韓國氣象學會誌 37, 5, 21, p. 453-464 Nino-3 아노말리와아시아가뭄 홍수의상관 변희룡 강경아 김기훈 부경대학교환경대기과학과 (21 년 3 월 2 일접수 ; 21 년 8 월 14 일채택 ) Correlations between Nino-3 anomalies and Asian Drought Flood Hi-Ryong Byun, Kyung-A Kang and Ki-Hun kim Department of Atmospheric Sciences, Pukyong National University Republic of Korea (Manuscript received 2 March 21; accepted 14 August 21) Abstract Correlations between Nino-3 anomalies and the occurrences and intensity changes of Asian Drought/Flood were investigated by using new drought indexes. Along with the intensification of both El Nino and La Nina, the severities of droughts over several areas in Asia are intensified. At the extreme points of the both, droughts have the extreme severity too. Just after the points, droughts are appeased more rapidly then the appeasing of the both. The regions where drought occurred frequently along the both are found over the axes near the extended line from India to Manjuria. However, it is so various that they cannot be identified by the both. Besides, the less relations of the drought intensity and the flood possibility with the both intensities, and 15 or 16 years cycle of drought occurrences over whole Asia are found. Key words: El Nino, La Nina, Drought, Flood, Drought cycle, Drought index, Drought axis 1. 서론 2세기후반에발생한기상이변은그원인이엘니뇨나라니냐와연관되어있다고많이추측되어왔다. 한예로서 CNN의엘니뇨사이트 (http:// www.cnn.com/specials/el.nino) 에수록되어있는 1998년 9월 4일의보도중에아시아와연관된부분만발췌해보면다음과같다. 1997년 12월에극점에도달했던엘니뇨때문에홍콩과중국양자강유역은비가많이내렸고, 태평양상의섬에는태풍이빈발하였으며, 인도와파키스탄은비가적게내렸고, 북한에는가뭄이발생하였으며동남아시아에서는 5년사상최악의가뭄이발생하였다. 엘니뇨와각종기후변화를연관짓는대 Corresponding Author: Hi-Ryong Byun, Department of Environmental Atmospheric Sciences, Pukyong National University Republic of Korea Phone : +82-51-62-6283 E-mail : hrbyun@pknu.ac.kr 중매체의자료는이외에도많다. 그러나이를구체적으로증명한연구를발견하기는쉽지않다. 특히아시아지방은기상관측역사나엘니뇨의영향이알려진기간이일천하여, 그영향을단정적으로평가하기가어렵다. 본연구는엘니뇨현상이아시아기후에미치는영향중에서특히가뭄과홍수에관한관계만을밝혀보고자한다. 가뭄과홍수는인류역사이래가장큰자연재해였으며인류생존을위협하는가장큰요인이기때문이다. 엘니뇨와연관된기후변화에관하여국내에서도몇편의연구가누적되어있다. 강수기후와의관련성에중점을둔연구만을열거해보면다음과같다. 안중배등 (1997) 은한반도내의월강수량의평균과엘니뇨강도와의상관을계산하였는데 5개지점의 14개연도의자료만사용하여한국의기후와의관계를충분히조사했다고보기에는다소미흡한감이있다. 김정우등 (1995) 은 1988년한해에집중된연구로, 엘니뇨와아시아몬순사이의상관성은인정할만하나구체적인영향은나타나지않는다고하여더이상의연구가
