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[표지]

제출문

목차

요약문 11

I. 개요 13

1. 목적 13

2. 사업 개요 13

3. 기대 효과 14

II. 사업 수행 내용 및 결과 16

1. 결합모델 기반 기후변화예측모델 장기적분 및 최적화 수행 16

1.1. 기후변화예측모델 구름-에어로졸 기후과정 개선 및 평가 16

1.2. 기후변화예측모델 해양-생지화학 기후과정 개선 및 평가 54

1.3. 기후변화예측모델 지면-식생 기후과정 개선 및 평가 80

1.4. AR7 시나리오 자료 관리방안 확보 및 지역별 미래전망 표출지도 개발 125

[뒷표지] 151

표목차

표 1.1.1. 기존 UKESM1 모델 설정과 AMIP 설정 비교 41

표 1.1.2. RFMIP 실험 진행에 필요한 forcing 목록 43

표 1.2.1. 이 연구에서 수행된 6가지 KACEv2 실험 설명 55

표 1.2.2. KACEv2-CTL과 KACEv2-EXP1의 전구 평균한 대기 상층(TOA) 순 복사량의 평균과 추세선 기울기 57

표 1.2.3. KACEv2-CTL과 KACEv2-EXP1의 전구 평균한 지표 기온의 평균과 추세선 기울기 값 58

표 1.2.4. KACEv2-CTL과 KACEv2-EXP1의 전구 평균한 해수면 온도의 평균과 추세선 기울기 값 59

표 1.2.5. CMIP6 모델의 (left) 전구 및 (right) 북반구 고위도 지역(60-90°N) 평균한 연평균 지표기... 62

표 1.3.1.1. CMIP6 모델 자료 설명 81

표 1.3.3.1. 산업혁명 이전 시기 지면-대기 상호작용 분석에 사용된 모델 자료 설명 103

표 1.3.4.1. 탄소플럭스 분석에 사용된 CMIP6 모델 자료 설명 113

표 1.4.1. 기상과학원 대상 자료 수집 현황 125

표 1.4.2. 지도 표출용 자료 생성 현황 126

표 1.4.3. 표출 자료 디렉토리 구조 및 단일 파일 크기 비교 127

표 1.4.4. 지역별 집계 자료 생성 현황 127

표 1.4.5. 보안 취약점 항목 및 작업 현황 147

표 1.4.6. 표출 및 분석 자료 이식 현황 148

표 1.4.7. 전산센터 시스템 이식 현황 148

그림목차

그림 1.1.1. 1750~2019 기간동안 각 강제력에 의해 발생하는 복사강제력 16

그림 1.1.2. 전체 에어로졸 및 황산염 에어로졸에... 17

그림 1.1.3. 에어로졸 모델링, INP 모수화(진한 색), 에어로졸 관... 19

그림 1.1.4. CMIP6 참여 모델들의 에어로졸에 의한 복사강제... 20

그림 1.1.5. 지상관측 및 GEOS-Chem 모델에서 모의... 21

그림 1.1.6. 선행연구에서 발생한 mineral dust 수 농도,... 24

그림 1.1.7. 미세물리 모듈 코드 수정내역 및 수정 후... 25

그림 1.1.8. 각 모수화 기법의 온도에 대한 INP의 수 농도(개... 26

그림 1.1.9. UM, D10, N12, A13 실험과 CERES 위성관측과의 cloud fraction 공간... 29

그림 1.1.10. UM, D10, N12, A13 실험과 GPCP 위성관측과의 강수 공간분포 차이... 29

그림 1.1.11. UM, D10, N12, A13 실험과 CERES 위성관측과의 장파 구름복사효과... 30

그림 1.1.12. UM, D10, N12, A13 실험과 CERES 위성관측과의 단파 구름복사효과... 30

그림 1.1.13. UM, D10, N12, A13 실험과 CERES 위성관측과의 구름복사효과 공간... 31

그림 1.1.14. UM, D10, N12, A13 실험과 CERES 위성관측과의 대기상단에서 총... 32

그림 1.1.15. UKESM1, D10, N12, A13 실험과 GPCP, CERES 위성관측 간의... 33

