한국 기후위기 평가보고서 2025 : 기후위기 과학적 근거

표제지 1

목차 3

서문 2

CHAPTER 01. 소개 29

1.1. 서론 30

1.1.1. 배경 30

1.1.2. 발간 목적 30

1.2. 보고서 발간 절차 및 구성 31

1.2.1. 발간 절차 31

1.2.2. 보고서 구성 32

1.2.3. 한국 기상학회의 역할 33

1.2.4. 기상청의 역할 33

1.2.5. IPCC 평가보고서와의 연계성 34

1.2.6. 한계점 38

1.3. 「한국 기후변화 평가보고서 2020」 요약 및 「한국 기후위기 평가보고서 2025」 주요 결과 38

1.3.1. 관측: 대기와 지표 38

1.3.2. 관측: 해양과 빙권 40

1.3.3. 고기후 기록에 의한 정보 42

1.3.4. 탄소순환과 기타 생지화학순환 43

1.3.5. 구름과 에어로졸 45

1.3.6. 인위적 및 자연적 복사강제력 46

1.3.7. 기후모델 평가 47

1.3.8. 기후변화 탐지 및 한반도 기상재해의 변화 48

1.3.9. 단기 및 장기 기후변화 전망 50

1.4. 참고문헌 52

CHAPTER 02. 관측: 대기와 지표 53

2.1. 서론 54

2.2. 대기조성 및 복사수지의 변화 55

2.2.1. 온실기체 변화 56

2.2.2. 반응성 기체 변화 58

2.2.3. 복사수지 변화 59

2.2.4. 토지 이용/피복 변화 61

2.3. 대규모 평균 기후 변화 63

2.3.1. 기온과 지표의 변화 63

2.3.2. 강수/수증기/증발산의 변화 68

2.3.3. 대기순환 변화 71

2.3.4. 해양의 변화 73

2.4. 기후변동모드의 변화 76

2.4.1. 몬순 76

2.4.2. 중위도 대기변동 모드 78

2.4.3. 대양 경년변동 80

2.4.4. 대양 장주기 변동 83

2.4.5. 극한현상 85

2.5. 결론 89

2.6. 참고문헌 91

CHAPTER 03. 관측: 해양 및 빙권 102

3.1. 서론 103

3.2. 해양 104

3.2.1. 해수 물성과 해양 순환 변화 104

3.2.2. 해수면과 해양 상층 구조 변화 107

3.2.3. 해양 극한 현상 109

3.2.4. 해양 생지화학 변화 114

3.3. 빙권 115

3.3.1. 극지 대기 변화 115

3.3.2. 북극-중위도 원격상관 117

3.3.3. 극지 해양 변화 118

3.3.4. 해빙 변화 121

3.3.5. 남극 빙상 및 빙붕 변화 123

3.3.6. 동토 변화 125

3.4. 결론 127

3.5. 참고문헌 128

CHAPTER 04. 고기후기록에 의한 정보 139

4.1. 서론 140

4.2. 화분에 의한 고기후 140

4.2.1. 화분에 의한 플라이스토세의 기후 140

4.2.2. 화분에 의한 홀로세의 기후 143

4.2.3. 화분에 의한 역사시대 기후 148

4.3. 동물화석에 의한 고기후 149

4.3.1. 동물에 의한 플라이스토세 기후 150

4.3.2. 동물에 의한 홀로세 기후 152

4.4. 연륜에 의한 고기후 153

4.4.1. 연대기 작성 154

4.4.2. 고기후 복원 인자 154

4.5. 고문헌에 의한 고기후 156

4.5.1. 고문헌에 의한 동아시아 고기후와 한반도 기후 157

4.5.2. 고문헌에 의한 조선 이전 시기의 고기후 분석 158

4.5.3. 고문헌에 의한 고기후 데이터 상세 분석 사례 159

4.6. 동굴생성물에 의한 고기후 160

4.7. 결론 161

4.8. 참고문헌 162

CHAPTER 05. 탄소순환과 기타 생지화학순환 166

5.1. 서론 167

5.2. 탄소 관측 및 모델링 167

5.2.1. 이산화탄소 지상 관측 167

5.2.2. 탄소 위성 관측 170

5.2.3. 탄소 모델링 173

5.3. 기후 시스템에서의 탄소순환 175

5.3.1. 산림생태계 탄소순환 175

5.3.2. 농경지 토양탄소 178

5.3.3. 담수 생태계 탄소순환 180

5.3.4. 해양 탄소 순환 183

5.4. 메탄 흡수배출 186

5.4.1. 산업/폐기물 메탄 186

5.4.2. 농경지 및 습지 메탄 189

5.5. 질소순환 195

5.5.1. 국내 생태계 아산화질소 배출 196

5.6. 미래 탄소 198

5.6.1. 전 지구 탄소 수지 변화 198

5.6.2. 동아시아 탄소 수지 변화 200

5.6.3. 한국의 미래 탄소 수지 변화 201

5.7. 결론 201

5.8. 참고문헌 202

CHAPTER 06. 구름과 에어로졸 218

6.1. 서론 219

6.2. 구름 219

6.2.1. 구름 관측 219

6.2.2. 수치 모형을 통한 구름 모의 223

6.3. 에어로졸 225

6.3.1. 에어로졸 관측 226

6.3.2. 모형을 통한 에어로졸 모의 234

6.4. 구름과 에어로졸의 상호작용 238

6.4.1. 구름과 에어로졸의 상호작용 관측 238

6.4.2. 모형을 통한 구름과 에어로졸의 상호작용 분석 240

6.5. 복사강제력과 유효복사강제력 241

6.5.1. 복사강제력과 유효복사강제력의 관측 241

6.5.2. 수치모형을 통한 복사강제력 산정 242

6.6. 강수변화의 과정 245

6.7. 결론 247

6.8. 참고문헌 248

CHAPTER 07. 인위적 및 자연적 복사강제력 260

7.1. 서론 261

7.2. 대류권 오존 263

7.2.1. 한반도 및 동아시아 오존 현황 263

7.2.2. 한반도 및 동아시아 오존 증가 원인 265

7.3. 인위적 복사강제력 267

7.3.1. 온실기체 267

7.3.2. 오존 및 성층권 수증기 268

7.3.3. 에어로졸 및 구름 영향 268

7.4. 자연적 복사강제력 272

7.4.1. 태양복사에 의한 복사강제력 272

7.4.2. 화산활동에 의한 복사강제력 273

7.5. 배출량 메트릭스 275

7.5.1. 주요 배출량 메트릭스 현황 및 계산의 개선점 276

7.5.2. 기후변화 유발 물질의 복사 특성 및 수명 277

7.5.3. 탄소 순환 반응 및 간접적인 기여 278

7.5.4. ERF의 시간 의존성 및 영향 278

7.5.5. 온실기체와 수명을 고려한 배출량 메트릭스 279

7.5.6. 배출 지표의 적용 280

7.6. 결론 280

7.7. 참고문헌 282

CHAPTER 08. 기후모델 평가 289

8.1. 서론 290

8.2. 전구기후모델 291

8.3. 지역기후모델 상세화 294

8.3.1. 현재기후 상세화 296

8.3.2. 미래기후 상세화 298

8.4. 고해상도 대류허용모델 300

8.5. 극한 현상 모의 306

8.6. 결론 317

8.7. 참고문헌 318

CHAPTER 09. 기후변화의 탐지 및 한반도 기상재해의 변화 321

9.1. 서론 322

9.2. 동아시아와 한반도 기온과 강수 변화 322

9.2.1. 방법론 322

9.2.2. 동아시아와 한반도 기후 변화 탐지 324

9.2.3. 소결론 326

9.3. 기후변동성 변화와 한반도 327

9.3.1. 엘니뇨와 한반도 기후 327

9.3.2. 동아시아 여름 몬순과 기후변동성 330

9.3.3. 동아시아 겨울 몬순과 기후변동성 332

9.3.4. 소결론 333

9.4. 한반도 기상재해의 변화 333

9.4.1. 폭염 333

9.4.2. 한파 341

9.4.3. 집중호우 345

9.4.4. 태풍 347

9.4.5. 가뭄 349

9.4.6. 소결론 351

9.5. 결론 352

9.6. 참고문헌 353

CHAPTER 10. 단기 및 장기 기후변화 전망 363

10.1. 서론 364

10.2. 대기와 지표 366

10.2.1. 지표온도 366

10.2.2. 강수 368

10.2.3. 극한 기후 지수 370

10.2.4. 온난화 수준별 변화 372

10.3. 해양과 빙권 372

10.3.1. 해양대순환 372

10.3.2. 해양생지화학과정 374

10.3.3. 빙권 375

10.3.4. 해수면상승 377

10.4. 결론 380

10.5. 참고문헌 381

참여 연구진 385

판권기 388

표 1.1. 연구결과의 신뢰도 평가(동의 수준)의 구분 32

표 1.2. 한국 기후위기 평가보고서 2025에 사용된 참고문헌 수 32

표 1.3. IPCC AR6와 AR5 평가보고서 관측에서 나타난 주요 기후변화 요소 비교 34

표 1.4. 기후변화에 대한 인간 영향의 AR5와 AR6 주요 결과 비교 35

표 1.5. IPCC AR6 종합보고서에 포함된 실무그룹 보고서와 특별보고서 36

표 1.6. IPCC 평가보고서와 「한국 기후 변화 평가 보고서」 구성 비교. 각 평가보고서의 1장인 서론 또는 소개는 구성 비교에서 제외하였다. 이 표에서 IPCC 평가보고서는... 37

