Impact of Urbanization on Climate Change in Korea, 1973-2002

Sung-Nam Oh; Yeon-Hee Kim; Myung-Suk Hyun

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자료유형: 학술저널

저자정보: Sung-Nam Oh Yeon-Hee Kim Myung-Suk Hyun

저널정보: 한국기상학회 Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences JOURNAL OF THE KOREAN METEOROLOGICAL SOCIETY Vol.40 No.6

발행연도: 2004.12

수록면: 725 - 740 (16page)

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본 연구의 목적은 장기간 한반도의 지표기온 변화에 미치는 지구온난화와 도시화 효과를 구별하고 기후변화에 미치는 도시화 효과에 따른 실제 기온 상승값을 산정하여 보는 것이다. 기후변화에 미치는 인위적 영향은 온실기체 방출과 도시화와 같은 지표의 이용도 변화 등이다. 그러나 이들 두 효과는 다같이 기온의 증가현상을 보여주기 때문에 분리하는 것이 용이하지 않다. 도시화 효과를 산정하기 위하여 지금까지 대부분 연구에서는 도시와 주위의 농촌 지역의 기온 변화 등과 비교하여 왔다. 그러나 비교에 사용된 자료의 특성에 따라 결과는 상당히 달라진다. 일반적으로 지구온난화 효과는 수치모형의 구현에서 잘 모사되어 왔으나 지표변화와, 인구, 자동차 등 기후를 지배하는 인자의 변화 영향 에 대한 모사능이 부족하여 실제와 다르게 나타나고 있다. 그러나 장기간의 기온상승에 따른 지구온난화에 대한 변동의 진단에는 매우 효과적이다. 이 점에 착안하여 본 연구에서는 과거 50년 기간의 전구 기후 재분석 모형 기온 값이 실제 관측된 기온 값과 차이가 있음을 이용하였다. 따라서 1973년에서 2002년까지 과거 30년 기간의 남한의 5대 도시와 인접 농촌 지역의 기상청 기온 측정값을 이용하여 그 차이를 분석하였다. 분석에 이용된 미국 기상연구소 NCEP 50년 재분석 기온 값은 한반도의 격자 구간내의 관측 범위 내에서 비교 되었다. 그 결과 NCEP 재분석 기온 값은 도시 및 농촌 지역에서 관측된 값과 좋은 시간별 변동 경향의 일치성을 보였으나 10년 기간 변동에는 다소의 차이를 보였다. 30년 기간 관측 결과 서울 등 도시지역은 1.39℃ 기온 상승은 증가 추세 경향을 보인 반면 추풍령 등 농촌 지역은 0.43℃ 증가 추세를 보였다. NCEP 재분석과의 차이로부터 구한 도시화 효과 만에 의한 기온은 5대 도시 지역에 30년 기간 동안 0.44℃-0.86℃ 범위의 증가를 보였고 반면 농촌 지역에서는 증가현상이 보이지 않음으로서 도시화 효과를 지구온난화와 구별할 수 있다. 도시화효과의 기온 상승을 보충적으로 파악하기 위해서 도시 기온의 시공간별 경험적 직교함수(EOF)를 구하여 분석하였다. 한반도 5대 도시지역의 도시화 효과와 지구 온난화에 의한 기온 변화는 83.6%의 시계열 일차 지배 영역을 보여 4.8%의 이차 지배 영역보다 크게 나타나 도시화 효과의 영향을 뚜렷이 보였다.

The objective of the study is to separate the long-term trend of surface air temperature of global warming from urbanization and to find the actual temperature increase from urbanization in Korean peninsula. The most important anthropogenic influences on climate are the emission of greenhouse gases and land use such as urbanization. But it has been difficult to separate these two influences because both tend to increase the daily mean surface air temperature. The urban temperature has been compared with observations in cities with those in surrounding rural areas, but results differ significantly depending on what data are used. In general, a numerical model well describes global warming but it is insensitive to surface observations such as the urban climate characteristics come from land cover, population, and vehicles, etc. However long-term surface air temperature increase patterns that have been generated the numerical model simulation could be recognized as evidence of global warming. Here we used the difference between trends in observed surface air temperatures in Korean peninsula and the corresponding trends in a reconstruction of surface temperatures determined from a reanalysis of global weather over the past 50 years. For the data analysis, the daily air temperature observations of the Korea Meteorological Administration (KMA) during the time period from 1973 and 2002 were used at the five rural sites and five cities. The 50-year re-analysis surface air temperatures of National Center for Environmental Prediction (NCEP) were used to compare with the observations in the grid of the Korean climate domain. The results showed that for the 30-years period, there are in good agreements between observations and NCEP reanalysis in the temperature trends at the major cities and rural areas; however, decadal trends show differences between observation and NCEP reanalysis. The analyses reflect the fact that the urban area is experiencing the high rate of temperature increase with 1.39℃ of regression value at the urban area, Seoul, and 0.43℃ at the rural site, Chupungnyeong during the period of 30 years. The temperature due to the urbanization only showed the increase in the range between 0.44℃ and 0.86℃, and the observed decrease in diurnal temperature range at five of urban areas during the 30 years period. For more understanding the Empirical Orthogonal Function (EOF) analysis was performed to find the dominant modes of temperature variability in the Korean urban area. In the analysis using temperature data averaged for each year in the 30-years period, the first EOF explained with 83.6% of the total variance and is a major temperature variation mode due to the impact of urbanization and global warming. The second EOF, whose horizontal structure showed positive values in the urban area and negative in the other area, explains 4.8% of the total variance. This mode is related to the temperature increase effect. In the analysis using temperature anomalies data, the leading four modes explain 70.4% of the total variance. The first EOF reflects the impact of urbanization on climate change in Korea.

#Urbanization #climate change #NCEP/NCAR reanalysis #global warming도시화 #기후 변화 #NCEP/NCAR 재분석자료 #지구 온난화

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[학술지(정기간행물)] - / 2004 / Impact of land-use change and urbanization on climate Society

[학술지(정기간행물)] - / 1998 / Preliminary assessment of impacts of global change on Asia Asian change in the context of clobal climate change : 308 ~ 342

[학술지(정기간행물)] - / 1996 / The influence of land use/land cover on climatological values of the diurnal temperature range 9, : 2941 ~ 2944

[학술지(정기간행물)] - / 2001 / The Scientific Basis

[학술지(정기간행물)] - / 2003 / Impact of urbanization and land-use change on climate 423 : 528 ~ 531

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