454 Nino-3 아노말리와아시아가뭄 홍수의상관 필요함을제시한다. 강인식 (1998) 은한반도기후가엘니뇨와직 간접적으로연관되어있다는결론을제시하면서신뢰도검증의필요성까지함께주장하여, 명쾌한관련성을찾기위해서는추가연구가필요함을제시하였다. 차은정등 (1999) 도엘니뇨가한반도및중위도기후변화에큰영향을미친다는결론을제시하였으나, 강수량과의관계는, 엘니뇨해의증우경향, 라니냐해의감우경향정도만지적하고있다. Xie et al.(1999) 은아시아몬순의시작시기가엘니뇨해에는늦어지는경향이있음을지적하였다. 이상을종합해보면엘니뇨가홍수 가뭄등의재해를초래하는근거가되는지의여부에관해서는연구된것이부족함을알수있다. 국외연구로서엘니뇨해에는몬순의강도가약한경향이있으며 (Webster and Yang, 1995), 인도및스리랑카의감우경향 (Rassmusson and Carpenter; 1983, Shukla and Paolino, 1983), 양자강유역의증우경향과, 황하북부와만주의감우경향 (Lau, 1992) 이있음이밝혀진바있다. 그외에도 Ropelewsky and Halpert(1987) 는 ENSO와관련된전지구적강수량을논의하였고, Harger (1995) 는인도네시아및필리핀에서의가뭄발생과의관계를, Soman and Slingo (1997), Ju and Slingo (1995) 는아시아여름몬순과의관계를논의하였다. 강우량과의상관이아닌기온이나기후또는대기역학적관계와의상관을논의한연구도 Ahn (1992), 안중배와박혜선 (1996), 윤원태와부경온 (1998) 등많은편이다. 아시아가아닌타지역에서의연관을연구한연구로는, Drosdowsky (1996), Fraedrich and Muller (1992), Gill and Rassmusson (1983), Horel and Wallace (1981), Weare (1979) 등많은연구가있었다. 그런데이와같이국내외에누적된많은연구에도불구하고아시아의가뭄이나홍수발생에엘니뇨가어떤영향을미치는지에관한단정적정의는여전히수립되지않은상태라고보인다. 즉, 강수량의증가나감소경향은일부확인하였으나, 그증가나감소가과연엘니뇨때문인지에대해서도여전히연구의여지가남아있을뿐아니라, 재해를초래할정도의증가나감소인지에관해서는거의연구되지않았다는것이다. 본연구는이러한학문적불비의원인을두가지로이해한다. 첫째는, 강수재해를계량화하는방법이부족했다는점이다. 연구들은주로월별강수량이나년별강수량의평년대비로가뭄이나홍수의위험도를진단하였다. 가뭄지수로는 Palmer (1965) 가제안한방법이세계적으로사용되어왔으며, 기타 여가지의가뭄지수 (Byun and Wilhite, 1999) 가있으나거의모두월강수량을이용하고있다. 그런데일별강수량이아닌월별강수량으로는가뭄이나홍수의위험을진단하는데한계가있음을 Byun and Wilhite (1999), 변희룡과정준석 (1998) 이이미밝힌바있다. 강수량의누적으로홍수의가능성을점검할수있는방법역시지금까지별로알려진것이없다. 수문학에서사용하는강수유출모델이나, 수리학에서사용하는강수량집중정도의계산등은단시간의진단및대응에는유용하나, 장기간동안홍수가발생한특성등을파악하는기후학적연구에는효과적이지못하다. 따라서본연구는가뭄과홍수위험의강도를진단하는새기법을이용하여엘니뇨나라니냐에연관된아시아가뭄 홍수의상관성을연구한다. Byun and Wilhite (1999) 에서제시된유효강수량지수를활용하고이를토대로만들어진가뭄지수와홍수지수를이용하는것이다. 두번째문제는자료수집의난해성이다. Byun and Wilhite (1999) 의방법을이용하기위해서는, 넓은지역과장기간에걸쳐서일별로관측한우량계자료가필요한데이자료의수집은용이하지않다. 기상전문이송수신되는과정에서 NCDC (National Climate Data Center) 에서집계한자료는많은누락사례를포함한다. 이때문에본연구에서도자료의수집과정리에가장많은노력이요구되었으며그럼에도불구하고자료자체의신뢰성은여전히문제로남아있다. 2. 자료및계산 2.1 자료 1) 1977년 월 1일부터 1991년 12월 31일까지의일강수량자료는미국 NCDC(National Climate
