제1세부과제 : 기후예측시스템 성층권 인자의 동아시아 예측 정량 평가와 보정 기술 개발 9

그림 2.1.1. (검정) QBO 너징 및 (빨강) 성층권 너징 기법에서의 고도 및 위도에... 22

그림 2.1.2. (왼쪽) 2007년 2월과 (오른쪽) 2007년 12월의 동서평균 동서방향 바람 아노말리 24

그림 2.1.3. GloSea6 과거기후 예측 시스템 모식도 24

그림 3.1.1. (a) 관측과 GloSea6 모형에서 2007년 12월 1일에 초기화된 (b)... 29

그림 3.1.2. (a) 관측과 GloSea6 모형에서 2007년 12월 1일에 초기화 이후 90일... 30

그림 3.1.3. (a) 관측과 GloSea6 모형에서 2007년 2월 1일에 초기화 된 (b)... 31

그림 3.1.4. (a) 관측과 GloSea6 모형에서 2007년 2월 1일에 초기화 이후 90일 평... 32

그림 3.2.1. (위) 2007년 12월 1일과 (아래) 2007년 2월 1일에 초기화 된... 34

그림 3.2.2. (위) 2007년 12월 1일과 (아래) 2007년 2월 1일에 초기화 된... 35

그림 3.3.1. (a) 관측과 GRIMs 모형에서 2007년 12월 1일에 초기화 된 (b)... 36

그림 3.3.2. (a) 관측과 GRIMs 모형에서 2007년 2월 1일에 초기화 된 (b) CLIM,... 37

그림 4.1.1. (a) 관측과 GloSea6 모형의 (b) CLIM, (c) FREE, (d) NUDGED 실험... 39

그림 4.1.2. (검정) 관측과 GloSea6 모형의 (초록) CLIM, (빨강) FREE, (파랑) NUDGED 실험... 41

그림 4.1.3. (검정) 관측과 GloSea6 모형의 (초록) CLIM, (빨강) FREE, (파랑) NUDGED 실험에서... 42

그림 4.1.4. (a) 관측과 GRIMs 모형의 (b) CLIM, (c) FREE, (d) NUDGED... 44

그림 4.1.5. (검정) 관측과 GRIMs 모형의 (초록) CLIM, (빨강) FREE, (파랑) NUDGED 실... 45

그림 4.1.6. (검정) 관측과 GRIMs 모형의 (초록) CLIM, (빨강) FREE, (파랑) NUDGED 실... 45

그림 4.1.7. (a) 관측과 GloSea6 모형의 (b) CLIM, (c) FREE, (d) NU... 46

그림 4.1.8. (검정) 관측과 GloSea6 모형의 (초록) CLIM, (빨강) FREE, (파랑) N... 47

그림 4.1.9. (검정) 관측과 GloSea6 실험의 (초록) CLIM, (빨강) FREE, (파랑) NUDGED 실... 48

그림 4.1.10. (a) 관측과 GRIMs 모형의 (b) CLIM, (c) FREE, (d) NUDGED... 50

그림 4.1.11. (검정) 관측과 GRIMs 모형의 (초록) CLIM, (빨강) FREE, (파... 51

그림 4.1.12. (검정) 관측과 GRIMs 모형의 (초록) CLIM, (빨강) FREE, (파... 51

그림 4.2.1. (위) 관측의 겨울철 MJO 활동성과 (아래) GRIMs 42년... 52

그림 4.2.2. (위) 관측과 (아래) GRIMs 42년 장기 적분 실험에서의 EQ... 53

그림 4.2.3. (검정) 관측과 (회색) GRIMs 42년 장기 적분 실험에서의 해양 대륙 지역 평... 54

그림 4.2.4. GRIMs 모형에서 나타난 (왼쪽) EQBO 겨울철과 (오른쪽) WQBO 겨울... 55

그림 4.2.5. GRIMs 장기 적분에서 나타나는 MJO의 위상에 따른 (파랑) EQBO 겨울철과... 56

그림 5.1.1. 1979년부터 2019년까지 한반도 지표기온과 QBO 간의 회귀분석 결과 58

그림 5.1.2. 관측에서 나타난 3월 (왼쪽) 동서평균 된 동서방향 바람과 (오른쪽) 동... 59