그림 1.1.16. UKESM1, D10, N12, A13 실험과 GPCP, CERES 위성관측 간의... 33

그림 1.1.17. 각 실험에서 모의된 식생탄소의 시계열 변화 34

그림 1.1.18. un001과 ac020실험에서 모의된 cloud fraction(위), 장파... 35

그림 1.1.19. un001과 ac020실험에서 모의된 전체 구름복사효과(위), 지표에서... 36

그림 1.1.20. un001과 ac020실험에서 모의된 vegetation carbon과 그... 36

그림 1.1.21. 지표에서 계산되는 downward 단파... 37

그림 1.1.22. vegetation carbon이 크게 감소한 세 지역에서 un001... 38

그림 1.1.23. Region 1~3에서 cloud area fraction과 지표에 도달하는... 39

그림 1.1.24. MODIS FluxSat 에서 관측한 Gross primary production의 2001년... 40

그림 1.1.25. AMIP 설정을 위한 ancillary file 생산과정 42

그림 1.1.26. 산업화 이전 수준의 값을 제작된 climatology ancillary file 43

그림 1.1.27. APRP 방법에서 단파복사의 구분 44

그림 1.1.28. APRP 방법을 통해 구분된 UKESM1과 D10 실험에서 mineral... 45

그림 1.1.29. piClim-2xdust 실험을 통해 계산된 mineral... 45

그림 1.1.30. piClim-4xCO2 실험을 통해 계산된 CO2에 의한 유효복사강제력 46

그림 1.2.1. 이 연구에서 수행된 KACEv2 실험들의 branch 모식도 56

그림 1.2.2. (left) KACEv2-CTL과 (right) KACEv2-EXP1의 전구 평균한 연평균 대기 상층... 57

그림 1.2.3. (left) KACEv2-CTL과 (right) KACEv2-EXP1의 전구 평균한 연평균 지표 기온... 58

그림 1.2.4. (left) KACEv2-CTL과 (right) KACEv2-EXP1의 전구 평균한 연평균 해수면 온도... 58

그림 1.2.5. (left) KACEv2-CTL과 (right) KACEv2-EXP1의 깊이에 따른 전구 평균한 연직... 59

그림 1.2.6. (left) KACEv2-CTL과 (right) KACEv2-EXP1의 각 분석 기간동안(그림 제목에 표... 60

그림 1.2.7. KACEv2와 CMIP6의 (left) 전지구 평균 및 (right) 북반구 고위도 지역(60-90°N)... 61

그림 1.2.8. CMIP6 모델의 (left) 전구 및 (right) 북반구 고위도 지역(60-90°N) 평균한 연평균... 61

그림 1.2.9. 전구 및 북반구 고위도 지역(60°N-90°N) 평균... 62

그림 1.2.10. KACEv2 실험들과 CMIP6 모델들의 분석기간 평균 북극 해빙 분포 편차 64

그림 1.2.11. KACEv2 실험들과 CMIP6 모델들의 분석기간 평균 북극 지표기온 분포 편차 65

그림 1.2.12. KACEv2와 CMIP6의 북극(60-90°N) 해빙 면적의 시계열 66

그림 1.2.13. KACEv2와 CMIP6의 북극(60-90°N) 지역을 평균한 해빙 두께(m)와 (left) 대기... 66

그림 1.2.14. 동서 평균한 대기의 남북 방향의 (a) 현열 수송 (m s⁻¹℃), (b) 위치 에너지 수... 67

그림 1.2.15. KACEv2와 CMIP6의 남북 온도경도... 68

그림 1.2.16. KACEv2 실험들과 CMIP6 모델들의 분석기간 평균 운량 분포. 기준 자료는 CMIP6 모델... 69

