 ( 년 ) 동안의북부해안제주 (184) 관측지점의겨울철체감온도평균과 NCEP NCAR reanalysis I 자료에서추출한시베리아고기압지역 ( E, N) 평균적인해수면기압 (SLP) 간의산포도에나타난회귀선을살펴보면통계적으로유의미한음 (-) 의상관관계가관찰 -37-

10 최광용 (a) (b) 그림 6. 겨울철 (12 2 월 ) 시베리아고기압지수 ( E N 지역해수면기압평균 )- 제주체감온도간의산포도 (a) 와장기간시계열 (b), 년 (a) (b) 그림 7. 여름철 (6 8 월 ) 북서태평양아열대고기압지수 ( E N 지역해수면기압평균 )- 제주체감온도간의산포도 (a) 와장기간시계열 (b), 년 된다 ( 그림 6의 (a)). 회귀선의기울기값에따르면겨울철평균시베리아고기압이 10hPa 약해지면제주의겨울철평균체감온도는 3.7 C 상승할것으로추정된다. 두요소의시계열을자료에나타난장기간변화추세와경년변동성을비교해보면겨울철제주지역의체감온도는통계적으로유의미한지속적인상승경향을보이지만, 겨울철시베리아고기압의강도는통계적으로는유의하지않은약한감소추세를보이는차이를보인다 ( 그림 6의 (b)). 시베리아고기압지수에나타난겨울철몬순강도는 1960년대후반에약화되었다가 1970년대에약간강화되다가 1990년대약간감소경향을보이고, 다 시 2000년대후반이후는다시여러해에걸쳐고기압이강화된경우가자주관찰되고있다. 이러한결과는겨울몬순약화이외에도도시화에의한건물높이상승등의제주관측지점주변의국지적인관측환경변화또한풍속감소에영향을주어제주의체감온도상승에영향을미쳤음을가리킨다. 실제 1990년대이후에동문지하상가가개발되면서제주지방기상청이위치한제주건입동관측지점주변에많은건물들이들어서게되었다 ( 국토지리정보원, 2012). 반면, 여름철제주의체감온도와북서태평양고기압 ( E, N) 의평균적인해수면기압 (SLP) 으 -38-

