CMIP5 모형에서 나타난 PDO 모의 성능의 향상

Abstract

본 연구에서는 CMIP3, CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project Phases 3, 5)모형이 관측자료에 나타난 PDO를 얼마나 잘 모사하는지 비교함으로써 모형의 과거/현재기후 모사 성능을 평가하고자 한다. PDO는 기후변동성을 이해하는데 필요한 요소로서 북태평양의 기압, 편서풍, 해양생태계에 영향을 미치며, 겨울철 북태평양 해면 수온 아노말리를 이용한 경험직교함수 첫 번째 모드로 정의된다. 모형 자료로는 활용에 용이한 CMIP3 모형 21개, CMIP5 모형 20개를 선택하였고, 위경도 2.5도 x 2.5도로 재격자화하였다. 모형의 PDO 모의 능력을 평가하기 위한 관측 자료로는 ERSST를 사용하였다.1900~1998년 기간에 대해 모사된 PDO와 관측 자료에 나타난 PDO의 공간 상관계수를 계산한 결과, CMIP5 모형이 관측에 더 가까운 PDO 공간 분포를 보였다. 그 원인을 파악하기 위해 첫째로 PDO 발생에 영향을 주는 ENSO의 공간 분포 및 강도를 분석하였고, 둘째로 적도해역 수온변화에 따른 강수 민감도와 태평양-북미 패턴을 분석하였다. ENSO의 공간 분포 분석 결과, CMIP3 대비 CMIP5에서 모형-관측 간 공간 상관 계수가 더 높아졌고, 강도 또한 CMIP5 모형에서 관측에 더 가까워졌다. 또한 수온변화에 따른 강수 민감도에 대해 분석한 결과 CMIP3에 비해 CMIP5 모형에서 두 변수 사이의 선형 회귀선 기울기와 시계열 상관계수가 더 높아졌으며, PNA 분포 분석결과에서도 마찬가지로 모형-관측간의 공간 상관 계수가 더 높아졌다. 결론적으로, CMIP5 모형은 CMIP3 모형에 비해 ENSO의 공간 분포와 강도 및 적도 ENSO와 중위도 PDO 간의 원격상관을 더 잘 모사하므로 PDO를 관측더 가깝게 재현함을 시사한다.