표 2.1. 1880~2024년 전지구 평균 지표 기온(육지+해양)의 상위 10위 해와 1901~2000년 평균 대비 기온 편차(NOAA, 2024b) 64

표 2.2. 1973~2023년 45개 지점 우리나라 평균 지표 기온의 상위 10위 해(기상청, 2024a) 65

표 3.1. ARGO 자료에 근거한 동해 내 해역별 중층 수온 장기(2002~2019년) 변동률(JW, JE, YB, TB, North, South 각각은 일본분지 서부, 일본분지 동부, 야마토분지, 울릉분지,... 105

표 3.2. 지난 118년(1901~2018)년간 전지구 평균 해수면 변화 및 성분별 기여도(IPCC 2021, Table 9.5 발췌) 107

표 4.1. 산소동위원소 시기구분에 의한 후기 갱신세시기 동굴유적의 편년(조태섭, 2015) 150

표 6.1. 정지궤도 환경위성(GEMS)의 주요 산출 정보(Kim et al., 2020) 233

표 7.1. 선택된 온실기체에 대한 배출량 메트릭스와 물리적 특성(Masson-Delmotte et al., 2021) 278

표 10.1. 5개 지역기후모형의 앙상블 평균에서 나타나는 동아시아에서의 현재(1995~2014) 대비 21세기 중반(2041~2060)과 21세기 말(2081~2100)의 연평균온도와 연총강수량의 변화 367

표 10.2. 극한기후지수의 정의 370

그림 1.1. AR5와 AR6 미래 기후 변화 시나리오 비교 34

그림 2.1. 1984년부터 최근까지 전 지구 평균 이산화탄소 배경농도 장기 추이(WMO, 2024a) 56

그림 2.2. 2013~2024년의 기간 동안 안면도(AMY), 고산(GSN), 울릉도(ULD), 독도(DOK)의 이산화탄소 배경농도(국립기상과학원, 2025) 56

그림 2.3. 1984년부터 최근까지 전 지구 평균 메탄 배경농도 장기 추이(WMO, 2024a) 57

그림 2.4. 2013~2024년의 기간 동안 안면도(AMY), 고산(GSN), 울릉도(ULD), 독도(DOK)의 메탄 배경농도(국립기상과학원, 2025) 57

그림 2.5. 2013~2024년의 기간 동안 안면도(AMY), 고산(GSN), 울릉도(ULD)의 아산화질소 배경농도(국립기상과학원, 2025) 57

그림 2.6. 2013~2024년의 기간 동안 안면도(AMY), 고산(GSN), 울릉도(ULD), 전 지구(Global)의 육불화황 농도(국립기상과학원, 2025) 58

그림 2.7. 안면도(AMY)와 전지구의 (a) 염화불화탄소-11, (b) 염화불화탄소-12, (c) 염화불화탄소-113의 농도(국립기상과학원, 2025) 58

그림 2.8. 우리나라 평균 연별 오존 농도 장기 추이(국립환경과학원, 2023) 58

그림 2.9. 우리나라 평균 연별 일산화탄소 농도 장기 추이(국립환경과학원, 2023) 59

그림 2.10. 우리나라 평균 연별 이산화질소 농도 장기 추이(국립환경과학원, 2023) 59

그림 2.11. 우리나라 평균 연별 이산화황 농도 장기 추이(국립환경과학원, 2023) 59

그림 2.12. 2023년 (위) 안면도의 상향태양복사, (좌아래) 하향태양복사, (우아래) 고산의 하향태양복사 월변화(상자 선의 양끝은 5%, 95% 값, 상자양끝은 25%, 75% 값,... 60

그림 2.13. 2023년 (좌) 안면도의 하향지구복사, (우) 상향지구복사(상자 선의 양끝은 5%, 95% 값, 상자 양끝은 25%, 75% 값, 가운데 선은 중간값, 붉은색 점은 평균,... 60

그림 2.14. 안면도의 순복사 월변화(상자 선의 양끝은 5%, 95% 값, 상자 양끝은 25%, 75% 값, 가운데 선은 중간값, 붉은색 점은 평균, 회색점과 실선은 2013~2022년... 60

그림 2.15. 2022년도 GLC_FCS30D 자료기반의 전지구 토지피복 공간분포(Zhang et al., 2024) 61

그림 2.16. 2022년도 GLC_FCS30D 자료기반의 전지구 토지피복 공간분포(Zhang et al., 2024) 61

그림 2.17. (위) 2022년도 산림면적, (아래) 2000년도 대비 2022년도 산림면적 변화(Potapov et al., 2022) 62

그림 2.18. (위) 2022년도 농지면적, (아래) 2000년도 대비 2022년도 농지면적 변화(Potapov et al., 2022) 62

그림 2.19. (위) 2022년도 도심지역 면적, (아래) 2000년도 대비 2022년도 도심지역 면적 변화(Potapov et al., 2022) 63

그림 2.20. 미국, 일본, 유럽 및 영국 6개 기관에서 제공된 1850~2023년까지 전지구 평균 지표 기온(지표 기온+해수면온도) 편차(1850~1900년 평균에 대한 편차)의... 64

그림 2.21. (위) 1901~2023년 및 (아래) 1994~2023년 전지구 지표 기온 추세 분포임. 회색 격자는 결측을 의미(NOAA, 2024c) 64

그림 2.22. 우리나라 기간별(1912~2024년, 1973~2024년, 1991~2024년) 평균 기온 시계열 및 선형추세(기상청, 2025b) 65

그림 2.23. 1973~2024년 기간 동안 전국 47개 지점(내륙 45개 지점 + 제주, 서귀포) 연평균 지표 기온 변화율(/10년) 분포도, 검정색 원: 관측 지점위치(기상청, 2025b) 65

그림 2.24. 1973~2024년 우리나라 계절별 평균 지표 기온 시계열(기상청, 2025a) 66

그림 2.25. 동아시아 지역 직접관측자료를 이용한 (a) ERA5-Land, (b) MERRA2 토양수분 평균장 모의성능 진단. 재분석자료에서 나타내는 토양수분의 전체시간 변동에... 67

그림 2.26. 토양수분과 순복사에 의해 각각 수분 제한 및 에너지 제한 체제에서 유발되는 지면-대기 상호작용을 나타내는 모식도(Seo et al., 2024) 67

그림 2.27. 동아시아 지역 여러 지면재분석자료 평균에 대한 1980~2014년도 (a) 토양수분 평균장, (b) 지면-대기 상호작용 세기의 평균장, (c) 토양 수분 트렌드,... 68

그림 2.28. 1973~1993, 1994~2020 기간 평균 강수 시계열, 56개 전국 관측소 평균(기상청, 2022) 69

그림 2.29. (왼쪽) 강수와 (오른쪽) 수증기 속 수렴의 6월 (위) 기후값과 (아래) 선형 추세(Song and Sohn, 2020) 69

그림 2.30. 관측에서 나타난 전기(1958~1982)와 후기(1991~2015)의 전선형 강수 강도 차이(Moon et al., 2023) 69

그림 2.31. (왼쪽) 8월과 (오른쪽) 9월의 (위) 강수값과 (아래) 위성 관측 밝기 온도의 선형 추세(Song, 2023) 70

그림 2.32. 2005~2020 기간에 나타난 가강수량의 선형 추세 분포(Borger et al., 2022) 70

그림 2.33. 1951~2015기간에 나타난 대기의 강 빈도수의 (왼쪽) 기후값과 (오른쪽) 선형 추세. 위부터 차례로 연평균, 5~8월 평균, 12~3월 평균값을 나타낸다(Liang et al., 2022) 71

그림 2.34. 1959년부터 2012년까지의 기후학적 해수면 기압의 공간 분포와 선형 추세를 (a) 연평균, (b) 북반구 겨울, (c) 북반구 여름에 대해 보여줌(Choi et al., 2014). 72

그림 2.35. 두 패널은 ERA5의 바람과 온도의 기후값(contours)과 추세(shading)을 보여줌. 검은점은 5% 유의성 의미. 실선은 10m/s와 10K 간격(Woollings et al., 2023) 72

그림 2.36. (a) 북반구 중위도 저기압 수에 대한 평균 분석에서 이진 분할 변화점과 (b) 1950~2021년 동안 북대서양 및 북태평양 지역의 폭풍 지수. 양의 지수는 폭풍이 적음을 나타내고,... 73

그림 2.37. 1950~1960년(shading)과 2010~2020년(contours) 동안 (a) 북대서양과 (b) 북태평양에서 중위도 저기압의 발생(녹색)과 소멸(노란색) 경향을 도식화.... 73

