해양생지화학 과정에 대한 지구시스템 모델의 기후모의 민감도 실험

Abstract

지구온난화와 기후변화에 의한 이상 기상 현상이 빈번해지고 있으며 이에 대처하기 위해 선진국을 중심으로 기후예측 시스템을 개발하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 국내에서도 기후변화에 대한 관심이 높고 기후변화에 따른 자연재해 저감 및 적응 방안을 도출하기 위한 연구가 진행되고 있다. 기후변화에 효과적으로 대처하기 위해서는 장기 기후예측 시스템의 개발이 필요하다. 장기 기후예측 시스템의 중요한 도구로서 지구시스템을 모의하기 위하여 GAIA 지구시스템 모델을 개발해 오고 있다. 본 연구에서는 해양의 생지화학 과정을 모의하기 위해 TOPAZ (Tracer in the Ocean with Allometric Zooplankton, Dunne et al., 2010)와 BLING (Biogeochemistry with Light Iroon Nutrients and Gasses, Galbraith et al., 2010) 모듈을 적용하여 각각의 모형에 대한 전지구 기후시스템에 대한 민감도 실험을 수행하였다. 각 모듈의 생지화학 과정에 대한 모의 성능을 진단하기 위하여 인산염과 클로로필의 모의 결과를 World Ocean Atlas의 관측값과 비교하였다. TOPAZ와 BLING 두 모형 모두 고위도 지역에서 인산염의 농도가 저평가된 경향이 있다. 그러나 전반적으로 TOPAZ는 고위도 지역을 제외하고 모든 지역에서 인산염의 농도가 고평가된 경향을 뚜렷 보이지만 BLING은 TOPAZ에 비해 기후평균적으로 관측에 가까운 분포를 나타낸다. 일반적으로 전지구적인 영양염 분포 및 클로로필 농도에서 BLING 이 다소 좋은 성능을 나타내는 것으로 평가되었다. 기후모의 성능을 진단하기 위하여 엘니뇨 지수(NINO3.4)에 대한 해수면 온도와 강수량의 회귀분석 결과를 비교 분석하였다. 해수면 온도에 대한 회귀분석 결과 BLING은 적도 방안을 도출하기 위한 연구가 진행되고 있다. 기후변화에 효과적으로 대처하기 위해서는 장기 기후예측 시스템의 개발이 필요하다. 장기 기후예측 시스템의 중요한 도구로서 지구시스템을 모의하기 위하여 GAIA 지구시스템 모델을 개발해 오고 있다. 본 연구에서는 해양의 생지화학 과정을 모의하기 위해 TOPAZ (Tracer in the Ocean with Allometric Zooplankton, Dunne et al., 2010)와 BLING (Biogeochemistry with Light Iroon Nutrients and Gasses, Galbraith et al., 2010) 모듈을 적용하여 각각의 모형에 대한 전지구 기후시스템에 대한 민감도 실험을 수행하였다. 각 모듈의 생지화학 과정에 대한 모의 성능을 진단하기 위하여 인산염과 클로로필의 모의 결과를 World Ocean Atlas의 관측값과 비교하였다. TOPAZ와 BLING 두 모형 모두 고위도 지역에서 인산염의 농도가 저평가된 경향이 있다. 그러나 전반적으로 TOPAZ는 고위도 지역을 제외하고 모든 지역에서 인산염의 농도가 고평가된 경향을 뚜렷 보이지만 BLING은 TOPAZ에 비해 기후평균적으로 관측에 가까운 분포를 나타낸다. 일반적으로 전지구적인 영양염 분포 및 클로로필 농도에서 BLING 이 다소 좋은 성능을 나타내는 것으로 평가되었다. 기후모의 성능을 진단하기 위하여 엘니뇨 지수(NINO3.4)에 대한 해수면 온도와 강수량의 회귀분석 결과를 비교 분석하였다. 해수면 온도에 대한 회귀분석 결과 BLING은 적도