해양기후 3개월 시범 전망 및 평가

Abstract

해양기후란 전지구 또는 특정 해역에서의 해양 환경 및 해양 생태계의 일정기간 평균 상태를 말한다. 한국해양과학기술원(KIOST) 해양기후예측센터(OCPC)에서는 해면수온, 해상기온 등과 같은 해양기후 핵심변수에 대해서 미국 NOAA/NCEP의 CFSv2 계절예측시스템 결과를 매월 분석하여 전지구 및 우리나라 주변 해역에 대한 향후 3개월 평균 편차를 평년대비 3분위(높음, 비슷함, 낮음)로 평가하여 전망하고 있다. 본 연구에서는 독자적인 해양기후 중기(~수개월) 진단 및 전망 기술 확보를 위하여 지구시스템모형(KIOST-ESM)을 기반으로 한 파일럿 해양기후 계절예측시스템(KOSMOS-p)을 수립하고 이를 시범적으로 적용한 결과를 소개한다. 계절예측시스템의 목표는 월평균 해양기후 핵심변수에 대한 향후 3~6개월 정도의 예측결과를 생산하는 것이다. KOSMOS-p 시스템은 지표온도 및 해면수온을 기반으로 초기화하고 해양-대기-해빙-지표가 결합된 형태로 당월 포함 6개월 예측 자료를 생산하도록 설계하였다. KOSMOS-p 시스템의 시범 적용 및 성능 평가를 위해서 해면수온과 해상기온을 대상으로 한 3개월 전망 결과를 OCPC의 해양기후 분석정보에서 사용하는 위성 및 재분석 자료(이하 분석자료)와 비교하였다. 해면수온의 경우 모형 계산값이 우리나라 주변해역에서 여름철에 과소 모의하는 경향이 대표적인 계통오차로 나타났으며, 이를 보정하기 위한 방법으로 분석자료와의 오차 최소화를 위한 선형관계식을 적용하는 방법을 개발하였다. 또한 선형관계식을 수립하는 데 있어서 사용한 자료의 기간과 예측 기간에 따른 민감도를 분석하였다. 2021년 9월부터 2022년 8월까지 시범 적용한 결과 지역해 평균값에 대해서는 CFSv2를 기반으로 한 OCPC의 전망 결과와 비슷한 예측성을 보이는 것으로 나타났다. 해양기후에 대한 중기 예측성을 높이기 위해서는 계절예측시스템의 역학 모형 개선과 새로운 보정 기법의 개발이 필요하며 정기적인 예측성 평가를 통한 지속적인 시스템 업그레이드가 중요하다.