그림 5.1.3. 관측과 GloSea6 모형의 2007년 2월 1일 초기화 실험에서 나타난 (위)... 60

그림 5.1.4. 관측과 GloSea6 모형의 2007년 2월 1일 초기화 실험에서 나타난 (위)... 61

그림 5.1.5. GloSea6 모형의 1993년부터 2016년까지의 2월 1일 초기화 된 기후예... 62

그림 5.2.1. 관측과 GRIMs 모형에서 1979년부터 2020년까지의 3월 (위) 동서평균... 64

그림 5.2.2. 관측에서 서로 다른 두 기간에 대한 (왼쪽)... 66

그림 6.1.1. GloSea6 모형 2007년 12월 1일 초기화 실험에서 겨울철 평균된 동서평... 68

그림 6.1.2. GloSea6 모형 2007년 12월 1일 초기화 실험에서 겨울철 평균된 Eliass... 69

그림 6.1.3. GloSea6 모형 2007년 12월 1일 초기화 실험에서 겨울철 평균된 파동... 71

그림 6.1.4. GloSea6 모형(중앙) 및 GRIMs 모형(오른쪽) 2007년 12월 1일 초기... 72

그림 6.1.5. GloSea6 모형(중앙) 및 GRIMs 모형(오른쪽) 2007년 12월 1일 초기... 73

그림 6.1.6. GloSea6 모형(중앙) 및 GRIMs 모형(오른쪽) 2007년 12월 1일 초기... 74

그림 6.2.1. (왼쪽 상단) GloSea6 모형 2007년 12월 1일 초기화 실험의 앙상블 평... 75

그림 6.2.2. (좌측 상단) GloSea6 모형 2007년 12월 1일 초기화 실험의 앙상블 평... 76

그림 6.2.3. 관측 및 GloSea6 모형 2007년 12월 1일 초기화 실험의 앙상블 평균 결... 77

그림 6.2.4. (왼쪽) GloSea6 모형 및 (오른쪽) GRIMs 모형 2007년 12월 1일 초기... 78

그림 6.2.5. (왼쪽) GloSea6 모형 및 (오른쪽) GRIMs 모형 2007년 12월 1일 초기... 79

그림 6.2.6. 관측 및 GRIMs 모형 2007년 12월 1일 초기화 실험의 앙상블 평균 결... 80

그림 6.3.1. 관측, GloSea6 모형 및 GRIMs 모형에서의 겨울철(12~1월) 평균된 동... 81

그림 6.3.2. 관측, GloSea6 모형 및 GRIMs 모형에서의 겨울철(12~1월) 평균된 동... 82

그림 6.3.3. 관측, GloSea6 모형 및 GRIMs 모형에서의 겨울철(12~1월) 평균된 파... 83

그림 6.3.4. 관측, GloSea6 모형 및 GRIMs 모형에서의 고위도(55-65N) 평균된 동... 84

그림 6.3.5. 관측, GloSea6 모형 및 GRIMs 모형에서의 중·고위도(45-75N) 평균... 84

그림 6.3.6. 관측, GloSea6 모형 및 GRIMs 모형에서의 QBO 위상에 따른 SSW 발... 85

제2세부과제 : 기후예측시스템(GloSea6) 지면 인자의 동아시아 예측 정량 평가와 보정 기술 개발 95

그림 2.1.1. 대기 변수 증분(increment)을 적용한 동아시아 영역 101

그림 2.1.2. 850hPa 상하 바람에 대한 매 시간 모델 자료동화(ASM) 결과와... 102

그림 2.1.3. 850hPa 온위에 대한 매 시간 모델 자료동화(ASM) 결과와 재분석... 103

그림 2.1.4. 850hPa 비습에 대한 매 시간 모델 자료동화(ASM) 결과와 재분석... 103

그림 2.1.5. 850hPa 상하 바람에 대한 제어 실험(CTL), 전지구 증분 실험(GLO)... 104

그림 2.1.6. 850hPa 온위에 대한 제어 실험(CTL), 전지구 증분 실험(GLO) 및... 104

그림 2.1.7. 850hPa 비습에 대한 제어 실험(CTL), 전지구 증분 실험(GLO) 및... 105