韓國氣象學會誌 37, 5, 21 변희룡 강경아 김기훈 455 Data Center, 1994) 에서제작한자료인 Global Daily Summary(CD-ROM) 중아시아지역 (7 E-15 E, N-6 N) 에해당하는지역의 38 여개의관측소에서우량계로관측한일강수량자료를추출한것이다. 강수량보고가부분적으로미흡한지역에대하여는 NCDC에서제시한추측량을사용하였다. 기간중 2번이상추측량마저제시되지않은관측소를제외한결과 1433개관측소가선택되었다. 선택된관측소에서자료가누락된경우는강수량이없는것으로간주하였다. 2) 1994년 1월 1일부터 2년 8월 31일까지는, NCDC에서실시간으로수신한기상전문을편집한일일기후자료를이용하였다. 강수량이누락된경우가많았는데, 일기기록에강수현상이보고되지않은상태에서강수량보고가누락된경우 ( 대단히많다 ) 는강수량이없었던것으로간주하였다. 강수현상이보고된상태에서강수량이누락된경우는자료누락으로간주하였으며, 자료누락이해당기간의 5% 를초과하는관측소는조사대상에서제외한결과 519개관측소가선택되었다. 적도주변섬지역의관측소가많이모두누락된것은해당지역의관측치가누락된경우가많기때문이다. 1992년과 1993년의일강수량자료는구하지못하였으므로이기간의특징은분석될수없다. 단지각날짜별로해당관측소의평균강수량을적용하므로서이기간의관측치누락으로인한오염의효과가타기간에영향을미치는것을최소화하였다. 2.2 계산 누적유효강수량은식 (1) 로계산하였다. EPi= i (( n Pm)/n) (1) n =1 m =1 여기서 EP는누적유효강수량을나타내며, i 는누적기간 ( 본연구에서는일률적으로 365일로정하였음 ) 을나타낸다. Pm은 D-m day의일강수량을나타내며, n은 1부터 i 까지 1씩증가하는수이다. 따라서 EPi는각캘린더날짜마다따로독자적인수치를가진다. 식 1) 의날짜별평균치를이용하여, 누적기간을 다시결정하고, 누적기간동안의누적유효강수량을다시하루강수량으로바꾼것이유효강수량이다. 따라서유효강수량은현존한다고간주되는수자원을하루강수량의값 (T) 으로표현한것이다. Byun and Wilhite (1999), 또는변희룡과정준석 (1998) 는각항의의미, 누적기간의결정방법, 계산방법에관하여더욱자세하게설명한다. T=EP (i+j) / ( i + j (1/N)) (2) N=1 여기서 j는추가누적기간이다. 따라서 EP (i+j) 는추가누적기간을합산한총누적기간의누적유효강수량이다. 추가누적기간은최대치가 365를넘지않게하였다. 가뭄지수 DI 는 DI=(T-T a)/t s (3) 여기서 T a 는해당날짜의유효강수량의평균치이며, T s 는역시해당날짜의유효강수량의표준편차이다. DI, T, T a, T s 에모두 (i+j) 의추가누적기간이적용된다. 가뭄지수는표준편차로표준화된지수이므로, 큰값일수록누적된수자원이평년보다많음을의미하며, 적은값일수록가뭄이심함을의미한다. -1.이면수자원축적량이정규분포의중앙 66.6% 를벗어나는강도의가뭄임을의미한다. 한편, 홍수지수 FI는 FI=(T-T ma )/T ms (4) 여기서 T ma 는해당관측소의년최고유효강수량의수년동안의평균치이며, T ms 는그표준편차이다. 역시 (i+j) 의추가누적기간이적용된다. 홍수지수가 1에가까우면평균적최고수위에도달했음을, 큰값일수록홍수위험이증대되었음을뜻한다. 이상의가뭄지수나홍수지수는매일계산되는장점이있다. 월별최소치의가뭄지수를그달의가뭄의강도로간주하였고, 년별최소치의가뭄지수를그해의가뭄의강도라해석할수있다. 여름철가뭄지수의최대치는그해몬순의강도로해석된다. 홍수지수는여름철에만적용되는것이며극대치만의미가있다.
456 Nino-3 아노말리와아시아가뭄 홍수의상관 3. 결과및토의 3.1 엘니뇨라니냐극대점의추출 Fig. 1은 Nino-3의아노말리를도해한것이다. a, c, e, g, h, i, l은엘니뇨강도의극점을보여주는데그중 c, e, l은대표적극점이다. b, d, f, j, k, m, n은라니냐강도의극점을보여주는데, 그중 d, f, n을대표적극점으로잡을수있다. 이 14개시점의명칭들은이후본연구에서계속사용된다. 가뭄은여름철에발생하는것이피해가크고, 홍수는주로여름철에만발생하므로 11월또는 12월에극점이나타난경우는, 다음해여름의가뭄이나홍수발생에유의해야할경우가있다. 3.2 2 년대가뭄의발생 Fig. 2는각관측소의년도별가뭄지수의최소치를추출하여, -1.3 이하를.3 간격으로그린것이다. 그림상의점들은관측소의위치이다. 1992, Fig. 1. Month variation of Nino-3 Anomaly. 14 points (a-n) of the extreme value were selected for the comparison. 1993년은, 제시하지않았으며, 1994년의분석은 1993년자료가실측치가아니므로오염된분석이다. 