11 제주도지역체감온도의분포특징과장기간변화경향 로정량화된북서태평양고기압지수와의상관관계를살펴보면통계적으로유의미한상관관계가관찰되지않는다 ( 그림 7의 (a)). 반면제주의체감온도시계열과북서태평양고기압지수는모두통계적으로유의미한상승경향을보인다 ( 그림 7의 (b)). 이는북서태평양고기압이점차강화되면서기온을상승시키기때문에체감온도도상승하는것임을가리킨다. 그러나경년변동성을비교해보면일치하지않는경우도많아두변수가상관계수의통계적유의성이낮게나타난것이다. 이는여름철에제주도를포함한동아시아지역에서는고온다습한기후환경을조성하는아열대북태평양고기압이외에도강수를동반하면서기온상승을저해하는동아시아여름몬순전선도습도를증가시켜여름철체감온도에영향을주고있기때문일것으로사료된다. 북태평양고기압이북서태평양으로확장하는시기는주로여름몬순전선이동아시아북쪽으로북상하는한여름이후이기때문이다. 여름철동아시아에서는남서기류들이유입되면서체감온도를상승시키게된다. 여름철대기중습도가체감온도에미치는영향을살펴보기위해동아시아여름몬순영역 ( E, N) 의하층대기 (850hPa) 의비습 (specific humidity) 의산포도에나타난상관관계를살펴보면통계적으로유의미한양 (+) 의상관관계를보인다 ( 그림자료제시하지않음 ). 여름철에는온난화에의해해양으로부터대기중으로증발이늘어나절대습도가 1g/kg 상승하면제주의체감온도는약 2.4 C 정도높아질것으로예상된다. IV. 요약및결론 본연구에서는아열대기후대에속하며섬의중심에한라산이있어서온대및아고산대기후등다양한기후를보이는우리나라의대표적인관광지인제주지역체감온도의시공간적분포와장기간변화및여름철과겨울철체감온도분포에영향을미치는동아시아몬순기후시스템과의관련성을분석하였다. 주요한연구결과를요약하면다음과같다. 첫째, 제주도동서남북해안지역에위치한 4개종관기상관측소의장기간 ( 년) 평균적인연중일별체감온도와기온의기후학적변화양상을살펴보면여름철에는대기중습도가높아져체감온도가기온에비 하여높게나타나고겨울철및주변계절에서는반대로바람이강하게불어서바람냉각효과에의해체감온도가기온보다낮게나타남을알수있다. 가령, 한여름에는체감온도가기온보다평균적으로 C 까지더높아지고, 한겨울에는반대로체감온도가기온보다평균적으로 C까지더낮아지는데, 이는장기간평균값이므로특정해특정일에는이러한차이가더크게날것으로예상된다. 둘째, 연중체감온도가가장낮아지는한겨울 (1월하순 ) 한라산지역의체감온도분포를살펴보면시베리아고기압의영향을직접적으로받는북동지역이북서계절풍의바람의지 (leeward) 지역에속한남동지역에비하여체감온도가더낮게형성됨을알수있다. 해안지역과상층기류흐름이활발하고고도상승에따라기온이낮아지는한라산산간지역의체감온도가바람의영향으로기온보다훨씬낮아짐을알수있다. 이시기에해발고도가낮은해안지역에서도지표마찰이적은상태에서북서계절풍이강하게불어체감온도는기온보다많이낮아지는지역적특징을보인다. 셋째, 장기간연중또는사계절평균체감온도와기온은모두상승하는경향을보이는데, 체감온도상승률이기온의상승률보다더높음을알수있다. 그결과, 최근에는 1920년대에비하여최근에여름철체감온도가기온보다더높은기간이약 50일이상더길어지고있다. 특히, 한여름에는기후변화에의해데워진해양의영향으로대기중습도가더높아져기온보다체감온도가점차더높아지게되므로여름철고온체감온도에대한지속적인모니터링과건강에미치는잠재적인피해에대비하기위한체감온도정보를관광객들과제주주민들에게제공할필요성이있다고판단된다. 넷째, 여름철제주의체감온도는북서태평양아열대고기압지수 ( 지역의평균해수면기압 ) 와통계적상관성이다소취약하나, 겨울철제주의체감온도와시베리아고기압지수 ( 지역평균해수면기압 ) 와는통계적으로유의미한음 (-) 의상관관계를보였다. 이러한결과들은여름철에는북태평양고기압이외에도수증기를유입시키는몬순시스템이복합적으로작용하지만, 겨울철에는주로시베리아고기압에서발원하는찬공기의이류와북서계절풍에의한바람냉각작용이체감온도하강에중요한영향을미치고있음을가리킨다. 향후이러한종관규모이상의동아시아몬순시스템을기반으로한지 -39-