그림 2.1.8. 적분 날짜 별 상하 바람, 온위, 비습에 대한 전지구 증분 실험(왼)과... 106

그림 2.1.1. 시베리아 지역(55-75N, 70-120E)의 4월 평균 지표면 온도(Surface Air T... 107

그림 2.1.2. 남한 지역 4월 평균 925hPa 기온 편차 시계열 108

그림 2.1.3. 북반구 지역 2020년 4월 (a) 해수면 온도 편차, (b) 500hPa 지위고도... 109

그림 2.1.4. 지역 재현 실험에서 사용된 영역 111

그림 2.1.5. 2020년 4월 14-27일 동안의 500hPa 지위고도 편차(색) 및 WAF(녹색 화... 112

그림 2.1.6. 2020년 4월 14-27일 동안의 지표온도 편차(색). 빗금친 부분은 2020년 4... 112

그림 2.1.7. 2020년 4월 14-27일 동안의 50-65N 평균된 연직 단면 지위고... 114

그림 2.1.8. 각 실험에서 재현된 시베리아 기온 및 한반도 기온 편차 115

그림 2.1.9. 전국의 과거 연도별 장마철 누적 강수량(막대) 및 강수일수 시계열(붉은 실선) 116

그림 2.1.10. (왼쪽)2020년 7월 북극 해빙 아노말리(음양), 2020년의 해빙 면... 116

그림 2.1.11. 2020년 7월 500hPa의 지위고도 아노말리... 117

그림 2.1.12. 지역 재현 실험에서 사용된 영역 118

그림 2.1.13. 2020년 7월 관측, 재현, 관측 재현 차이 강수량(음영), 수분 유속(화살표),... 119

그림 2.1.14. 재현 실험별 강수량(음영), 수분 유속(화살표) 120

그림 2.1.15. 재현 실험들의 목표 지역(그림 2.1.14.의 빨간색 상자)의 평균 강수량, 평... 121

그림 2.1.16. 500hPa 지위고도 아노말리(등고선), 200hPa 기온 아노말리(음영) 122

그림 3.1.1. 관측, 예측의 아노말리 강수량(음영), 수분 유속(화살표)과 그 차이 123

그림 3.1.2. 관측과 예측의 500hPa 지위고도, 1000hPa 기온, 200hPa 동서바람 아노말리... 124

그림 3.2.1. 재현 실험 시스템 모식도 126

그림 3.2.2. 850hPa 기온 및 비습, 200hPa 동서바람 기후적 재현 실험 결과 및 ERA... 127

그림 3.2.3. 1000hPa 기온, 850hPa 비습, 200hPa 동서바람에서 2020년 예측장과 재현... 128

그림 4.1.1. 동서바람과 비습의 예측과 MERRA-2의 차이, TBC와... 132

그림 4.1.2. 겨울철과 여름철 강수량의 재현과 관측의 차이, 예... 133

그림 4.1.3. 기후적 재현 실험을 통해 생산된 증분(회색 점선), 평균한 TB... 134

그림 4.2.1. 200hPa 동서바람, 남북바람과 1000hPa 기온, 850hPa 비습의 TBC 예측과... 137

그림 4.2.2. (위) 전지구 지역과 (아래) 아시아 지역의 1000hPa 기온과 850hPa 비습 RMS... 138

그림 4.2.3. 동서바람과 비습의 예측과 ERA5의 차이, TBC와 ERA5의 차이, 그리고 TBC... 139

그림 4.2.4. 강수량과 수분 유속, 500hPa 지위고도의 관측과 TBC 그리고 TBC와 예측... 140

제3세부과제 : 저해상도 GloSea 기반 열대 대양-동아시아 기후 민감도 예측 체계 개발 및 예측 성능 평가 146

그림 1.1.1. 열대 대양 간 상호작용 모식도 151

그림 1.1.2. Schematic representation of the major SST anomalies and atmosph... 152

그림 3.1.1. 열대 대서양 부분 해수면 온도 너징 민감도 실험 디자인 156

그림 3.2.1. 겨울철 Nino3.4 및 여름철 ATL3 시계열 157