그림 1.2.17. KACEv2와 CMIP6의 (left) 전구 평균 및 (right) 60°S-60°N 지역을 평균한 운량... 69

그림 1.2.18. KACEv2 실험들과 CMIP6 모델들의 분석기간 평균 DMS 편차 분포 70

그림 1.2.19. KACEv2 실험들과 CMIP6 모델들의 분석기... 71

그림 1.2.20. (a) KACEv2와 CMIP6의 전구 평균한 925-hPa DMS(nmon mol⁻¹)과 대기 상... 72

그림 1.2.21. KACEv2와 CMIP6의 분석 대상의 연주기에 대한 성능 매트릭스(performance... 73

그림 1.2.22. KACEv2 자료를 이용하여 동아시아 여름철 오존 변동 성분을 추출하기 위한... 74

그림 1.2.23. 이 연구에서 개발한 ESMValTool 코드로 분석한 KACEv2... 75

그림 1.2.24. 이 연구에서 개발한 ESMValTool 코드로 분석한 KACEv2... 75

그림 1.2.25. 지역기후모델의 해양 경계자료(LBC) 생성을 위한 코드 추가 부분(top)... 76

그림 1.2.26. 생성된 파일 정보 예시(thetao) 77

그림 1.3.1.1. CMIP6 모델과 ERA5 재분석장의 현재 기후 내 TCI 및 ACI 83

그림 1.3.1.2. 토양수분-잠열 플럭스 결합 지수(TCI) 84

그림 1.3.1.3. TCI 기준의 핫스팟 84

그림 1.3.1.4. 잠열 플럭스-강수량 결합 지수(ACI) 86

그림 1.3.1.5. ACI 기준의 핫스팟 86

그림 1.3.1.6. CMIP6 모델의 미래 기후 내 TCI 및 ACI 88

그림 1.3.1.7. 미래 기후 토양수분-잠열 플럭스 결합 지수(TCI) 88

그림 1.3.1.8. 미래 기후서 TCI 기준의 핫스팟 89

그림 1.3.1.9. 미래 기후 잠열 플럭스-강수량 결합 지수(ACI) 89

그림 1.3.1.10. 미래 기후서 ACI 기준의 핫스팟 90

그림 1.3.1.11. 현재 및 미래기후에서 CMIP6 참여 모델들의 TCI와 ACI 90

그림 1.3.1.12. 미래기후에서의 고해상도화된 TCI 및 ACI 92

그림 1.3.1.13. 현재 기후서 UKESM1-0-LL에 처방된 C3, C4 식생 비율 차이 93

그림 1.3.1.14. 현재와 비교해 미래 기후서 UKESM1-0-LL에 처방된 C3, C4 식생... 93

그림 1.3.2.1. CMIP6 내 미래 기후에서의 모델별 지표온도 변화 94

그림 1.3.2.2. 식생 변화 시 지면 과정 변화 모식도 96

그림 1.3.2.3. CMIP6 모델 평균(위) UKESM1-0-LL(좌) KACE1-0-G(우) 모델 내에서... 98

그림 1.3.2.4. CMIP6 모델 내 알베도 변화에 의한 지표변화 99

그림 1.3.2.5. CMIP6 모델 내 에너지 재분배항 변화에 의한 지표변화 100

그림 1.3.2.6. CMIP6 모델 내 공기역학 저항 변화에 의한 지표변화 101

그림 1.3.2.7. CMIP6 모델 내 보웬비 변화에 의한 지표변화 102

그림 1.3.3.1. KACEv2 모델 및 CMIP6 모델의 전구 평균 TCI, ACI 지수 104

그림 1.3.3.2. KACEv2 모델과 KACE1 모델의 TCI 값과 CMIP6 모델과의 차이 105

그림 1.3.3.3. KACEv2 모델과 UKESM1-0-LL 모델의 TCI 값과 CMIP6 모델과의 차이 105

그림 1.3.3.4. KACEv2 모델, KACE1 모델, 그리고 CMIP6 모델들의 TCI 핫스팟 지역 106

그림 1.3.3.5. KACEv2 모델, UKESM1-0-LL 모델, 그리고 CMIP6 모델들의 TCI... 106

그림 1.3.3.6. KACEv2 모델과 KACE1 모델의 ACI 값과 CMIP6 모델과의 차이 108

그림 1.3.3.7. KACEv2 모델과 UKESM1-0-LL 모델의 ACI 값과 CMIP6 모델과의 차이 108