1999년과 2년에는아시아의광범위한지역에서아주강한가뭄이발생하였다 ( 자료문제?). 이가뭄은분석기간인 22년중최악의강도이며, 최근 5년동안의최악의가뭄이다. 이기간은라니냐에해당되는시기 (n점) 이나, 같은라니냐시기인 d점 (1985년) 과 f점 (1989년도) 에해당하는해에는이러한강한가뭄이없었기때문에, 라니냐에연관된가뭄이라고해석할근거가되지는못한다. 즉엘니뇨나라니냐와무관하게, 가뭄이유도되는원인이따로있음을시사한다. 3.3 엘니뇨와가뭄강도 3.3.1 엘니뇨해의가뭄발생축 1998년도 (L점) 는엘니뇨의극대치가나타난해이다. 4 N 이남을중심으로살펴보면 1997년과 1998년에인도양연안 ( 방글라데시또는인도북부부근 ) 에가뭄이나타났다. 같은엘니뇨해에해당하는 1982, 1983년도 ( 이상 c점 ) 에도, 1987년 (e점) 에도동일한지역은아니지만인도양연안에가뭄이발생하였다. 그리고이다섯개년도중 4개년도이상에서한반도및일본열도에서도가뭄이나타나고있다. 그리고이두지역, 즉인도양연안과한반도주변을있는선위에있는지방에서도불규칙하지만가뭄은발생하는경향이있다. 이러한경향은 1995년 (i점) 과 1979년 (a점) 에서도나타난다. 따라서엘니뇨해에는인도양북부연안에서한반도주변으로이어지는축상에가뭄이발생하는경향이있음이확인된다. 이축은, 유럽에서동진하여히말라야산맥을우회한편서풍과, 그리고북서태평양에서뱅갈만을거쳐북상하는편동풍이, 방글라데시에서수렴한다음, 티밷고원을넘어만주로향하는경로상에있다. 따라서엘니뇨시기에는이축상에서의수렴이나대류가평소보다약화됨을의미하는데, 이는엘니뇨시기에편동풍이약화되는역학적특성과일치한다. 단지이축상에서도가뭄발생역은가변적으로나타나서특정지역의가뭄을예측하는데사용되기는용이하지않다. 또한여기서가뭄이란, 연강수량의감소를뜻하는것이아니다.
韓國氣象學會誌 37, 5, 21 변희룡 강경아 김기훈 457 A) At Sep. 1979, a=+1.12 B) DS1979Y 6 6 DS198Y 5 5 4 4 3 3 2 2 7 7 8 9 1 12 13 14 15 8 9 1 12 13 14 15 C) At Aug. 1981, b=-.77 D) DS1981Y DS1982Y 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 7 7 8 9 1 12 13 14 15 8 9 1 12 13 14 15 E) At Jan. 1983, c=+3.46 F) At Dec. 1984, d=-1.35 DS1983Y DS1984Y 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 7 7 8 9 1 12 13 14 15 8 9 1 12 13 14 15 G) H) DS1985Y DS1986Y 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 7 8 9 1 12 13 14 15 7 8 9 1 12 13 14 15 Fig. 2. Distribution of the severest drought indexes per year. Iso-lines less than -1.3 were drawn with.3 intervals (A through L) and from -1.5 with.5 intervals (M and N). Month and peak value of Nino-3 anomaly used in Fig. 1 was written at the upper part of each figure.
458 Nino-3 아노말리와아시아가뭄 홍수의상관 I) J) DS1987Y 6 6 DS1988Y 5 5 4 4 3 3 2 2 7 7 8 9 1 12 13 14 15 8 9 1 12 13 14 15 K) L) DS1989Y DS199Y 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 7 7 8 9 1 12 13 14 15 8 9 1 12 13 14 15 M) N) At Dec. 1994, i=+1.4 DS1991Y DS1994Y 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 7 7 8 9 1 12 13 14 15 8 9 1 12 13 14 15 O) AT Nov. 1995, j= -.84 P) At Dec. 1996, k=-.85 DS1995Y DS1996Y 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 7 8 9 1 12 13 14 15 Fig. 2. Continued. 7 8 9 1 12 13 14 15