그림 3.2.2. 재분석장과 PACE_A 실험 간의 겨울철 Nino3.4 지역 Association Stren... 158

그림 3.2.3. Good case과 Bad case에 따른 Atlantic Nino phase 분류 159

그림 3.2.4. 여름철 Atlantic Nino 지수에 대한 계절 별 회귀분석 160

그림 3.2.5. Good case의 해수면 온도 아노말리 합성장 161

그림 3.2.6. Good case의 강수 아노말리 합성장 162

그림 3.2.7. Bad case의 해수면 온도 아노말리 합성장 163

그림 3.2.8. Bad case의 강수 아노말리 합성장 164

그림 3.3.1. 여름철 열대 북대서양 및 열대 남대서양 해수면 온도 지수에 대한 강수 회... 165

그림 3.3.2. 여름철(JJAO) 재분석장과 PACE_A 실험의 평균 강수장 167

그림 4.1.1. 열대 인도양 부분 해수면 온도 너징 민감도 실험 디자인 168

그림 4.2.1. 겨울철 Nino3.4 및 WIO(Western Indian Ocean) 시계열 169

그림 4.2.2. 재분석장과 PACE_I 실험 간의 겨울철 Nino3.4 지역 Association Stren... 170

그림 4.2.3. PACE_I의 예측 성공 및 실패 사례의 해수면 온도 변동성 차이 170

그림 4.2.4. Composites of SST anomalies for (left) the WISST and (right) the... 171

그림 4.2.5. Good case와 Bad case에 따른 겨울철 WIO phase 분류 172

그림 4.2.6. Positive WIO 해수면 온도 아노말리 합성장 174

그림 4.2.7. Negative WIO 해수면 온도 아노말리 합성장 175

그림 4.2.8. Positive WIO 강수 및 850hPa 바람장 아노말리 합성장 176

그림 4.2.9. Negative WIO 강수 및 850hPa 바람장 아노말리 합성장 176

그림 4.2.10. WIO 지역의 해수면 온도 아노말리와 강수 아노말리 간의 산점도 분석 177

그림 4.2.11. pWIO 및 nWIO 사례에서 나타나는 겨울철 WIO SST 아노말리에 대한... 178

그림 4.2.11. pWIO 및 nWIO 사례에서 나타나는 겨울철 WIO Pr 아노말리에 대한 열... 179

그림 5.1.1. 열대 대양 부분 해수면 온도 처방 실험과 재분석장 간의 계절 별 T2M 상관관계 180

그림 5.1.2. 열대 대양 부분 해수면 온도 처방 실험과 재분석장 간의 계절 별 precipit... 181

그림 5.2.1. 겨울철 IOBM 지수에 회귀분석 된 후속 봄철 T2M 아노말리 반응 182

그림 5.2.2. 겨울철 IOBM 지수에 회귀분석 된 후속 봄철 강수 아노말리 반응 183

그림 5.3.1. Regression maps of SST(contour, ℃), precipitation(shaded, mm... 184

그림 5.3.2. 여름철 TAtlSST 지수에 회귀 분석 된 T2M 아노말리 반응 185

그림 5.3.3. 여름철 TAtlSST 지수에 회귀 분석 된 강수 아노말리 반응 186

그림 5.3.4. 여름철 TAtlSST 지수에 회귀 분석 된 850hPa stream function 반응 187

그림 6.1.1. 열대 대양 과거 재현 실험 디자인 188

그림 6.2.1. 재분석장과 각 실험 간 Lead1~Lead3 해수면 온도 ACC skill 189

그림 6.2.2. 재분석장과 각 실험 간 Lead4~Lead6 해수면 온도 ACC skill 189

그림 6.2.3. GPCPv2.3 재분석장과 각 실험 간 Lead1~Lead3 해수면 온도 ACC skill 190

그림 6.2.3. GPCPv2.3 재분석장과 각 실험 간 Lead4~Lead6 해수면 온도 ACC skill 190