본 연구에서는 1961년부터 2020년까지 파키스탄의 다양한 강수 지역에서 몬순이 지배하는 계절 동안 강수 및 극한 강수의 변화를 분석하였다. 이 연구의 주요 목적은 (a) 계절 강수 추세의 변화를 조사하고 (b) 계절적 극한 강수의 변화를 평가하며 (c) 대기 지수와 계절 강수 및 극한 강수의 연결을 분석하는 것이다. 계절 강수 추세는 Mann-Kendall 기법을 사용하여 분석하였으며, 계절 강수 추세의 변화는 Sen's Slope 방법을 이용하였다. 연구자료는 기후 변화로 인한 기온 상승과 극한 강수를 고려하여 30년 간, 두 기간으로 나누었다(전반기: 1961-1990 및 후반기: 1991-2020).
분석 결과는 다음과 같다. 후반기에 파키스탄 북서부 산악, 남부 사막, Muree hills 및 중앙 평원 지역에서 몬순 강수량은 매년 -1mm에서 -5mm 수준으로 유의하게 감소하였다. 전반기 동안 Potwar, Upper Indus Plain 및 Muree 지역에서 여름 몬순 강수량은 감소(-2~-8mm/년)하였으나, 후반기에는 증가(2~8mm/년)하였다. 남부 사막 및 중앙 평원 지역은 전반기와 비교하여 후반기에 여름 몬순 강수량이 감소하였다(-4~-6mm/년). Muree hills 및 Potwar 지역에서는 후반기 동안 겨울 강수량이 -4mm/년 수준으로 감소 추세롤 보였고, 동기간에 북서부 산악 지역에서는 1mm/년 수준에서 증가했다.
Pre-monsoon 및 여름 몬순 시기에 해안 지역에서 CWD(지속된 건조 기간) 일수는 전반기에는 증가, 후반기에는 감소하였다. 또한 후반기에 남부 사막 및 서부 지역 (중앙 평원 및 해안 지역)에서 극한강수일수가 증가(감소)하였다. 후반기에 Potwar 고원, Murree hills, Upper Indus Plain, 중앙 평원 및 남부 사막 지역에서 pre-monsoon과 여름 몬순 기간 동안 모든 극한 강수 지수의 빈도와 강도가 증가하였다. 북서부 발루치스탄 고원 및 남서부 지역 (Quetta)에서는 전반기에 비해 후반기의 극한 강수 빈도와 강도가 감소하였다. 후반기에 북서부 산악, Murree hills 및 중앙 평원 지역에서는 겨울철 극한 강수의 강도가 유의하게 증가하였다.
파키스탄의 중앙 평원 및 남부 사막 지역에서 엘니뇨-남방진동(ENSO) 및 Pacific Decadal Oscillation(PDO)의 음의 영향이 여름 몬순 동안 강수량 감소를 유발했다. 후반기에 파키스탄 북서부 지역에서는 Indian Ocean Dipole(IOD)이 강한 영향을 미쳤다. 여름 몬순 강수량은 두 가지 메커니즘에 영향을 받았다. 하나는 대규모 동적 및 열역학적 교란이며, 또 다른 하나는 저기압이나 Monsoon Surge이다. 겨울에는 핵심 몬순 지역에서 NAO의 약한 영향이 관찰되어 전체 연구 기간 동안 강수량이 감소했다. 마찬가지로, 파키스탄의 발루치스탄 고원 지역에서 ENSO 및 PDO의 약한 영향이 발견되었다. 파키스탄의 겨울 강수량은 지중해에서 기원한 Western Disturbances low-pressure로 인해 발생한다. 여름 몬순에서 극한 강수의 강도를 강화시키는 주요 요인은 강화된 중위도 서풍, 아열대 동풍 원격상관, 몬순 기압골 강화 및 대륙/해양 간 열적 대비이다. 북서부 산악 지역에서의 강화된 강도는 NAO의 강한 영향과 마지막 겨울에 ENSO의 약한 영향으로 인해 발생하며, 발루치스탄 고원 지역에서는 ENSO의 약한 영향으로 인해 발생하지 않았다. 본 연구는 파키스탄의 미래 몬순 강수량 및 극한 추세를 예측하는 데 중요한 역할을 할 것으로 예상된다.