그림 2.38. 1950~2017년 인도-서태평양 지역 관측 해수면 온도 변화만을 처방한 경우 전지구 기후 모형에서 모의되는 북반구 겨울철 (위) 해수면 기압과 850hPa 바람장,... 74

그림 2.39. 142°E에서 165°E 사이에서 평균된 겨울철(1월~3월) KE 전선 위치의 남북 방향 이동 시계열과 표층에서의 평균 추세(검은색 점선), (a) 해수면온도(SST) 기반... 74

그림 2.40. 해수면 온도(SST)의 선형 추세: (a) HadISST 데이터셋, (b) Minobe/Maeda 데이터셋, (c) 지역 해양 모형의 장기 적분 실행 결과. HadISST 데이터셋과... 75

그림 2.41. 지역 해양 모형에서 모의된 해수면 온도(SST) 선형 추세: (a) 겨울(1월-3월), (b) 봄(4월~6월), (c) 여름(7월~9월), (d) 가을(10월~12월). 추세가 95% 신뢰수준에서... 75

그림 2.42. (좌) 1998~2019년과 1993~1997년의 해수면 온도 차이와 전체 기간 평균 해류(벡터). (우) 1998~2019년과 1993~1997년의 유속 차이와 전체 기간 평균 해류(벡터)... 75

그림 2.43. 여름철 강수량에서 겨울철 강수량을 뺀 값이 하루에 2mm를 초과하고, 여름철 강수량이 연간 총 강수량의 55%를 초과하는 몬순 강수 영역(녹색). 여름철 강수량이 하루에... 76

그림 2.44. CMIP5 다중 모델 평균을 사용한 전지구 강수량(60°S-60°N, 0°-360°)의 선형 추세(mm/년). (a) 온실기체(1958~2005), (b) 자연적 요인(1958~2005),... 76

그림 2.45. (A) 1958~1982년과 1991~2015년 사이의 전선 강수량 차이로 APHRODITE와 REGEN 데이터셋 평균 결과 기반. (B) 강수량 변화의 요인 분석으로... 77

그림 2.46. (A, B) 표준화된 EAWM 지수와 (C, D) 1979~2018년 동아시아 겨울 평균 지표면 온도의 시계열. EAWM 지수와 SAT는 각각 NCEP2. 데이터셋(A, C)과... 77

그림 2.47. 3개월 평균된 표준화된 AO 지수 시계열(1950년 1월~2024년 7월). AO 패턴은 북반구(20°N-90°N) 월별 1000hPa 지위고도장으로 부터 EOF 분석을... 78

그림 2.48. 1월, 4월, 7월 11월 Scandinavian pattern의 양의 위상 구조(NOAA CPC; https://www.cpc.ncep.noaa.gov/data/teledoc/scand_map.shtml) 79

그림 2.49. 태평양-북미 패턴(PNA) 지수의 시계열(1950년 1월~2024년 7월). PNA 지수는 500hPa 지위고도장을 활용하여 정의됨(NOAA CPC;... 79

그림 2.50. (a) 연평균 전 지구 평균 지표 온도(GMST) 이상치(1951~1980년 기준; 검은색)와 NASA GISTEMP 관측에서의 월평균 해양 엘니뇨 지수(추세 제거; 회색).... 80

그림 2.51. (a) Niño 3.4. 해수면 온도(SST) 이상값의 시간적 변화를 나타낸다. 라니냐 연도는 성숙기(ONDJF) 동안 Niño 3.4. 지수, 즉 지수 영역(5°S-5°N, 120-170°W)에서... 81

그림 2.52. 인도양 쌍극자 모드 지수(DMI). DMI는 서부(10°S-10°N, 50°-70°E)와 동부(10°S-0°, 90°-110°E) 적도 인도양 지역의 해수면 온도편차 차이(WEST-EAST)로... 82

그림 2.53. 2000~2017년과 1982~1999년 사이의 ORA-S4 해양 재분석장에서 나타나는 해수면 온도 아노말리의 표준편차 차이. 점으로 표시된 지역은 두 기간의... 82

그림 2.54. (a) 양의 남대서양 아열대 쌍극자 시기의 해수면 온도 공간 패턴, (b) 남반구 여름(JFM) 동안의 추세를 제거한 Nino 3.4. 지수(파란 실선)와 SASD 지수(검은 실선)의... 82

그림 2.55. 1854년 1월부터 2024년 7월까지 PDO 지수의 시계열(https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/pdo/) 83

그림 2.56. 1999~2023년 평균된 해수면 온도 편차 분포(https://psl.noaa.gov/cgi-bin/data/composites/printpage.pl). 84

그림 2.57. 1948년~2023년 기간 대서양 수 십년 진동(Atlantic Multidecadal Oscillation, AMO) 지수의 시계열.(https://psl.noaa.gov/data/climateindices/) 84

그림 2.58. 1901~2014년 기간 동안의 (a) 수증기 수송 이류(벡터; kg/m/s)와 발산 및 수렴장(음영; 10-5. kgm-²s-¹), (b) 평균 강수량(mm/month), (c) 강수량의... 85

그림 2.59. 우리나라 1973~2024년 전국 평균 연간 (a) 한파일수, (b) 폭염일수, (c) 열대야일수 86

그림 2.60. (a) 1960~2020년 동안 동아시아 100mmday-¹이상 집중호우 빈도수의 변화 추세, (b) 그림(a) 내 한반도 영역 박스에서의 극한강수일 빈도 시계열(Do et al., 2023) 87

그림 2.61. 1991~2020년의 기간 중 6~9월 전국 62개 관측소의 10년 평균 총 호우 발생 건수(기상청, 2022) 88

그림 3.1. 한반도 주변 연해(동해, 황해 및 동중국해) 수문 순환(물 순환) 및 생지화학적 순환(질소순환과 탄소순환) 모식도(Nam et al., 2022) 104

그림 3.2. (좌) 동해 표층(빨간색, 파란색) 및 심층(회색) 순환 모식도와 (우) 자오면 순환 모식도(Lee and Nam, 2023) 105

그림 3.3. 동해 북부 대륙붕-대륙사면 해역의 외양(파란색)및 심층(빨간색) 대류 모의 결과 비교. 대류 플룸의 (좌) 수심 및 (우) 수온 시간 변화. 분홍, 노랑, 하늘색 각각은... 105

그림 3.4. 2000~2014년 기간의 동해 상층 및 중층 순환 변화 모식도(Jeong et al., 2022a) 106

그림 3.5. 황해 및 동중국해 (좌) 겨울철 및 (우) 여름철 순환 모식도(Liu et al., 2021) 106

그림 3.6. 봄철과 가을철의 황해저층냉수(YSCWM)와 황해난류(YSWC) 샌드위치 구조 모식도(Fei et al., 2022) 106

그림 3.7. 동중국해 북부 해역의 (좌) 겨울철 및 (우) 봄철 주 요표층 해류와 전선 분포 모식도(Lee et al., 2020) 107

그림 3.8. 쿠로시오 강도 지수와 관련된 4개 수심(18, 26, 82, 100m)에서의 수온 이상 회귀분석 결과 분포도(Kang and Na, 2021) 107

그림 3.9. 1971~2018년 동안 전 지구 해수면 변화와 각 성분별 기여(IPCC 2021, Cross-Chapter Box 9.1. 발췌) 108

그림 3.10. 인공위성 고도계 기반의 한반도 주변 해역 해수면 상승률 분포 예. (좌) 모든 고도계 합성 결과. (중) 주요 2개 고도계 합성 결과. (우) 두결과의 차이(Lee et al., 2022) 108

그림 3.11. RCP4.5 시나리오에 21세기 말 해수면 변화(Chen et al., 2021) 109

그림 3.12. RCP4.5 시나리오에 21세기 말 해수면 변화(Jin et al., 2021) 109

그림 3.13. 전 세계 해역에서 35년(1982~2016) 동안 해양열파 (a) 발생 횟수, (b) 최대 세기, (c) 발생 범위의 변화(Frölicher et al., 2018) 110

그림 3.14. 39년(1982~2020) 동안의 전 세계 해양열파 연평균 누적세기(위)와 연평균 발생 일수 변화추세(아래) (Wang et al., 2022b) 110

그림 3.15. 37년(1982~2018) 동안 우리나라 주변해역의 계절별 해양열파 특성 공간분포(Choi et al., 2022) 110

그림 3.16. 동아시아 해양열파의 두 가지 주요 모드 모식도(Lee et al., 2020) 110

그림 3.17. 동해 여름철 해양열파의 3가지 주요 변동 양상(Type-A, B, C) 모식도(Saranya and Nam, 2024) 111

그림 3.18. 2022년 동중국해 기록적인 해양열파 발생 및 소멸 기작 모식도(Oh et al., 2023) 111

그림 3.19. (a) 2021년 6~8월 편서풍제트의 위도 변화. 제트류 축은 북위 30~60° 사이에서 200hPa의 최고 속도로 정의함. (b) 표준화한 축 위치 아노말리. 축 위치의 일평균은... 112

