KIOST 지구시스템 모델을 활용한 재분석 자료 생산

Abstract

KIOST에서는 미국 GFDL에서 개발한 CM2.5 모델을 기반으로 새로운 지구시스템 모델을 개발한 바 있다. 해당 모델은 대기, 해양, 해빙, 육지 개발 모형들로 이루어져 있는데, FMS 접합자를 통해 각 성분 모형 간 교환이 이루어지도록 설계되어 있다. 과거 KIOST 지구시스템 모형을 활용하여 전지구 기후 재분석 자료를 생산한 바 있으나, 재분석 자료의 해양 중층 아래의 초기장에서 상당한 고온 및 고염 bias가 발견되고 있으며, 이로 인해 관측 자료가 상대적으로 적은 심층에서의 자료 성능이 크게 떨어진다는 문제가 있었다. 이를 해결하기 위해, 해양 전 층에 걸쳐 EN4 수온 및 염분의 수 년에 걸친 반복적인 자료동화 적용을 통해 모델의 1947년에 해당하는 초기장을 새롭게 생성하였고, 앙상블 최적 내삽 기법을 통해 인공위성 해표면 수온(NCDC OISST) 및 GTSPP 수온/염분 프로파일의 자료동화를 적용하여 새로운 전지구 기후 재분석 자료를 생산할 예정이다. 현재 자료동화 시스템에서는 대기 자료동화를 고려하지 않고 해양에서의 자료동화만을 수행하지만, 모델 내부의 해양-대기 상호작용을 통해 해양장의 개선효과가 대기장의 개선으로도 이어질 것으로 기대하고 있다. 본 연구에서는 전세계적으로 많이 사용되고 있는 전지구 해양 재분석 자료들과 더불어 KIOST에서 생산한 과거 전지구 재분석 자료들과 새 재분석 자료의 성능 비교를 수행할 예정이다. 특히 KIOST 지구시스템 모델에서는 타 기관에서 개발된 모형들에 비해 남빙양의 고수온 bias가 개선었고, 엘니뇨나 MJO (Madden-Julian Oscillation)와 같은 적도에서의 변동성이 보다 잘 표현되고 있어, 새로운 재분석 자료는 기존 재분석 자료들에 비해 나은 성능을 보여줄 것으로 기대하고 있다.