韓國氣象學會誌 37, 5, 21 변희룡 강경아 김기훈 459 Q) R) DS1997Y 6 6 DS1998Y 5 5 4 4 3 3 2 2 7 7 8 9 1 12 13 14 15 8 9 1 12 13 14 15 S) T) At Jan. 2. n=-1.61 DS1999Y DS2Y 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 7 8 9 1 12 13 14 15 7 8 9 1 12 13 14 15 Fig. 2. Continued. 즉연강수량은많았더라도계절가뭄은심할수가있으며가뭄지수는이것을모두포착한다. 3.3.2 엘니뇨강화기간의가뭄심화엘니뇨강도가강화되는해인 1997년과 1982년의가뭄이, 약화되는해인 1998년과 1983년의가뭄보다훨씬더강하였고, 이경향은 1986년과 1988년도 (e점전후 ) 를비교하는과정에서도인정된다. 3.3.3 엘니뇨극점월에서의가뭄강도도극치 Fig. 3, 4는엘니뇨극점월의가뭄강도의공간분포이다. 가뭄지수 -1.2 이하.3간격의등치선이다. 1987년 9월 (e점) 에는극점에서의가뭄의발달과가뭄역의남북이동이잘보이는예이다. 5월에북만주에약하게생기던가뭄이 6월에는범위를넓혔고, 중국내륙에서도발생하여한개의축이생겼다. 이축은 7월에는파키스탄에서바이칼호로이어지는선까지북상하여 8월에최고강도를보인다음 9월 ( 엘니뇨의절정기 ) 부터는약화되 었다. 이축과별도로 7월부터인도남서부, 북동부그리고일본으로이어지는축에서가뭄이강화되었고이축은 월에는남지나해상까지남하하면서최고강도를보였다. 여기서가뭄발생축이남북으로건너뛰는현상을볼수있는데엘니뇨가강화될시기에는북상을, 약화되는시기에는남하한것을볼수있다. 최고강도의가뭄은엘니뇨극치와한달정도의시간차이를가지고나타난다. 1997년 12월 (l점) 도대표적인엘니뇨극점인데, 두개의대상파동형태로가뭄역이나타났다 (Fig. 4). 그한개는북위 5도에있다. 이지역에서이가뭄은 11월 ( 발하시호주변 ) 또는 12월 ( 몽고지방 ) 에전조사기간을통하여최고강도를보였고, 다음해 1월에급속히약화되었다. 다른한개는북위 3도선을따라나타났다. 9월부터나타나기시작하여 11월에최고강도를보이고 1월에없어졌다 ( 그림미제시, -1.5이하). 즉가뭄이강화될때는서서히, 약화될때는급속히약화되었다. 가뭄축의남북이동현상은보이지않는다.
46 Nino-3 아노말리와아시아가뭄 홍수의상관 A) B) DS19875 6 6 DS19876 5 5 4 4 3 3 2 2 7 8 9 1 12 13 14 15 7 8 9 1 12 13 14 15 C) D) DS19877 6 6 DS19878 5 5 4 4 3 3 2 2 7 8 9 1 12 13 14 15 7 8 9 1 12 13 14 15 E) F) DS19879 6 6 DS1987 5 5 4 4 3 3 2 2 7 8 9 1 12 13 14 15 7 8 9 1 12 13 14 15 Fig. 3. As in Fig. 2 but for the monthly minimum less than 1.2 from May(A) through October(F) 1987. A) B) 6 DS198212 6 DS199711 5 5 4 4 3 3 2 2 7 8 9 1 12 13 14 15 7 8 9 1 12 13 14 15 Fig. 4. As in Fig. 3 but on the Sep. 1997 and Dec. 1982, that are one month before the extreme points of El Nino.
韓國氣象學會誌 37, 5, 21 변희룡 강경아 김기훈 461 1983년 1월 (c점) 에가뭄강도는전후와같거나오히려약하였다 (Fig. 4). 그러나가뭄발생의축은, 1982년 6월에베트남북부와규우슈우를잊는선에있던가뭄발생축이엘니뇨극치인 1983년 1월에가장북쪽으로이동해왔고, 그후정체하다가 6 월부터다시남하하였다 ( 그림미제시 ). 엘니뇨발달시에가뭄축이북상하고쇠약시에가뭄축도남하한것이다. 1994년 12월 (i점) 에일본열도상에서만강한가뭄이나타났는데가뭄발생역이북쪽에서남하하여왔으며강도의큰변화는없었다. 그리고 1995년 1월에완전히소멸되어버렸다. 네번의극점주변에서의조사에서, 일본열도상을제외하고는동일한지역에서두번이상가뭄이나타난경우는보이지않는다. 