그림 3.20. 우리나라 해역 1973~2022년 냉수대 일수(Han et al., 2023) 112

그림 3.21. 2020년 4월의 한파 공간분포. (a) 975-hPa 온도(음영, K), (b) 700-hPa 온도 이류 편차(음영, 10-5K/s). 빗금은 90% 신뢰수준에서 통계적으로 유의미함(Kim et al., 2022b) 112

그림 3.22. 1982~2020년 중 국해의 해면수온 극한기후 지수 시간 변화, (a) 더운날, (b) 추운날, (c) 해양열파, (d) 냉수대, (e) 가장 강한 해양열파 강도, (f) 가장 강한 냉수대 강도,... 113

그림 3.23. 2021년 4월과 7월의 해면수온 공간분포. 왼쪽은 동해 냉수대 발생 예측시스템, 오른쪽은 NOAA 위성관측 자료임(이준수 등, 2022) 113

그림 3.24. 용존산소 수직 분포의 시간변화. (A) 당동-원문, (B) 가조, (C) 칠천(Shim et al., 2023) 113

그림 3.25. 가막만 용존산소 분포(정희호 등, 2021b) 113

그림 3.26. 장강 유출량(선)과 질산염 플럭스(막대)의 시간 변화(Sun et al., 2023) 114

그림 3.27. 황해, 남해, 동해의 연안(빨간색), 외해(파란색) 및 쿠로시오(검정색)의 표층에서 관측된 용존무기질소(DIN)와 용존무기인(DIP) 농도의 변화(Park et al., 2023) 114

그림 3.28. 동해 남북 단면에서 관측된 산소소모량(AOU), 용존무기탄소(DIC), pH의 분포. 1999년(A-C)과 2019년(D-F)의 자료 비교(Na et al., 2022) 115

그림 3.29. 북극 지역의 1950년부터 2021년까지의 온도 상승 경향과 국지적 온도 상승 증폭 경향(Rantanen et al., 2022) 115

그림 3.30. 1958년부터 2012년까지의 남극 지역의 연평균 표층온도 변화 경향과 두 EOF 모드, 증폭 경향(Jun et al., 2020) 116

그림 3.31. 1979년부터 2022년까지의 12월~1월 평균 표층 대기온도, 남극 성층권 최종승온 발생 시작일의 변화 특성(Choi et al., 2024) 116

그림 3.32. 1920년부터 2100년 기간 동안의 겨울철 WACC 발생 일수 및 따뜻한 북극(Warm Arctic; WA) 발생 일수 시계열(Hong et al., 2024) 118

그림 3.33. 산업혁명 이전 기간 대비 지표 부근 대기 온도의 십년 시간규모 변동성의 변화(Sung et al., 2023) 118

그림 3.34. 북극해 서부 해역 유라시아 분지의 대서양화 과정을 설명하는 모식도. SML, CHL, UPP는 표면혼합층, 저온염분약층, 상부 영구밀도약층을 의미하고 WC는... 119

그림 3.35. 북극 척치해 북서부 해역의 해류와 수괴 구조 모식도. 빨간색과 파란색 화살표는 고염 저온 해수(HSCW)와 저염 저온 해수(LSCW)의 이동 경로를 나타냄.... 119

그림 3.36. 남극 주변 해역에서 해양 열 수송을 제어하는 물리 과정에 대한 모식도(Rintoul, 2018). 남극해 심층의 따뜻한 물이 남극의 빙붕 하부로 유입되는 과정을 보여줌.... 120

그림 3.37. 아문젠해 동부 해역에 위치한 파인 아일랜드 만의 해류, 수온약층 변동 및 빙붕 융빙량이 많고 적은 시기에 따른 수온의 연직 구조 비교(Park et al., 2024a) 120

그림 3.38. 양극(북극: 네모, 남극: 원)의 계절별 해빙면적의 1979~2018년 기간(파란색)과 1979~2023년 기간(빨간색)의 경향 122

그림 3.39. (위) 남극 연평균 해빙농도의 1979~2018년(좌), 1979~2023년(우) 기간의 경향. (아래) 주요 해역별, 계절별 해빙면적의 1979~2018년 기간(파란색)... 122

그림 3.40. (위) 북극 연평균 해빙농도의 1979~2018년(좌), 1979~2023년(우) 기간의 경향. (아래) 주요 해역별, 계절별 해빙면적의 1979~2018년 기간(파란색)... 123

그림 3.41. 네 가지 배출 시나리오에 대한 CMIP6 다중모델 앙상블을 관측으로 보정 산출한 (위) 해빙면적의 변화 추이와 (아래) 얼음이 없는 북극해가 처음 나타나는 시기에 대한 전망... 123

그림 3.42. 동ㆍ서남극의 고도 차이(위) 때문에 서남극이 더 빨리 녹는 메커니즘(아래) 123

그림 3.43. 2002년부터 2020년까지 남극 빙하량 변화 모식도(Kim et al., 2024) 124

그림 3.44. 남극과 그린란드 빙하 유실에 따른 2050년 전 지구 해수면 변화(위) 및 5개 해안 도시별 2050년 해수면 상승 예측 및 남극/그린란드의 해수면 상승 기여도 124

그림 3.45. 남극이 녹아 동아시아ㆍ한반도가 더워지는 메커니즘 3차원 모식도(Oh et al., 2020) 125

그림 3.46. 전지구 동토 온도의 변화(Fig. 2, Smith et al., 2022) 126

그림 3.47. 전지구 동토 활성층 두께 변화 (Fig. 3, Smith et al., 2022) 126

그림 3.48. 북극권(〉60°N) 5월 적설면적 아노말리(1991~2020 평균 대비) 추이(Fig. 1, Young et al., 2023) 127

그림 3.49. 1973~2023년 한반도 평균 일최심신적설 및 눈 현상일수 변화. 기상청(2024) 그림을 변형 127

그림 4.1. 시계열별 기후 지표종과 일사량변화 간 대비를 통한 기후변화 복원(Kim et al., 2023) 141

그림 4.2. 플라이스토세 후기 동안 한반도의 아한대성 침엽수림의 변화(Jun et al., 2020) 142

그림 4.3. 동해 울릉분지 DD09-ST21코어로부터 산출된 화분 산출도(Jun et al., 2020) 142

그림 4.4. 동해 남한국대지 해양저퇴적물에서 산출된 화분산출도(Kim et al., 2023) 142

그림 4.5. 지난 2백만년동안 한반도 주변 지역의 조구조, 기후변화 및 해수면 변동에 의한 육상 지표 변화 복원 모식도(Kim et al., 2020) 143

그림 4.6. 강원도 정선지역의 과거 4만년 전과 현재의 지표환경과 식생군락 특성 비교(Yi et al., 2022b) 143

그림 4.7. 전남 고흥지역의 STP16-20 시추코어의 화분 산출도(Lee et al., 2020) 144

그림 4.8. 전남 고흥지역의 홀로세 동안 식생 및 기후변화(Lee et al., 2020) 145

그림 4.9. 화분을 비롯한 다중 프록시 자료를 이용한 고기후 변화와 선사 사회 활동의 상관성(Park et al., 2021) 145

그림 4.10. 경남 창녕 습지의 STP18-05 시추코어의 화분 산출표(Lee et al., 2021) 146

그림 4.11. 경남 창녕 습지의 홀로세 동안 식생피복과 습지형성 모식도(Lee et al., 2021) 146

그림 4.12. 한국 산지 표토 시료 수집 지점(Lee et al., 2024) 147

그림 4.13. 한반도 남부지역의 백년주기별 고수문 기후변화 복원(Lee et al., 2024) 147

그림 4.14. 공검지 호소 퇴적층의 GG19-2-1 시추코어에서 산출된 화분 산출도(Yi et al., 2020) 148

그림 4.15. 경북 상주지역의 화분기반 고수문 기후변화 복원(Yi et al., 2020) 148

그림 4.16. 생물학적 시간 지연이 중세 온난기와 소빙기 시기에 서로 다르게 나타나는 현상(Yi et al., 2020) 149

그림 4.17. 강원도 매둔 동굴 유적에서 발견된 사슴(Cervus sp.) 아래턱 뼈 화석(Yi et al., 2022b) 151

그림 4.18. 털코뿔이(Coelodonta antiquitatis) 화석. 시베리아 지역에서 발견된 것이다(위키피디아) 153

그림 4.19. 한국 산양(Naemorhaedus caudatus)(녹색연합) 153

그림 4.20. 연도 부여가 완성된 경주 동부사적지역 고목재 연륜폭(□) 및 산소동위원소(■) 연륜연대기(국립경주문화유산연구소 연구보고서, 2023) 154

그림 4.21. 무등산 및 월출산 연륜연대기와 기후요소와의 공간 상관분석. (a) CORR(MD, SATApr): 무등산 연륜연대기와 4월 기온, (b) CORR(MD, PREPMJJ):... 155

그림 4.22. 털진달래(R. mucronulatum)와 산철쭉(R. yedoense) 연륜폭과 기후요소와의 상관관계. Bio(Park et al., 2023) 155

그림 4.23. 지역 대표 연륜연대기를 작성에 선발된 연구지역. SA: 설악산, OD: 오대산, JW: 주왕산, NS: 경주 남산, SN: 속리산, GR: 계룡산, JR: 지리산, NEC: 북동 해안지역... 155

