CSEOF 분석을 이용한 동아시아 사막화 영향 평가

Assessment of Desertification in East Asia using Cyclostationary Empirical Orthogonal Function

본 연구에서는 지표수문해석모형의 토양수분 모의 결과를 이용하여 동아시아 주요 국가에 사막화 현상이 어떻게 이루어져가고 있는지 평가하였다. 특히, 토양수분 모의 결과에 CSEOF 분석을 적용하여 주요 성분(principle component)을 추출한 후 이를 관측 자료의 주요 성분과 비교하여, 사막화의 영향 범위를 분석하고 사막화 현상을 정량적으로 평가하였다. 토양수분 모의 결과는 국내 적용성이 검증된 VIC (Variable Infiltration Capacity) 모형을 통해 모의되었으며, 관측 자료는 ESA (European Space Agency)에서 제공하는 위성관측 토양수분을 이용하였다. 토양수분 모의 결과와 관측 자료는 모두 동아시아 주요 국가에 대한 월 토양수분이며, 모의결과와 관측자료가 동시에 가용한 1985~2013년을 대상 기간으로 하였다. 주요 성분에 대한 평가는 두 성분사이의 상관관계를 나타내는 pattern correlation과 두 성분 사이의 차이를 나타내는 NRMSE (Nomalized Root Mean Square Error)를 이용하여 수행하였다. Pattern correlation과 NRMSE를 이용하여 동아시아 주요 국가에 사막화가 미치는 영향을 평가해본 결과, 몽골과 중국에 사막화가 급격하게 진행되는 위치를 파악할 수 있었다. 아울러 남한과 일본에도 지구온난화의 영향을 받아 토양수분의 경향이 바뀌고 있는 위치 또한 알 수 있었다. 향후, 다양한 토양수분 모의 결과에 대한 분석 방법이 개발된다면, 보다 다각적인 측면에서 사막화의 영향을 평가할 수 있을 것으로 기대한다.