| 초록 |
본 연구 과제를 통해서 황사발원(중국, 몽고) 및 풍하측 지역(한국, 일본)을 중심으로 황사발생 및 이동에 관한 데이터베이스를 구축 완료하였고, 북태평양과 북미 지역으로 이동하는 에어로졸 자료도 다양한 위성자료를 활용하여 구축하였다. 구성된 자료는 중국 기상청 지상관측 황사폭풍 월별 빈도(1954-2007), TOMS/OMI AI(1979-현재), 기상청 SYNOP 황사발생 월별 빈도(1998-2012), MODIS AOD(2003-현재), MISR AOD(2000-2014), 그리고 NAAPS 황사광학두께 모사값(2000-현재)이다. 본 기술개발을 통해서 구축된 북동아시아 황사활동의 데이터베이스는 기상학적/기후학적으로 분석할 수 있는 시공간적 해상도를 가지고 있으므로, 대규모 기후변동성과의 관련성 분석, 과거와 현재까지의 한반도 황사 사례에 관한 종관기상학적 분석, 북동아시아로부터 태평양 횡단 장거리 수송되는 에어로졸 메커니즘분석 등 다양한 접근 방식에 활용될 수 있다. 구축된 데이터베이스를 활용하여 세 가지 연구 주제에 대해서 논문으로 제시하였다. 첫 번째는 중국 북서부 지역에서 관측된 황사폭풍 빈도 변화에 유라시아 대륙 북동쪽의 적설량 변화가 미치는 영향에 대해서 분석한 결과이다. 유라시아 대륙에 적설량이 많았던 해들과 적었던 해들 사이의 황사폭풍 빈도를 비교해보면, 적설량이 높았던 해들에서 봄철 평균 7.4일, 적설량이 적었던 해들에서는 3.3일로 2배 이상의 차이를 보였으며, 29년 기간 동안 평균된 황사폭풍 발생 빈도가 4.4일임을 감안하면, 적설량이 높았던 해들에서 68% 증가, 적었던 해들에서는 25% 감소를 나타내었다. 유라시아 대륙에 적설량이 높게 나타날 때 적설에 따른 지표면 반사도와 수문학적 변화에 기인한 지위고도와 대기온도의 남북방향 경도(meridional gradient)가 크게 증가함을 확인할 수 있었고, 이러한 증가된 남북방향 경도는 중국북서부와 내몽고 지역에 걸친 westerly jet와 zonal wind shear의 증가를 야기하였다. 이러한 westerly jet과 zonal wind shear의 증가는 대기 경압성(atmospheric baroclinicity)을 강화시키고, 황사발원지역을 중심으로 저기압 발생 가능성을 높이는 역할을 가져왔다. 따라서 유라시아 대륙 봄철에 적설량이 높게 나타났을 때, 황사발원지역을 중심으로 대기 불안정성 및 저기압 발생 가능성이 높아지면서 중국 북서부 지역에 위치한 사막지역에 황사폭풍 빈도가 큰 폭으로 증가됨을 알 수 있었다. 두 번째는 북동아시아 황사발생에 미치는 대규모 기후변동지수 중 AO와 ENSO의 결합된 위상 효과 분석이다. AO-를 갖는 해에서 엘니뇨와 라니냐의 위상이 동시에 나타나는 경우에 각각 49.7과 38.3의 황사지수로 엘니뇨/AO-가 동시에 나타난 해에서 11.4 높은 값을 보이고 있으며, 이러한 차이는 통계적 유의수준 95%이상으로 신뢰할 수 있다. 이에 대한 대기역학순환장 메커니즘 분석을 살펴보면, 엘니뇨/AO-인 해에서 황사발원지역 북쪽, 러시아와 시베리아 쪽에서 나타나고 있는 저기압성 흐름이 뚜렷이 보이며,북서태평양 지역으로는 강한 고기압성 흐름과 알류샨 열도의 북태평양에서는 강한 저기압성 흐름을 갖는다. 즉, AO-/엘니뇨가 동시에 발생되는 경우에 북위 60도 부근에서 나타나는 저기압성 흐름이 더 강화되어서 극으로부터 차고 건조한 공기의 유입이 더 증가하며, 따라서 황사발원지역으로 더 많은 황사가 발생된다. 이렇게 발생된 황사는 북위 60도를 따라 나타난 저기압성 흐름과 북서태평양쪽에서 나타난 강한 고기압성 흐름이 결합되면서 Region 1, 2, 3을 포함하여 한반도와 일본 북쪽으로 강한 황사의 이동 경로를 형성시켰다. 이와 같은 결과는 독립적으로 나타나는 대규모 기후변동성이 서로 위상 변화에 따라 결합되어졌을 때, 북동아시아 황사활동에 미치는 영향을 상쇄시키거나 강화시킬 수 있는 가능성 있는 메커니즘을 제시해주고 있다. 세 번째는 2012년 봄철에 나타난 한국와 일본의 무황사 사례 분석이다. 2000년부터 풍하측 지역의 황사사례는 증가되는 경향을 보이고 있었으며, 2000-2012년의 13년 기간 평균 황사발생과 비교해보면,2012년 봄철에 황사발원지역 황사발생은 예년 수준과 비슷하였다. 특히 4월은 발원지역에서 평년 수준의 황사발생이 나타났지만, 한국과 일본에서는 황사사례가 관측되지 않았다. 지상관측, 위성관측, 그리고 황사모델링의 종합적인 분석을 통해서 2012년 4월 황사발생 이후 이동되는 패턴의 예외성을 발견하였다.오호츠크 해 인근에 위치한 강한 고기압성 흐름이 한반도와 일본 쪽으로 확장되면서 발원지역에서 이동성저기압을 따라 동쪽, 남동쪽으로 이동하는 황사 이동 흐름을 블로킹하였고, 이 현상은 5월에도 지속적으로 관측되었다. 강한 고기압성 흐름에 따른 블로킹 패턴은 한반도와 일본 쪽에 황사의 유입을 막는 역할뿐만 아니라 태풍의 진로 및 한반도 지역 가뭄 현상과도 관련이 있을 수 있다. 따라서 북동아시아 지역기후변화에 따른 블로킹 현상과 한반도 지역 황사사례의 감소가 지속적으로 나타날 가능성에 대해서는 꾸준한 모니터링이 필요하다. |