일본열도상에서엘니뇨시에가뭄이발생하는경향도항상있는것은아니다. 3.4 라니냐해의가뭄강도 3.4.1 라니냐해의가뭄발생축라니냐해 1984년과 1985년 (d점전후 ) 에도엘니뇨해와마찬가지로가뭄축이나타난다. 1988년과 1989년 (f점) 에도나타나고있다. 또다른라니냐해인 1995, 1996년에도아주희미하나마가뭄축은나타나고있다. 3.4.2 라니냐의극점월에가뭄강도도극치월별가뭄발생현상을보면, 1984년 12월 (d점) 에일본열도상에서가장강한강도를보였는데이가뭄은 1984년 3월까지는없다가 4월부터발달하기시작하여 1985년 1월에급격히소멸하였다 (Fig. 5). 1988년 12월 (f점) 에도 Nino-3 과가뭄강도가동시에극대치를보인다. 이가뭄역은 1988년 7월부터남한과일본북해도에서발달하다가 12월에최대강도를보이고, 다음 1월에종료되었다. 1995년 11월 (J점) 과 1996년 12월 (K점) 도라니냐의극점인데, 1995년 12월 (1개월지연 ) 에바이칼호주변과일본열도상에서최대강도의가뭄이, 1996년 12월에도바이칼호남쪽과인도동북부, 천산산맥부근에서최대강도의가뭄이발생하였고, 다음달부터소멸되었다. 1981년 7월 (b점일개월전, 그림 미제시 ) 1998년 12월 (m점) 과 2년 1월 (n점) 에서최고강도의가뭄이나타난것도같다. 이상을종합하면라니냐의극점에서도엘니뇨의극점에서와마찬가지로가뭄강도가극점이됨을알수있다. 그리고라니냐가약화됨과동시에가뭄강도가약화됨도같다. 가뭄의발생지역이일정하지않는점도마찬가지다. 가뭄발생축은희미하게보일때도있지만축의이동은보이지않는다. 그리고 1998년, 1996년, 1995년의 12월에몽골지방과발하시호주변에가뭄이공통적으로발생하였다. 이지역은엘니뇨해인 1997년 11월에도가뭄이있었다. 일본열도와한국주변에서라니냐시기에가뭄발생률이높음은확인된다. 3.4.3 라니냐강화기간의가뭄심화라니냐기간에도라니냐가강화되는동안은가뭄이계속강화되나, 약화되는기간에는가뭄은급속히종료하였다. d, f, j, k점후에도 1개월만에, 가뭄이전부해갈되어버렸다. 다른기간에도모두유사하였다. m, n점의후에는쉽게해갈되지않았는데라니냐가계속되었기때문으로보인다. 3.5 가뭄축이나타나지않는해엘니뇨도라니냐도아닌해로분류되는 198, 1981, 199, 1991년도에는가뭄발생축이전혀보이지않는다. 따라서가뭄축의발생원인은엘니뇨및라니냐에있다고할수있다. 3.6 Nino-3 아노말리와가뭄지수의지연상관각관측소별로월가뭄지수의최소치와 Nino-3 아노말리와의지연상관을계산하여보았다. 24개월까지전후로시간을지연시켜계산하여 49개의상관계수를구하고그중최대치만취하여공간분포를그려보았으나절대치가.15를넘는경우가희귀하였다. 즉 Nino-3 아노말리와연관되는시계열로가뭄강도가나타나는지역은없음을의미한다. 앞서밝힌바대로엘니뇨나라니냐에아시아의어떤한지점에서가뭄이최고강도를보이는경향은있으나, 그발생지역은해마다다르기때문이며, 엘니뇨시기뿐만아니라라니냐시기에도가뭄
462 Nino-3 아노말리와아시아가뭄 홍수의상관 A) B) DS198412 6 6 DS198812 5 5 4 4 3 3 2 2 7 8 9 1 12 13 14 15 7 8 9 1 12 13 14 15 C) D) DS199512 6 6 DS199612 5 5 4 4 3 3 2 2 7 8 9 1 12 13 14 15 7 8 9 1 12 13 14 15 E) F) DS199812 6 6 DS21 5 5 4 4 3 3 2 2 7 8 9 1 12 13 14 15 7 8 9 1 12 13 14 15 Fig. 5. As in Fig. 4 but for the La Nina cases. 이발생하기때문이며, 엘니뇨나라니냐의강도와가뭄의강도가관련이없기때문이다. 1992년과 1993년의강수량자료가누락된것도상관도가적게되는데영향을미쳤다. 3.7 홍수위험역의산발적분포 Fig. 6은홍수지수의연중최대치의공간분포이다. 엘니뇨해인 1998년양자강상류와남한에홍수지수가높은값을보인다. 그러나다른엘니 뇨해에는높은값이아니다 ( 이하그림미제시 ). 라니냐해인 1985년 (d점) 과 1989년 (f점) 에도일본서부에홍수지수가높다. 그러나같은라니냐해인 2년엔높지않다. 월별분포에서도, 엘니뇨와의관련성은찾기가어렵다. 태풍이나대류복합체의출몰이홍수발생에큰영향을미침은잘알려진사실이나중 고위도의아시아에서이들의출몰위치를결정하는요소는너무다양하여엘니뇨와의연관만으로해석할수는없기때문으로보인다.