그림 4.24. 권역별 산소동위원소연륜연대기 상호 비교. NEC: 북동 해안지역(northeast coast), SEC: 남동 해안지역(southeast coast), MI: 내륙지역(mid-inland) (Choi et al., 2024) 156

그림 4.25. 권역 산소동위원소연륜연대기와 기후요소와의 공간 상관분석. NEC: 북동 해안지역(northeast coast), SEC: 남동 해안지역(southeast coast), MI: 내륙지역(mid-inland),... 156

그림 4.26. 고려시대 한랭기후 관련 기록 숫자(김문기, 2021) p.99 158

그림 4.27. 고려시대 자연재해 발생 기록 빈도(김문기, 2021) p.101 158

그림 4.28. 숙종-영조 100년간(1670s~1770s) 중부수표값 10년 단위 누계 그래프(점선은 평균값선 4,350.5cm) (김일권, 2023) p.297 160

그림 4.29. 한강수표 143년간(1636~1778)의 10년 누계 변동 그래프(평균선 43.036m) (김일권, 2023) p.307 160

그림 5.1. 주요 온실기체 관측 장비 간 성능 비교 및 검증 실험 모식도(박채린 등, 2023) 168

그림 5.2. CO₂ 농도 이동 관측 시스템 (a) 외부, (b) 상부, (c) 내부 사진(Park et al., 2023b) 168

그림 5.3. 서울시 내 주요 도로별 도로상 CO₂ 농도 공간 지도와 확률밀도함수 그래프(Park et al., 2023b) 168

그림 5.4. 서울 수도권 CO₂ 플럭스 관측소별 연간(2017, 2018년) CO₂ 플럭스 바(bar) 그래프(Park et al., 2022b) 169

그림 5.5. 대기 중 이산화탄소에 대한 위성 관측 모식도(그림: NASA OCO-2) 170

그림 5.6. 서울 지역 OCO-3 SAM 관측 예시(그림: NASA OCO-3) 171

그림 5.7. 현재 운용 중인 메탄 관측 위성(Jacob et al.(2022)에서 발췌하여 수정) 171

그림 5.8. 모로코 카사플랑카 지역 매립지에 대한 TROPOMI 위성과 GHGSat 위성의 공동 관측 사례(Schuit et al., 2023) 172

그림 5.9. 점오염원의 단위 시간 당 배출량 Q[kg/s]를 추정하는 대표적인 방법(Jacob et al., 2022) 172

그림 5.10. EMIT 위성의 충청남도 대산 산업 단지 메탄관측 예시(Lee et al., in preparation) 172

그림 5.11. 2010년 1월 동아시아의 지표 이산화탄소 (a) 플럭스 초기값, (b) 플럭스 1차 최적값, (c) 플럭스 최종 최적값, (d) 플럭스 초기값과 최적값간 차이의 공간 분포... 173

그림 5.12. 관측 네트워크 설계에 따른 불확실도 저감율 공간분포(Park et al., 2020b) 174

그림 5.13. 2003년부터 2011년까지의 아시아 평균 육상 생태계 이산화탄소 (a) 플럭스 초기값, (b) 플럭스 최적값(CNTL), (c) 안면도 및 고산 관측 지점을 추가하였을 때의... 174

그림 5.14. 2000년부터 2010년까지의 동아시아 부문별 온실기체 수지 모식도(Wang et al., 2024) 175

그림 5.15. 전지구 탄소 저장고 및 흐름(Covitt et al., 2020) 178

그림 5.16. 국내 농경지 실측 토양탄소 저장량과 전지구 데이터베이스 수치간의 비교(경희대 응용생태학 연구실 내부자료) 179

그림 5.17. 무경운 도입에 따른 20년간 토양탄소저장 변화량 왼: 밭, 오른: 논(Hyun et al., 2024) 180

그림 5.18. 논토양 유기물 처리에 따른 토양 탄소 변화 RothC 구동 결과(실선) 및 실측치(점)(국립농업과학원, 2023a) 180

그림 5.19. 해양의 탄소 흡수 과정(National Oceanic and Atmospheric Administration Pacific Marine Environmental Laboratory, https://www.pmel.noaa.gov/) 183

그림 5.20. 1994년의 인간 활동에 의한 탄소(anthropogenic carbon)의 연직 적분 인벤토리(mol m-²)(Sabine et al., 2004) 184

그림 5.21. 우리나라 주변 해역의 해류모식도. 빨간색과 파란색은 각각 난류와 한류를 의미하며 실선과 점선은 각각 연중 지속성을 지닌 해류와 상대적으로 짧은 시간 지속성을... 184

그림 5.22. 산업혁명 이후 동해에서 흡수한 이산화탄소 지도(Park et al., 2006) 185

그림 5.23. 나주 논에서 토양온도와 토양 CO₂ 배출(μmolCO₂/m²/s)의 상관관계; (a) 봄 휴경기, (b) 낙수 기간, (c) 물대기 기간(Kim et al., 2024) 189

그림 5.24. 에디공분산법으로 나주 논에서 관측한 기온과 CH₄ 플럭스(μmolCH₄ m-²s-¹; 30-min)의 상관관계; 2023년 5월부터 2024년 7월까지 190

그림 5.25. 에디공분산법으로 관측한 나주 논 재배기간 동안의 CH₄ 배출의 분출과 확산 비율; 2023년 5월부터 12월까지 191

그림 5.26. CO₂ 환산량으로 변환한 CH₄ 플럭스와 CO₂ 플럭스와의 상관 관계; 나주 에디공분산 사이트에서 2023년 5월부터 2024년 9월까지 192

그림 5.27. 서천 용화실못에서 에디공분산법으로 관측한 기온과 수계 CH₄ 배출량(μmol CH₄m-²s-¹; 30-min)의 상관관계; 2023년 5월부터 2024년 6월까지 194

그림 5.28. 에디공분산법으로 관측한 서천 용화실못 수계로부터 CH₄ 배출의 분출과 확산 비율; 2023년 5월부터 2024년 6월까지 194

그림 5.29. 서천 용화실못에서 에디공분산법으로 관측한 대기압과 수계 CH₄ 배출량(μmol CH₄m-²s-¹; 30-min)의 상관관계; 2023년 5월부터 2024년 6월까지 194

그림 5.30. 서천 용화실못에서 에디공분산법으로 관측한 풍속과 기온에 따른 수계 CH₄ 배출량(μmol CH₄m-²s-¹; 30-min)의 변화; 2023년 5월부터 2024년 6월까지 195

그림 5.31. 전지구 질소 순환(Fowler et al., 2013) 195

그림 5.32. 밭 가축분뇨 투입에 따른 아산화질소 배출량 관측을 위한 포장시험지 예시 196

그림 5.33. 2016년(A)과 2017년(B)의 화학비료(NPK) 또는 계분(CK) 투입에 따른 작기 중 아산화질소 배출량 관측 결과(현준기 등, 2017) 197

그림 5.34. 농경지에서의 암모니아 배출량 관측을 위한 풍동법 실측 장비 197

그림 5.35. 초지(A)와 배추밭(B)에서의 대조구(CON)와 바이오차 처리구(CHAR) 아산화질소 누적 배출량(Yoo et al., 2018) 198

그림 5.36. 1900~2100년 동안 농도 기반 CMIP6. 지구시스템 모델(ESM) 시나리오에서 전지구 육지 및 해양 탄소 흡수량의 모델링 된 진화(SSP1-2.6: 파란색;... 199

그림 5.37. CMIP6 지구시스템 모델에서 평가한 4가지 공통사회경제경로(SSP) 시나리오에서 순탄소 변화의 지도. 불확실성은 단순 접근법을 사용하여 표현되었다... 200

그림 5.38. CMIP6 지구시스템모형의 pre-industrial, historical, SSP5-8.5 시나리오에서의 북극 온난화 관련된 봄철 동아시아 잎면적지수(leaf area index)의 아노말리(Kim et al., 2022a) 201

그림 6.1. HOLODEC을 통해 관측한 구름입자의 3차원 분포(La et al., 2022) 221

그림 6.2. Pi 챔버를 활용한 구름 혼합 과정 재현 실험 모식도(Yeom et al., 2023) 221

그림 6.3. CaCl₂를 구름씨 뿌리기 물질로 사용한 인공증우 실험 모의의 증우량 공간분포. 구름씨 뿌리기 물질의 양을 고정하고 지속시간을 (a) 2배, (b) 3배 증가시킨 경우와... 225

그림 6.4. 세계기상기구 지구대기감시프로그램 관측 지점에서의 에어로졸 광산란계수(위)와 광흡수계수(아래)의 장기변동 특성(Collaud Coen et al., 2020) 226

그림 6.5. 항공관측기반 검댕의 코팅 두께와 질량 흡수 단면적의 변화(Cho et al., 2021) 227

그림 6.6. 입자생성 및 성장이 관측되지 않은날(좌)과 관측된 날의 공기괴의 기원에 따른 입자 수농도 비교(Kim et al., 2021) 228