12 최광용 수를활용함으로써체감온도예측력을향상시킬수있을것으로예상된다. 이와같이본연구에서는우리나라대표적인관광지인제주도를대상으로연중체감온도정보와기후변화맥락에서우리나라체감온도의변화양상에관한생리기후학적정보를처음으로제시하였다. 그러나본연구에서는주로체감온도평균분포와변화추세에초점을두어열파와한파등체감온도의극한현상의장기변화양상과극한현상이발생할때의한반도주변종관장패턴등에초점을둔후속연구가수행될필요성이있다. 가령, 본연구에서최근체감온도의변화에영향을미치는동기후학적요인들로시베리아고기압지수, 북서태평양고기압지수등에관하여일부통계기후학적분석을수행하였으나, 이외에도최근온난화에의한해수온도의상승, 북극해빙의감소, 극소용돌이면적의축소및이상적인사행패턴등다양한종관기후학적요소에초점을둔연구도필요하다고판단된다. 또한, 다양한고해상도다중지역기후모델에서생산한 21세기기후변화시나리오자료를분석하여 ( 예 : 김금지등, 2017) 한반도지역미래체감온도변화에대한전망치를생산하고이를바탕으로정책을수립하는것도시급한국가과제중의하나라고판단된다. 한편, 본연구의분석자료준비과정에서도밝혀진바와같이체감온도산출에필요한기상기후요소들 ( 예 : 여름철습도, 일사등 ) 이관측되지않은경우도있음을알수있다. 그러므로후속세대에서장기간평균적인체감온도에중점을둔생리기후학적연구들이제대로이루어지기위해서는국내기상기후관측망을좀더상세화하고기온, 강수, 바람이외에다른기상기후요소를관측할수있는장비를확장설치해나가는작업이선행되어야할것이다. 이러한노력들은향후본연구에서사용한체감온도지수뿐만아니라최근사용되고있는 WBGT(Wet Bulb Globe Thermometer Index) 등다른보건기후지수를기반으로한국지적규모의관광기후정보 ( 예 : 강동현등, 2014; 박창용등, 2014; 박수국등, 2016) 를마련하는데초석이될것으로여겨진다. 궁극적으로이러한생리기후정보들은쇠퇴하고있는우리나라농어촌지역내관광업을활성화시키는데기초자료로활용되어새로운 4차산업육성에큰기여를할수있게될것으로전망된다. 참고문헌 강동현 최철현 정성관, 2014, 영남지역의토지피복에따른열쾌적성평가도구축, 한국지리정보학회지, 17(2), 강철성, 1997, 한국의열감분포에관한생리기후학적연구, 대한지리학회지, 32(2), 강철성, 1998, 남한의동 하계인체보온지수분포의특성, 한국지리환경교육, 6(1), 강철성, 2005, 남한의하계인체보온지수에따른쾌적실내온도분포의특성, 한국지역지리학회지, 11(5), 국토지리정보원, 2012, 한국지리지: 제주특별자치도. 기상청, 2011, 한국기후표 ( ). 김금지 서정범 윤성환, 2017, RCP 시나리오를활용한도시온열환경분석및예측, 대한건축학회지연합논문집, 19(2), 김지혜 김해동, 2017, 2016년여름철폭염시기대구의기온공간분포특성, 한국환경과학회지, 26(9), 김진아 김규량 김백조, 2015, 대구와제주의폭염및열대야의발생특성, 한국환경과학회지, 24(11), 박수국 신지환 조상만 현철지 강훈, 2016, 여름철해변지역의인간열환경지수및열쾌적성 제주특별자치도제주시구좌읍월정리해변, 한국조경학회지, 44(4), 박종길 정우식 김은별 박길운, 2007, 한국형체감온도지수개발연구 (I)- 기존체감온도지수분포및민감도분석, 한국지구과학회지, 28(7), 박창용 김남조 김상태 최영은, 2014, 관광기후지수 (Tourism Climate Index) 를이용한치악산국립공원의관광기후환경에관한연구, 대한지리학회지, 49(5), 이병설, 1979, 제주도의바람에관한연구, 지리학논총, 6, 이승호, 1996, 제주도에분포하는편형수에의한탁월풍의추정, 지리환경교육, 4(1), 전경은, 1971, Wind chill 에의한남한기후의분석, 한국기상학회지, 7(1), 전경은, 1974, 한랭기후에서의쾌감지수, 지리학, 9,

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02ÇãÀÎÇý~26š

02ÇãÀÎÇý~26š The Spatial and temporal distributions of NET(Net Effective Temperature) with a Function of Temperature, Humidity and Wind Speed in Korea* Inhye Heo**, Youngeun Choi***, and Won-Tae Kwon**** Abstract :