초기 및 경계조건의 기온이 태풍 강우 최대화에 미치는 영향 분석

Analysis of Influence of Air Temperature of Initial and Boundary Conditions on Typhoon Rainfall Maximization

본 연구는 기후변화에 따른 극한강우 시나리오 생성을 위한 사전 연구로써, 기상모델을 이용하여 초기 및 경계조건 변경에 따른 태풍 강우 모의의 민감도를 분석하였다. National Centers for Environmental Prediction (NCEP)에서 제공하는 전 지구 분석 자료인 Final Operational Model Global Tropospheric Analyses 자료 및 해수면온도 자료, 기상청에서 제공하는 지상 관측 자료 등을 입력 자료로 사용하여 물리기반 수치 기상모델인 Weather Research and Forecast (WRF) 모델을 통해 태풍 매미를 재현하였다. 재현된 태풍 매미를 기반으로, WRF 모델의 초기 및 경계조건의 기온을 변경하여 태풍을 재모의 하였다. 총 3개의 도메인으로 구성된 초기 및 경계조건의 기상 변수 중 기온을 0.5 ℃ 간격으로 일정하게 증가(0.5 - 5.0℃ 증가)하는 것으로 시나리오를 구성하였으며, 이때 3번째 도메인의 하단(남해안 지역)의 상대습도를 100 %로 설정하였다. 그 후, 태풍 매미의 최대 강우발생 지역인 남해시를 중심으로 면적별 지속시간별 최대강우량을 살펴보았다. 그 결과, 초기 및 경계조건의 기온을 증가시켰을 때, 한반도 전체의 강우의 발생량이 증가하였으며 강우의 발생시간을 앞당겨 남해상에 다량의 강우를 발생시키는 것으로 나타났다. 또한 기온 증가 시나리오에 따라서 분석한 결과, 초기 및 경계조건의 기온을 선형적으로 증가시키더라도 특정 지역의 강우발생량이 선형적으로 증가하지는 않는 것으로 나타났다. 이는 WRF 모델 구동 시 대기의 비선형성을 고려한 결과로 판단된다. 남해 지점의 27㎢ 면적의 지속시간(1, 2, 4, 6, 8, 12, 18, 24, 48, 72-hour) 별 최대강우량을 확인하였을 때, 기온 0.5 ℃ 증가 시 가장 큰 강우량이 발생하였으며, 두 번째로 1.5 ℃ 증가 시 큰 강우량이 발생하였다. 이에 반하여 4.0 ℃ 증가 시 남해 지점의 태풍 최대화에 가장 적은 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 남해 지점의 Probable Maximum Precipitation (PMP)와 비교한 결과 각 시나리오에 따른 결과는 해당 지역의 PMP의 절반에도 못 미치는 것으로 나타났다. 이는 특정 지점의 태풍 강우 최대화를 위해서는 기온의 무조건적인 증가는 큰 의미가 없는 것으로 해석되며, 적절하고 타당한 증가량을 설정하여 최대화에 반영할 필요가 있다. 또한, 기온 및 상대습도의 증가만으로는 PMP에 근접하는 강우를 생성하지 못하며 추가적으로 수온과 같은 기온 이외의 기상 요소를 함께 고려한 추가적인 연구가 필요할 것이다.