그림 6.7. COVID-19 기간 한반도 배경대기지역(백령도, 안면도, 제주도)에서 관측된 입자생성 및 성장 현상의 감소(Park et al., 2023) 228

그림 6.8. 서산에서 관측된 입자 생성 및 성장 현상의 모식도(Kim et al., 2024) 229

그림 6.9. 입자의 생성 및 성장에 따른 고체와 반고체 상태가 형성되는 과정에 대한 모식도(Song et al., 2022) 229

그림 6.10. 전지구적인 규모의 에어로졸 총 수농도 분포. 각 관측지점에 대해 계절적 중간값이 해당 파이 차트의 안쪽에 표시되고 연간 중간값은 바깥쪽링으로 표시함.... 229

그림 6.11. (a) 0.6% 및 (b) 1% 과포화도에서 측정된 구름 응결핵 수농도와 예측된 구름응결핵 수농도의 산포도 230

그림 6.12. 2001~2022년 한반도의 에어로졸 광학적 두께(AOD)와 지표 초미세먼지와 미세먼지 농도의 감소(Jang and Um, 2024) 231

그림 6.13. (a) 아시아 및 (b) 동아시아 일부 지역의 에어로졸 광학 두께(AOD)에서 크기별 분리한 AOD와 유형별 분리 AOD(황산염, 먼지, 해염, 유기탄소 및 검댕)의 백분율(Jin et al., 2023) 231

그림 6.14. 서울에서 11년(2008년 5월~2019년 4월)간 라이다를 통해 측정된 에어로졸 소멸 계수(532nm)와 산출한 혼합고(MLH, 흰색 실선), 그리고 송월-관악산 지점에서... 231

그림 6.15. 서울에서 라이다를 통해 산출된 소산계수와 혼합고를 이용한 대기경계층과 자유대기의 에어로졸 광학 두께(AOD) 구분 결과(위: 일변화, 아래: 월변화, Park et al., 2023) 232

그림 6.16. 동아시아 주요 도시의 2011년 3월부터 2021년 12월까지 550nm에서 AOD의 시계열. 빨간색, 노란색, 파란색, 초록색 선은 각각 GOCI, GOC-Ⅱ YEAR, 233

그림 6.17. 랜덤 포레스트 알고리즘을 적용한 PM2.5와 2차 무기 에어로졸 예측(Lee et al., 2024) 236

그림 6.18. 통계기반 미세먼지 계절예보 메커니즘(Jeong et al., 2022) 236

그림 6.19. (a) 적중률, (b) 위협 점수, (c) 감지 확률, (d) ADAM3의 먼지 시뮬레이션의 오경보 비율을 중국 북부의 먼지 발생 지역에 대한 관측치와 비교(Ryoo et al., 2022) 237

그림 6.20. 한반도 중부지방에서 에어로졸-구름-강수-기상 상호작용을 설명하는 모식도. (a) 일반적인 대기조건, (b) 2013년 1월 12~13일의 장거리이동 연무에 의한 구름... 239

그림 6.21. 2022년 3월 5일 06:00 UTC 기준 천리안위성 2A호 AMI 관측 가시광선 파장대 이미지를 배경으로 2B호 GEMS에서 산출한 (a) AOD와 (b) UVAI (Seong et al., 2024) 242

그림 6.22. 장거리 수송(LRT) 과정 동안의 에어로졸-구름-강수 상호작용을 설명하는 모식도(Lee et al., 2022) 247

그림 7.1. 1750년부터 2019년까지 강제력 요인별 + 유효복사강제력의 변화(IPCC AR6) 261

그림 7.2. 순 에어로졸 유효복사강제력(IPCC AR6) 262

그림 7.3. 1750년 대비 2019년 온도 변화에 대한 강제력 인자들의 기여도 (위)와 전지구 지표 부근 대 기온도 변화(global near-surface air temperature change)에의 기여도 변화(IPCC AR6) 262

그림 7.4. 2012년부터 2020년까지 중국에서 이산화황(SO₂)과 질소산화물(NOX) 배출량 변화의 요소들. 2012년부터 2017년까지, 그리고 2017년부터 2020년까지 나눠서 제시함... 263

그림 7.5. 2014년부터 2022년까지 중국에서 계절별 일최대 8시간 평균 오존 농도(MDA8) 추세(Yan et al., 2023) 264

그림 7.6. 2012년부터 2021년까지 우리나라의 연평균 오존 농도 변화 추이(환경부, 2023) 264

그림 7.7. 2013년부터 2020년까지 중국 동부(EC)와 3개 주요 지역[Beijing-Tianjin-Hebei (BTH), the Yangtze River Delta(YRD), Fenwei Plain (FWP)]에서 오존 시즌(4월~9월)... 265

그림 7.8. 2022년 기준 이산화질소(NO₂)와 오존(O₃)의 연평균 농도 분포. 대기오염측정망을 검은 점으로 표기함(국립환경과학원, 2023) 265

그림 7.9. 인위적 배출량 변화로 인한 동아시아에서의 5월달 90번째 일최대 8시간 평균 오존 농도(MDA8) 민감도 모의. 모든 모의에서 동일한 기상장을 사용하였으며 년도별ㆍ지역별... 266

그림 7.10. 한국 지구대기감시소(안면도-AMY, 제주고산-GSN, 울릉도-ULD, 독도-DOK)의 온실기체 배경농도(기상청, 2023) 268

그림 7.11. 서울(a) 및 강릉(b)에서 추정된 지표 에어로졸 복사강제력 값의 연간 변동성 비교 결과(Pyo and Lee, 2022) 269

그림 7.12. AERONET 자료를 활용하여 동북 및 동남아시아 지역에서 지역별로 에어로졸 유형에 따라 ARF의 크기를 TOA에서 비교한 결과(Liu and Yi, 2022) 270

그림 7.13. WRF-chem 모델에 기반하여 복사흡수성을 크게 갖는 검댕(BC)와 황사(Dust) 유형 에어로졸에 대한 지표(surface)와 대기상한(TOA)에서의 청천복사강제력.... 270

그림 7.14. WRF-CMAQ two-way coupled 모델에 기반하여 최근 중국지역 아황산가스 배출량 감축을 고려하여 복사강제력을 계산한 실험 결과에서 기본 상태 복사강제력... 271

그림 7.15. 1980년 이후의 TSI 관측 자료의 시계열과 위성별 관측 편차(좌)와 융합 후 TSI의 시계열(우) (Montillet et al., 2022) 273

그림 7.16. 전구적인 영향을 준 화산 사례기간을 중심으로 한 화산기원 황산염 AOD와 복사강제력 상관관계(Marshall et al., 2020) 274

그림 7.17. 화산 분화 규모에 의한 복사강제효과의 차이(Aubri et al., 2021) 275

그림 7.18. Hunga-Tonga 화산에 의한 복사강제효과의 공간 분포(Wang and Huang, 2024) 276

그림 7.19. 2014~2022년 기간의 화산기원 성층권 유입 에어로졸 시계열 및 분포(Yu et al., 2023) 276

그림 8.1. 지표 기후요소(지표면온도, 강수량, 해면기압)에 대한 K-ACE 모델과 관측 간의 공간분포 상관관계 및 표준편차를 나타낸 테일러 다이어그램(Lee et al., 2020, Fig. 4) 291

그림 8.2. 기압면별 기후요소(U, V, 기온, 지위고도)에 대한 K-ACE 모델과 관측 간의 공간분포 상관관계 및 표준편차를 나타낸 테일러 다이어그램((Lee et al., 2020) 291

그림 8.3. (a) NIMS-KMA-CMIP6, (b) K-ACE, (c) UKESM1, (d)-(y) 22개 CMIP5 모델에 대한 전지구 영역에 대해 계산된 모델성능. 값이 낮을수록 더 나은 성능을 나타냄(Sung et al., 2021) 292

그림 8.4. 500hPa에서 자오면 유선함수의 횡단면 분포 (a) 연평균, (b) 겨울철, (c) 여름철(Hur et al., 2022) 292

그림 8.5. 1995~2014년 극한기후지수에 대한 Box-and-whisker plot: (a) TXx, TNx, (b) TXn, TNn, (c) Rx1day, Rx5day, (d) CDD, CWD. 분홍색 원: ERA5. 재분석자료,... 292

그림 8.6. (a) HadISST, (b) KIOST-ESM, (c) CM2.5K, (d) GFDL-CM21U, (e) GFDL-ESM2M, (f) GFDL-CM3의 NINO3.4 SST 지수를 기준으로 회귀된 SST 아노말리... 293

그림 8.7. Pairwise extremal concurrence probabilities: (a) 여름, (b) 가을, (c) 겨울, (d) 봄(Franzke et al., 2024) 293

그림 8.8. CMIP5와 CMIP6 TR의 분포(Kim et al., 2020) 293

그림 8.9. RX5day 극한강수지수에 대한 CMIP6와 ERA5 및 HadEX3 간 바이어스(이재희 등, 2021) 294

그림 8.10. 1986~2005년 봄철의 각 모델 및 MME, MERRA-2 재분석 먼지광학깊이(Zong et al., 2021) 294

그림 8.11. 1998~2019년 여름철 강수평균(mm day-¹)과 850hPa 바람의 분포: (a) APHRODITE, (b) ERA5 재분석자료, (c) TRMM, (d) CESM 전구기후모델(Liu et al., 2023) 294

