Future Projection of Changes in Extreme Temperatures using High Resolution Regional Climate Change Scenario in the Republic of Korea

고해상도 지역기후변화 시나리오를 이용한 한국의 미래 기온극값 변화 전망

The spatial characteristics of changes in extreme temperature indices for 2070-2099 relative to 1971-2000 in the Republic of Korea were investigated using daily maximum (Tmax) and minimum (Tmin) temperature data from a regional climate model (HadGEM3-RA) based on the IPCC RCP4.5/8.5 at 12.5km grid spacing and observations. Six temperature-based indices were selected to consider the frequency and intensity of extreme temperature events. For validation during the reference period (1971-2000), the simulated Tmax and Tmin distributions reasonably reproduce annual and seasonal characteristics not only for the relative probability but also the variation range. In the future (2070-2099), the occurrence of summer days (SD) and tropical nights (TR) is projected to be more frequent in the entire region while the occurrence of ice days (ID) and frost days (FD) is likely to decrease. The increase of averaged Tmax above 95th percentile (TX95) and Tmin below 5th percentile (TN5) is also projected. These changes are more pronounced under RCP8.5 scenario than RCP4.5. The changes in extreme temperature indices except for FD show significant correlations with altitude, and the changes in ID, TR, and TN5 also show significant correlations with latitude. The mountainous regions are projected to be more influenced by an increase of low extreme temperature than low altitude while the southern coast is likely to be more influenced by an increase of tropical nights.

이 연구에서는 한국의 미래 기온극값의 변화를 전망하고자 하였다. 이를 위해 12.5km 고해상도의 지역기후모델(HadGEM3-RA)에서 생산된 일 최고 및 최저 기온 자료와 관측 자료를 이용하여 RCP4.5/8.5 시나리오에 따른 6개 극한기온 지수를 산출하고, 현재(1971-2000) 대비 21세기 말(2070-2099)의 공간 변화를 분석하였다. 현재 기간에 대해 모델에서 생산된 일 최고 및 최저 기온은 관측 자료의 확률분포 형태와 범위를 비교적 잘 모의한다. 현재 대비 21세기 말에 결빙일(ID)과 서리일(FD)은 전 지역에서 감소하고 여름일(SD)과 열대야(TR)는 증가할 것이며, 95퍼센타일을 초과하는 일 최고기온(TX95)과 5퍼센타일 미만 일 최저기온(TN5)의 평균값은 전 지역에서 상승할 것으로 전망된다. 이는 RCP4.5보다 RCP8.5 시나리오의 경우에 더 강하다. 고도는 ID, SD, TR, TX95, TN5와 위도는 ID, TR, TN5의 변화와 유의한 상관관계를 보인다. 21세기 말에 산지에서는 기온의 하위 극값 상승, 남해안에서는 열대야 증가로 인한 영향이 강하게 나타날 것으로 전망된다.