韓國氣象學會誌 37, 5, 21 변희룡 강경아 김기훈 463 Fig. 6. Distributions of the severest flood indexes on 1998. Iso-lines over 2. were drawn with.5 intervals. 주기에의해서도지배되고있음을보여준다. 다른말로, 가뭄은엘니뇨나라니냐의극점에서최대강도를보이긴하지만엘니뇨도라니냐도아닌해에도발생할수있음을의미한다. 또엘니뇨나라니냐의극점이어서가뭄강도가극점을보이는경우라도, 가뭄이발생하지않는장주기내에서는가뭄강도가약해짐을의미한다. 가뭄지수의최대치는홍수지수와는달리, 계절적요인을감안한강수량증가를계산하는데, 이역시 Nino-3 아노말리의등락과무관하게변하고있다. 네가지변수의상관계수를 2년전후의지연까지고려하여계산해본결과, 절대치가.2를넘는상관을보인경우는없었다. 이상을종합해보면, 감우또는증우로인한기상재해는 Nino-3 아노말리의수치를따라발생하는것이아니다. 이경년변화는 4N 이남의관측소에서만계산한것이다. 4N 이북의관측소는관측누락사례도많음을확인하였다. 4. 요약및결론 Fig. 7. Intra-annual variation of the minimum(mina) and the maximum(maxa) of the Nino-3 anomalies, and the minimum(mind) and the maximum(maxd) of the drought indexes. 3.8 경년변화 Fig. 7에는 Nino-3 아노말리의년최소치 (mina) 와년최대치 (maxa) 의시계열, 그리고가뭄지수의년최저치 (mind) 와최고치 (maxd) 의시계열이묘화되어있다. 1982년부터 1988년까지, 가뭄지수최저치가 -1. 이하이다. 이기간동안은 Nino-3 아노말리의등락과무관하게아시아어느한지역에서는매년제법강한가뭄이발생했다는뜻이다. 또 9년부터 98년까지는 -1. 이상의값이연속된다. 즉 Nino-3 아노말리의등락과무관하게아시아에는가뭄이심한곳이없었다는뜻이다. 다시 1999 년부터 -1.을훨씬밑도는심한가뭄이생기기시작했다. 이들은아시아에서발생하는가뭄은 Nino-3 아노말리의등락과무관하게어떤장기적 엘니뇨 ( 및라니냐 ) 의강도가증가하는동안, 아시아의몇지점에서발생하는가뭄의강도도증가하며, 둘은함께또는일개월정도의시간지연 ( 가뭄이뒤 ) 을가지면서극점에도달한다. 극점이지난다음에는가뭄의강도는엘니뇨 ( 및라니냐 ) 의강도의약화보다더급격히약화된다. 그래서엘니뇨해에도라니냐해에도아시아에는가뭄의발생지역이있다. 엘니뇨 ( 및라니냐 ) 의가뭄의강도는뚜렷한상관을보이지않는다. 가뭄발생지역은엘니뇨 ( 및라니냐 ) 의강도와무관하게, 인도에서만주로잇는연장선의축과연관되는경향이있다. 이축은엘니뇨가강화되는시기에는북향이동하고, 약화하는시기에남하하는경향이아주약하게보인다. 라니냐해에는이축은남북변화를거의하지않는다. 그리고이축상에서도가뭄이발생하는면적은넓지않다. 라니냐해에는한국또는일본지역에서가뭄이발생할가능성이높으며, 몽골부근과발하시호부근에서는라니냐해에뿐만아니라엘니뇨해에도가뭄이잘발생하는경향이있다. 그러나이경우도가뭄이발생하는면적은넓지않기때문에, 엘
464 Nino-3 아노말리와아시아가뭄 홍수의상관 니뇨 ( 및라니냐 ) 의강도와가뭄의발생지역의상관성은간단하지않다. 엘니뇨 ( 및라니냐 ) 외에가뭄발생을주도하는다른인자도존재한다. 약 15년의주기로, 7-8년은아시아내의한지역에서반드시가뭄이발생하였으며, 그다음, 7-8년은발생하지않았다. 그리고 1999년과 2년도에는엘리뇨와무관하게최근 5년동안에가장강한가뭄이발생하였다. 가뭄과는달리, 홍수위험에관한엘니뇨의연관성은발견되지않았다. 관련성이없어서가아니라홍수발생인자가너무국지성이강하기때문인것으로추측된다. 감사 본연구는 1999년부경대학교학술진흥재단의학술연구비에의하여지원되었음. 참고문헌 강인식, 1998; 엘니뇨와한반도기후변동의관련성. 한국기상학회지, 34(3), 39-395. 김정우, 조희구, 이승만, 이태영, 이광호, 하경자, 1995 : 기후형모수화과정의연구 : Ⅴ. 하계몬순의발전에미치는해면온도아노말리의영향에관한 GCM 연구. 한국기상학회지, 31, 439-452. 변희룡, 정준석, 1998 : 유효강수지수를이용한홍수위험의정량적진단. 한국수자원학회지, 31-6, 657-665. 안중배, 박혜선, 1996: OSU 2 층 GCM 을이용한적도태평양상의 SST 아노말리에대한대기반응. 한국기상학회지, 32(3), 389-399. 안중배, 류정희, 조익현, 박주영, 류강범, 1997: 한반도기온및강수량과적도태평양해면온도와의상관관계에관한연구. 한국기상학회지, 33, 487-495. 윤원태, 부경온, 1999: 엘니뇨해와관련한중위도일시파의특성. 한국기상학회지, 35(1), 146-155. 차은정, 전종갑, 정효상, 1999: 엘니뇨 / 라니냐해의우리나라기후특성에관한연구. 한국기상학회지. 35(1), 98-117. Ahn, J. B., 1992: Interannual variability at the surface of world oceans. J. Korean Meteor. Soc., 28, 193-29. Byun, H.