그림 8.12. (a) ERA5, (b) CMIP6 MME의 IVT(kg/m/s)의 연평균 및 계절평균값. (c) CMIP6 MME의 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR), (d) CMIP6 MME의... 295

그림 8.13. CORDEX 프로젝트 도메인(Remedio et al., 2019) 295

그림 8.14. (a) APHRODITE, (b) 초기 및 경계자료로 사용한 전구기후모델, (c-g) 각 지역기후모델들, (h) MME의 25년 평균(1981~2005) 강수량(mmday-¹) (Kim et al., 2021) 296

그림 8.15. 6개의 영역 평균한 강수량의 시계열. 검은 실선은 관측, 연두색 실선은 모델값, 분홍색 실선은 보정된 모델값을 의미한다. 연두색 영역은 지역기후 모델들의 분포를 의미한다... 296

그림 8.16. (a) ERA-Interim, (b) ERA-Interim을 경계장으로 사용한 지역기후모델의 앙상블(Ref_ENS), (c) Ref_ENS와 ERA-Interim의 차이, (d-h) 각 지역기후모델들과... 297

그림 8.17. (a) ERA-Interim, (b) CMIP5 GCM 앙상블, (c) 지역기후모델을 이용한 과거기후 실험의 앙상블(His_ENS), (d) Ref_ENS와 ERA-Interim의 차이, (e) CMIP5 GCM... 297

그림 8.18. 한반도 주변의 연평균 기온 (a) APHRODITE, (b-u) APHRODITE와 모델 차이. 그림 좌측 하단의 B는 bias, R은 RMSE, C는 correlation coefficient를 의미함... 297

그림 8.19. 다중 모델 앙상블의 미래 기후(2025~2049)와 현재 기후(1981-2005) 강수량 차이. (a), (b) 연평균 강수량 (c), (d) 연최대 강수량, (e), (f) 연 강우 빈도. 우측 상단 값은... 298

그림 8.20. 850hPa의 수증기 변화를 나타내는 경도 110-140°E 평균 시간-위도 Hovmöller 다이어그램. (a)는 현재기후 실험, (b)는 RCP8.5 시나리오, (c)는 두 실험의 차이를... 298

그림 8.21. 지역기후모델을 앙상블한 폭염의 강도 누적 분포. 좌측 패널은 (a) 현재 기후 실험 (b) RCP2.6 실험, (c) RCP8.5 실험, (d) SSP1-2.6 실험, (e) SSP5-8.5 실험을 의미함.... 299

그림 8.22. 지역기후모델을 앙상블한 극한 폭염 분포 비율(좌측 패널). 평균 폭염 강도(우측 패널) (Kim et al., 2023b) 299

그림 8.23. 각각의 강수 사례들(Case 1: 첫 번째 열, Case 2: 두 번째 열, Case 3: 세 번째 열)의 12시간 누적 강수에 대한 (왼쪽 패널) equitable threat scores와 (오른쪽 패널)... 300

그림 8.24. 2014년 8월 25일 기준 일강수량을 170mm이상 기록한 3개 ASOS 지점 누적 시간 강수량(서가영과 안중배, 2020) 301

그림 8.25. (a) DPR 관측 자료와 (b-l) WRF의 11가지 미세물리 모수화 방안에 따른 실험에서 도출된 우리나라 10mm/hr이상 강수량에 대한 CFAD 패턴. 그림에서 색상은... 302

그림 8.26. 관측 (윗 줄), CORDEX-East Asia 실험 (중간 줄), 그리고 대류허용모델 실험 (아래 줄)의 우리나라 여름철 평균 지상 기온 및 강수에 대한 평균 공간장 (왼쪽 줄)과... 303

그림 8.27. 강수 지속시간에 따른 강수 강도 분포(한국기상산업기술원, 2023) 304

그림 8.28. (a-c) 이슬점 온도에 따른 극한 강수 강도 분포와 (d-f) 이슬점 온도에 따른 전체 극한 강수 이벤트에서 대류성(H-CAPE) 이벤트가 차지하는 비율. (윗 줄) 관측 결과... 304

그림 8.29. 각 클러스터별 극한 강수 이벤트들에 대한 강수 강도(mm/hour; 반지름)와 지속 시간(hours; 각도)에 대한 산점도. a-d는 관측 (ASOS), e-h는 CU_ON,... 305

그림 8.30. 4개의 열대 저기압 이벤트별로 대류허용모델 자료 (빨간색)와 IMERG (검정색) 및 TRMM (회색) 관측 자료를 이용한 (a-d) 6시간 강수에 대한 확률 밀도 함수(PDF)와... 306

그림 8.31. 여름철(6~8월) 강수량에 대한 APHRODITE 자료, HadGEM3-R A의 모의 결과 및 모델 편차를 나타내는 공간분포(변재영 등, 2022) 307

그림 8.32. (a) CORDEX-East Asia 영역 및 (b) 우리나라 강수량의 월 변동성(변재영 등, 2022) 308

그림 8.33. 여름철(6~8월) 서울의 강수 빈도 분포(변재영 등, 2022) 308

그림 8.34. 서울의 (a) 강수강도 및 (b) 집중호우 일수(변재영 등, 2022) 308

그림 8.35. 여름철(6~8월) 강수량에 대한 APHRODITE 자료, WRF의 모의 결과 및 모델 편차를 나타내는 공간분포(안중배 등, 2018) 309

그림 8.36. 우리나라의 강수강도(mm/day)에 따른 (a) 빈도 및 (b) 강수량의 분포(안중배 등, 2018) 309

그림 8.37. 연중 강수일수(WDAY)와 상위 95%의 강수강도(PR95)에 대한 APHRODITE 자료, WRF의 모의 결과 및 모델 편차를 나타내는 공간분포(안중배 등, 2018) 309

그림 8.38. 태풍 발생 밀도의 기후값(1989~2008)에 대한 Tokyo-RSMC best track 자료, 수평해상도별 RegCM4와 MM5의 모의 결과 및 모델 편차를 나타내는 공간분포(Lee et al., 2020) 310

그림 8.39. 태풍 트랙 밀도의 기후값(1989~2008)에 대한 Tokyo-RSMC best track 자료, 수평해상도별 RegCM4와 MM5의 모의 결과 및 모델 편차를 나타내는 공간분포(Lee et al., 2020) 310

그림 8.40. 대류 강수량의 기후값(1989~2008)에 대한 수평해상도별 RegCM4와 MM5의 모의 결과 및 수평해상도 간의 차이를 나타내는 공간분포(Lee et al., 2020) 311

그림 8.41. (a) 태풍 발생 빈도(number of tropical cyclones, NTC), (b) 지속 시간, (c) 평균 최대 풍속(maximum wind speed, MWS), (d) 세력소산지수(power dissipation index,... 311

그림 8.42. 20년(1989~2008)동안 태풍의 첫 번째 상륙 지점에 대한 Tokyo-RSMC best track 자료 및 수평해상도별 RegCM4와 MM5의 모의 결과(Lee et al., 2020) 311

그림 8.43. 20년(1989~2008)동안 상륙하는 태풍의 (a) 개수, (b) 평균 해수면 기압, (c) 평균 최대 풍속(MWS) (Lee et al., 2020) 311

그림 8.44. 20년(1989~2008)동안 상륙하는 태풍으로 인한 누적 강수량에 대한 APHRODITE 자료 및 수평해상도별 RegCM4와 MM5의 모의 결과(Lee et al., 2020) 312

그림 8.45. 현재기후(1981~2005)에서 RSMC best track 자료와 13개의 지역기후모델의 태풍 발생 밀도의 기후값에 대한 (a) Tokyo-RSMC 및 (b)-(n) 13개의 지역기후모델... 313

그림 8.46. 현재기후(1981~2005)에서 RSMC best track 자료와 13개의 지역기후모델의 태풍 진로 밀도의 기후값에 대한 (a) Tokyo-RSMC 및 (b)-(n) 13개의 지역기후모델... 313

그림 8.47. 현재기후(1981~2005)에서 RSMC best track 자료의 태풍 (a) 발생 밀도 및 (c) 진로 밀도의 기후값 및 (b) and (d) ENS와의 편차를 나타내는 공간분포(Kim et al., 2025) 313

그림 8.48. 현재기후(1981~2005)동안 연 평균 (a) 태풍 개수 (all TCs), (b) 열대폭풍 (TS) 개수, (c) 강한 열대폭풍 개수 (STS), (d) 태풍 (TY) 개수를 나타낸 상자 그림(Kim et al., 2025) 313

그림 8.49. 현재기후(1981~2005)에서 6월부터 9월까지 평균 (a) 및 (b) 850hPa 상대 와도(10-5s-¹), (c) 및 (d) 850hPa 상대 습도(kg/kg), (e) 및 (f) 해수면 온도 (K),... 314

