기후변화를 고려한 미래 목표연도 확률강우량의 앙상블 예측

Abstract

본 연구는 기후변화를 고려하여 목표연도 설계강우량을 산정하기 위해서 확률분포함수의 모수와 GCMs(Global Circulation Models)을 통해 모의된 연강수량, 그리고 관측된 연최대강우량 사이의 관계를 이용하여 앙상블 확률강우량을 산정하는 방법을제안하였다. 목표연도 확률분포함수의 모수는 연강수량을 기후변화의 외부인자로 반영하여 회귀모형에 의해 추정된다. 본 연구에서 제안된 방법은 기후변화 시나리오와 GCM 모형에 따른 불확실성을 고려하여 우리나라 10개 지점에 대해서 설계목표연도인 2020년과 2030년의 확률강우량(지속기간 24시간)을 산정하는데 적용되었다. 그 결과, 강릉, 대전, 서울, 속초 등의 지점은설계목표연도에서의 확률강우량이 현재(2009년)보다 크게 증가하는 것으로 나타났으며, 광주, 서산, 제주의 경우는 비교적 큰 차이가 나타나지 않았다. 부산, 목포, 대구 등은 목표연도 확률강우량이 현재보다 작게 산정되었다. 이러한 결과는 각 지점에서관측된 연최대강우시계열의 추세성분이 확률강우량 산정과정에 반영된 것으로 판단된다. 본 연구가 제안하는 설계목표연도 확률강우량 산정법은 기후변화의 영향을 고려하여 10년 후의 목표연도 확률강우량을 산정할 수 있으며, 이러한 확률강우량은 수공구조물 계획 및 설계 시 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

This study proposed a practical approach to estimate design rainfalls that can be applied to design reference year using the relationships among distribution parameters, annual rainfalls estimated from GCMs(Global Circulation Models), and annual maximum rainfalls observed at gauging stations, leading to consider climate change. The highlight of this study is to estimate distribution parameters through regression models with annual rainfalls as a causal factor. The proposed model was applied to estimated ensemble design rainfalls with 24-hr duration in built-up design reference years of 2020 and 2030 at 10 stations considering the uncertainty induced by emission scenarios and GCMs. The overall results indicated that the design rainfalls of Gangneung, Daejeon, Seoul, and Sokcho in 2020 and 2030 are higher than those in 2009(assumed as the current), the design rainfalls of Gwangju, Seosan, and Jeju in 2020 and 2030 are very close to the current, and the design rainfalls of Busan, Mokpo, and Daegu in 2020 and 2030 are lower than the current. It is considered that the trend component of the annual maximum rainfalls is incorporated into the process of estimating design rainfalls. The proposed method can provide design rainfalls in the next 10 more years in which the effect of climate change is reflected, and thus may suggest useful reference or alternatives for the hydrologic plan and management.