기후변화에 따른 지류 하천의 시공간적 기온-수질 탄성도 영향 평가

Spatio-temporal Evaluation of Air Temperature-Water Quality Elasticity in Tributary Streams According To Climate Change

탄성도는 하나의 변수 변화에 따른 다른 변수의 변화되는 양상을 정량적인 수치로 해석하는 통계적 기법으로 상관성 분석 이상의 정보를 제공하여 기후변화 연구에 다양하게 활용하고 있다. 본 연구에서는 낙동강 주요 지류를 대상으로 기온과 수질 자료를 이용하여 탄성도를 산정하고 기온에 대한 수질의 민감도 분석을 수행하였다. 또한, T-Test 결과를 이용하여 탄성도에 대한 신뢰구간을 산정하고 탄성도의 유효성을 검토하였다. 탄성도의 강도는 여름 > 가을 > 봄> 겨울 순으로 높은 강도를 나타내고 있으며 방향은 음과 양의 탄성도가 함께 있는 지역적 특성을 나타내고 있다. 월별 관측자료를대상으로 계층적 군집 분석을 수행 후 5개 군집으로 분류하였으며 평행좌표 그래프를 이용하여 군집 별 특성을 시각적으로 분석하였다. 주요 지류의 경우 인구밀도가 상대적으로 높고 주변에 하수처리장, 소규모 축사, 농업 활동 등의 복잡한영향 인자로 인해 기온 탄성도의 방향과 강도는 지역적 특성을 나타내고 있다. 특히, TP의 경우 기온변화에 따른 조류성장과 사멸로 발생하는 생태계의 영양물질 순환에 따라 큰 지역적 변동성을 나타내고 있다. 낙동강 주요 지류의 기온 탄성도는 약 이상이고 유의수준 5%에서 타당하므로 기온변화에 따른 수질 변동이 존재하는 것으로 분석되었다.

Elasticity is a statistical technique that interprets the changing pattern of another variable according to a change in one variable as a quantitative numerical value and provides more information than correlation analysis and is widely used in climate change research. In this study the elasticity was calculated and sensitivity analysis was performed using air temperature and water quality data of the major tributaries of the Nakdong River. In addition the confidence interval for the elasticity was calculated using the T-Test and the validity of the elasticity was examined. The strength of elasticity shows high strength in the order of summer>fall>spring>winter and the direction shows regional characteristics with both negative and positive elasticity. After performing hierarchical cluster analysis on monthly observation data they were classified into 5 clusters and the characteristics of each cluster were visually analyzed using a parallel coordinate graph. The direction and intensity of the air temperature elasticity show regional characteristics due to the relatively high population density and complex influencing factors such as sewage treatment plants, small-scale livestock houses and agricultural activities. In the case of TP it shows great regional variability according to the circulation of nutrients in the ecosystem caused by algae growth and death according to temperature changes. Since the air temperature elasticity of the major tributaries of the Nakdong River is over weak and is valid at the significance level of 5%, it was analyzed that there is a change in water quality according to the air temperature change.