그림 8.50. 여름 철(6~8월) 기온에 대한 CPC 자료, HadGEM3-RA의 모의 결과 및 모델 편차를 나타내는 공간분포(변재영 등, 2022) 314

그림 8.51. (a) CORDEX-East Asia 영역 및 (b) 우리나라 기온의 월 변동성(변재영 등, 2022) 315

그림 8.52. 서울의 여름철 기온 빈도 분포(변재영 등, 2022) 315

그림 8.53. 서울의 연도별 폭염일수(변재영 등, 2022) 315

그림 8.54. 5일 이동 평균한 일 최고기온이 가장 높게 나타나는 줄리안데이(Julian day)의 기후값에 대한 ERA5, 12개의 지역기후모델 앙상블 평균 결과(ENS_ALL_HIS)... 316

그림 8.55. 5일 이동평균한 일 최고기온이 가장 높게 나타나는 줄리안데이의 30일 전부터 30일 후까지 총 61일 동안 평균한 일 최고기온에 대한 ERA5, 12개의 지역기후모델... 316

그림 8.56. 5일 이동평균한 일 최고기온이 가장 높게 나타나는 줄리안데이의 30일 전부터 30일 후까지 총 61일 동안 평균한 일 최고기온에 대한 ERA5, 12개의 지역기후모델... 316

그림 8.57. 5일 이동평균한 일 최고기온이 가장 높게 나타나는 줄리안데이의 30일 전부터 30일 후까지 총 61일 동안 평균한 일 최고기온에 대한 ERA5, 12개의 지역기후모델... 317

그림 9.1. (위) 1980년부터 2020년까지 관측된 연 평균 전 지구 2m 기온(annual global mean 2m air temperature, AGMT) 편차(검정색) 시계열과 MWSEP(파란색),... 323

그림 9.2. (a) CMIP6와 (b) HadGEM3-A-N216의 모든 강제력(ALL, 주황색), 온실기체 강제력(GHG, 빨간색), 에어로졸 강제력(AER, 보라색)과 자연 강제력(NAT, 파란색)... 326

그림 9.3. 엘니뇨 발달기 여름 한반도 영향 모식도(국종성 등, 2016) 327

그림 9.4. Nino3 지수와 한반도 (a) 11월 강수, (b) 12월 강수, (c) 11월 온도, (d) 12월 온도와의 상관관계(1980~2023년). 90% 유의수준에서 유의미한 관련성은 닫힌 원으로 표시 328

그림 9.5. 겨울철 Nino3 지수와 (a, c) 과거 20년(1979~1999)과 (b, d) 최근 20년(2003~2023) 동안의 한반도 (a, b) 2월 강수와 (c, d) 기온의 상관관계 329

그림 9.6. 한반도 56개 관측소 평균 5일 평균 강수량(서경환 등, 2022) 332

그림 9.7. 11개 관측소 평균 여름철(6~8월) 강수량 시계열 편차. 파란선은 11년 이동 평균을 나타냄. 이용된 관측소는 강릉, 서울, 인천, 포항, 대구, 전주, 울산, 광주, 부산, 목포, 여수... 332

그림 9.8. (A와 B) 1979년부터 2018년까지 동아시아 지역(20°-50°N, 100°-140°E)의 겨울철(12월~1월~2월) 평균 기온 및 표준화된 동아시아 겨울몬순 지수. EAWM 지수와... 333

그림 9.9. 한반도 폭염일수 시계열(회색 막대)과 이와 높은 상관지수를 보이는 3가지 원격상관 지수인 북극진동(녹색선), 태평양-일본 패턴(빨간색), 환지구원격상관 패턴(파란색)의... 336

그림 9.10. 건조한 폭염이 강하게 발생한 해의 표면 온도, 강수량, 구름 양, 토양 수분, 그리고 증발량 간의 차이(Seo et al., 2021) 338

그림 9.11. 2012~2016년 기간 우리나라 뉴스 기사 검색어 발생 빈도로 구성한 폭염의 영향(정재인 등, 2020) 340

그림 9.12. (a) 신평년(1991~2020년) 기간 일최저기온 -10℃ 이하인 한랭일수의 공간적 분포, (b) 신평년과 구평년(1981~2010년)기간의 한랭일수 차이, (c) 신평년... 342

그림 9.13. (a) 1960~2020년 기간 동안 동아시아 6~9월 집중호우의 장기 추세. 통계적으로 유의한 값은 점으로 표기함. (b) 한반도 집중호우의 장기 추세. 관측소 자료와 CPC 자료를... 346

그림 9.14. (위) 관측된 태풍 극한강수 빈도에 대한 최근 기간(1986~2015)과 과거 기간(1961~1985)의 차이. (중간) 모든 강제력 실험과 자연 강제력 실험(각각 50개 앙상블 멤버,... 348

그림 9.15. 최근 한반도에 상륙한 강력한 태풍 4개(산바, 차바, 마이삭, 하이선)에 대한 현재 기후(ALL)와 온난화 영향 제거(NAT) 조건에 대한 기후모델 시뮬레이션 결과.... 349

그림 9.16. (a) 1982~2020년 한국의 여름철(6~8월) 폭염형 급성 가뭄(빨간색 선)과 강수 부족형 급성 가뭄(파란색 선)의 총 발생 횟수 및 (b) 평균 지속 기간(x5일). 개별 시계열의... 351

그림 10.1. 과거(1960~2005년) 및 미래(2006~2100년) 기간에 대한 IPCC의 온실기체 배출 경로. 과거(회색 실선), SSP(검정 실선) (국립기상과학원, 2022) 365

그림 10.2. 현재(2000~2019년) 대비 2000~2100년의 우리나라 연평균기온의 변화. 실선은 앙상블 평균값을 의미하며, 음영은 5개 모델 앙상블 범주를 의미함(국립기상과학원, 2022) 367

그림 10.3. SSP 시나리오별 21세기 말(2081~2100)과 현재(1995~2014) 사이의 동아시아에서 연평균 온도 차이(김진욱 등, 2022) 368

그림 10.4. 현재(2000~2019)와 SSP1-2.6, SSP5-8.5 시나리오의 21세기 말(2080~2100) 동안 (a) 일평균 온도의 확률 밀도 함수와 (b) 일 강수량 빈도의 히스토그램.... 368

그림 10.5. 현재(2000~2019년) 대비 2000~2100년의 우리나라 평균강수량의 변화. 실선은 앙상블 평균값을 의미하며, 음영은 5개 모델 앙상블의 범주를 의미함(국립기상과학원, 2022) 369

그림 10.6. SSP 시나리오별 21세기 말(2081~2100)과 현재(1995~2014) 사이의 동아시아에서 총강수량의 차이(김진욱 등, 2022) 369

그림 10.7. 현재 기후(2000~2019) 대비 미래 기후(2021~2040, 2041~2060, 2081~2100)에서 26개 유역별 100년 재현 빈도 강수의 증가률에 대한 상자수염 그림(김선태 등, 2023) 370

그림 10.8. 현재(2000~2019년)와 미래 기간별 우리나라 (a) 폭염일과 (b) 열대야일, (c) 온난일과 (d) 온난야 발생일 변화(국립기상과학원, 2022) 371

그림 10.9. 현재(2000~2019년)와 미래 기간별 우리나라 (a) 한파일과 (b) 서리일, (c) 한랭일과 (d) 한랭야 발생일 변화(국립기상과학원, 2022) 371

그림 10.10. 현재(2000~2019년)와 미래 기간별 우리나라의 (a) 5일 최대 강수량과 (b) 상위 5% 극한강수일, (c) 호우일수 발생일 변화(국립기상과학원, 2022) 372

그림 10.11. 시나리오 CMIP과 역사재현 실험의 차이. (a) 해수면온도 (b) 표층해류(Jung et al., 2021) 373

그림 10.12. 역사재현 실험과 SSP585. IPCC 시나리오에 기반한 다중모형 앙상블에서 (a) AMOC 강도, (b) 멕시코만 수송량, (c) 깊은 서안경계류 수송량, (d) 잔류에 의해 정의된... 374

그림 10.13. CMIP6 모델에서의 현재와 SSP 시나리오별 한반도 주변(실선)과 전세계 평균(점선)에 대한 pH 농도의 전망(김지선 등, 2025) 375

그림 10.14. 2050년까지의 (a) 남극빙상(AIS)과 (b) 그린란드 빙상(GrIS), (c) 그 둘의 결합의 질량 손실로 인한 해수면 변화 전망. 녹색선은 전구평균 해수면 변화선(GMSL)을... 376

그림 10.15. ISMIP6에 사용된 CMIP6. 모델에서의 표면 질량수지와 빙상동역학에 의한 서남극 빙상(WAIS)의 기여도별 전구 평균표면온도와 해수면 상승의 산포도(Payne et al., 2021).... 377

그림 10.16. 현재 기후 대비 한반도 평균(SSP1-2.6: 녹색선, SSP5-8.5: 빨간선), 동해(진한 파란선), 서해(파란선), 남해(밝은 파란선)에서의 (a) 해수면 높이와 (b) 해수면 온도의... 380