Impacts of the High Resolution Land Cover Data on the 1989 East-Asian Summer Monsoon Circulation in a Regional Climate Model

지역기후모델에서 고해상도 지면피복이 1989년 동아시아 여름몬순 순환에 미치는 영향

This study examines the impacts of land cover changes on the East Asia summer monsoon with the National Center for Atmospheric Research Regional Climate Model (NCAR RegCM2), coupled with Biosphere Atmosphere Transfer Scheme (BATS). To assess the goals, two types of land cover maps were used in the simulation of summer climate. One type was NCAR land cover map (CTL) and the other was current land cover map derived from satellite data (land cover: LCV). Warm and cold surface temperature biases of $1-3^{\circ}C$ occurred over central China and Mongolia in CTL. The model produced excessive precipitation over northern land area but less over southern ocean of the model domain. Changes of biophysical parameters, such as albedo, minimum stomatal resistance and roughness length, due to the land cover changes resulted in the alteration of land-atmosphere interactions. Latent heat flux and wind speed in LCV increased noticeably over central China where deciduous broad leaf trees have been replaced by mixed farm and irrigated crop. As a result, the systematic warm biases over central China were greatly reduced in LCV. Strong cooling of central China decreased pressure gradient between East Asian continent and Pacific Ocean. The decreased pressure gradient suppressed the northward transport of moisture from south China and South China Sea. These changes reduced not only the excessive precipitation over north China and Mongolia but also less precipitation over south China. However, the land cover changes increased the precipitation over the Korean Peninsula and the Japan Islands, especially in July and August.

이 연구에서는 지면-대기 모수화 방안 (BATS1e)이 접합된 미국 국립기상연구센터 (NCAR)에서 개발한 지역기후모델(RegCM2)을 이용하여 지면피복의 변화가 동아시아 여름몬순에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. 지면피복 변화의 영향을 분석하기 위하여 두 종류의 지면피복 자료를 이용하였다. 하나는 NCAR에서 제공하는 지면피복 자료 (CTL 실험)이고 다른 하나는 최근의 기상위성자료로부터 직접 분류한 고해상도 지면피복분류 자료(LCV 실험)이다. CTL 실험에서는 중국 중부지역과 몽고지역의 지면온도가 각각 약 $1-3^{\circ}C$ 높고 낮게 모의되었다. 또한 모의 영역 북부지역에서는 강수가 과다하게 모의된 반면 모의영역 남부 바다지역의 강수는 과소하게 모의되었다. 지면피복 변화에 의한 알베도, 거칠기 길이 및 최소기공저항계수와 같은 지면의 생물리적 요소들의 변화는 지면-대기 상호작용을 변경시켰다. 즉, 지면피복이 낙엽활엽수림에서 농지와 관계농지로 변경된 LCV 실험의 중국 중부지역에서는 잠열 속과 풍속이 현저하게 증가되었다. 그 결과 CTL 실험에서 나타났던 중국 중부지역에서의 온난편차가 LCV 실험에서는 대부분 완화되었다. 중국 중부지역에서의 강한 기온 하강은 태평양과 대륙사이의 기압 차를 약화시키고 있다. 남동에서 북서방향으로의 기압경도력이 약화됨에 따라 중국 남부와 남중국해로부터 북동쪽으로의 수증기 수송도 약화되었다. 이러한 수증기 수송의 변화는 모의 영역 북부지역에서의 과다한 강수 모의와 남중국해에서의 과소한 강수모의를 동시에 크게 완화시켰다. 그러나 지면피복의 변화는 특히 7월과 8월에 한반도와 일본 열도 지역에서의 강수를 크게 증기시키고 있다.