-R., D. A. Wilhite, 1999 : Daily quantification of the drought duration and intensity. J. Climate, 12 (9), 2747-2756. Drosdowsky, W. 1996 : Variability of the Australian summer monsoon at Darwin: 1957-1992, J. of Climate, 9, 85-96. Fraedrich, K., and K. Muller, 1992 : Climate anomalies in Europe associated with ENSO extremes. INT. J. Climatol., 12, 25-31. Gill, A. E., and E. M. Rassmusson, 1983 : The 1982-83 climate anomaly in the equatorial pacific. Nature, 36, 229-234. Harger J. R. E. 1995: ENSO variations and drought occurrences in indonesia and the Philippines. Atmos. Envir., 29, 1943-1955. Horel, J. D., and J. M. Wallace, 1981 : Planetary-scale atmospheric phenomena associated with the Southern Oscillation. Mon. Wea. Rev., 9, 813-829. Ju, J. and Slingo, J. M. 1995: The Asian summer monsoon and ENSO. Q. J. R. Meteor. Soc., 121, 1133-1168. Ropelewsky, C. F. and M. S. Halpert, 1987: Global and regional scale precipitation patterns associated with El Nino/Southern Oscillation. Mon. Wea. Rev., 115, 166-1626. Rasmusson E. M. and T. H. Carpenter. 1983: The relationship between eastern equatorial Pacific sea surface temperatures and rainfall over India and Sri Lanka. Mon. Wea. Rev., 111, 517-528. Lau, K. M., 1992: East Asia summer monsoon rainfall variability and climate teleconnection. J. Meterol. Soc. Jap. 7, 211-242. Nicholls, N., 1989 : Sea Surface temperatures and Australian winter rainfall. J. Climate., 2, 965-973. Palmer, W. C., 1965: Meteorological drought. U. S. Weather Bureau Tech Paper 45, 1-58. Rassmusson, E. M., and T. H. Carpenter, 1983 : The relationship between eastern equatorial Pacific sea surface temperatures and rainfall over India and Sri Lanka. Mon. Wea. Rev., 111, 517-528. Shepherd, D. J., 1995 : Some characteristics of Tasmanian rainfall. Met. mag., 44, 261-271 Shukla, J., and D. A. Paolino, 1983: The southern oscillation and long range forecasting of the summer monsoon rainfall over India. Mon. Wea. Rev., 111, 183-1837. Soman M. K. and J. Slingo, 1997: Sensitivity of the Asian summer monsoon to aspects of sea-surface temperature anomalies in the tropical Pacific Ocean. Qurt. J. Roy. Meteor. Soc. 123, 39-336. Weare, B. B., 1979 : A statical study of the relationships between ocean surface temperatures and the Indian Monsoon. J. Atmos. Sci., 36, 2279-2291. Webster, P. J., and S. Yang, 1992: Monsoon and ENSO: Selectively interactive systems. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 118, 877-926. Xie, A., Y.-S. Chung, X. Liu and Q. Ye, 1997 : On the international variations of the summer monsoon onset over the South China Sea. J. Kor. Meteor. Soc. 33-3, p553-567.