그림 1.3.3.8. KACEv2 모델, KACE1 모델, 그리고 CMIP6 모델들의 ACI 핫스팟 지역 109

그림 1.3.3.9. KACEv2 모델, UKESM1-0-LL 모델, 그리고 CMIP6 모델들의 ACI... 109

그림 1.3.4.1. CLM4.5 모델 내 토양 탄소 순환 과정 모식도(CLM4.5 tech note) 111

그림 1.3.4.2. 선행연구서 제시한 UKESM1 모델 스핀업 예시 112

그림 1.3.4.3. 탄소플럭스 모식도 114

그림 1.3.4.4. CMIP6 모델 결과와 input4MIP 배출량 비교 115

그림 1.3.4.5. CMIP6 모델 현재 기후 동아시아 NBP 변화 115

그림 1.3.4.6. CMIP6 모델 현재 기후 동아시아 탄소 플럭스 변화 116

그림 1.3.4.7. (좌) CMIP6 모델 내 현재 기후 동아시아 disturbance flux 변화 (우)... 116

그림 1.3.4.8. CMIP6 모델 미래 기후 동아시아 NBP 변화 117

그림 1.3.4.9. CMIP6 모델 미래 기후 동아시아 탄소 플럭스 변화 117

그림 1.3.5.1. 평균 해수면 온도 및 염분 118

그림 1.3.5.2. 전 지구 평균 해수면 온도 및 염분 시계열 분석 119

그림 1.3.5.3. 평균 해빙 분율 120

그림 1.3.5.4. Meridional Overturning Circulation 121

그림 1.3.5.5. ENSO 패턴 및 시계열 모의 성능 평가 122

그림 1.4.1. 투영법 별 PNG 예시 128

그림 1.4.2. 미래전망 표출지도 화면 구성 129

그림 1.4.3. Regional Information, Regional Synthesis의 시작 화면 130

그림 1.4.4. 세부 옵션 메뉴 표출 예시 131

그림 1.4.5. 선택 정보 텍스트 예시 132

그림 1.4.6. 보조 기능 버튼 132

그림 1.4.7. Point Information 예시 133

그림 1.4.8. Download 예시(파일명) 133

그림 1.4.9. Download 예시(PNG) 133

그림 1.4.10. Duplicate map 예시 134

그림 1.4.11. Legend Control 세부 설정 화면 134

그림 1.4.12. Legend Control 변경 예시 (위) -6~6 범위, (아래) -3~3 범위 135

그림 1.4.13. Legend Control Bar 색상 선택 예시 136

그림 1.4.14. Time Series 예시 136

그림 1.4.15. GWL Plot 예시 137

그림 1.4.16. Annual Cycle 예시 137

그림 1.4.17. Scatter Plot 예시 137

그림 1.4.18. Table Summary 예시 137

그림 1.4.19. Stripes 예시 138

그림 1.4.20. Seasonal Stripes 예시 138

그림 1.4.21. 지역 합성 Regions 탭 예시 138

그림 1.4.22. 지역 합성 Maps 탭 예시 139

그림 1.4.23. 지역 합성 Combinations 탭 예시 139

그림 1.4.24. CORDEX-EA Phase II 표출 예시 140

그림 1.4.25. CMIP6 GCMs의 투영법별 표출 예시 141

그림 1.4.26. CORDEX-EA CMIP5의 투영법별 표출 예시 142

그림 1.4.27. CORDEX-EA CMIP6의 투영법별 표출 예시 143

그림 1.4.28. Region Set별 표출 예시 144

그림 1.4.29. PNG 원본 및 가시화 예시 145

그림 1.4.30. About, Guidance 컨텐츠 예시 146

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