극치강우자료의 경향성에 대한 시간적 변동 전망

Outlook for Temporal Variation of Trend Embedded in Extreme Rainfall Time Series

  • 서린 (한양대학교 대학원 건설환경공학과) ;
  • 최민하 (한양대학교 건설환경공학과) ;
  • 김태웅 (한양대학교 건설환경공학과)
  • Seo, Lynn (Dept. of Civil and Environmental Eng., Hanyang Univ.) ;
  • Choi, Min-Ha (Dept. of Civil and Environmental Eng., Hanyang Univ.) ;
  • Kim, Tae-Woong (Dept. of Civil and Environmental Eng., Hanyang Univ.)
  • 투고 : 2010.01.04
  • 심사 : 2010.03.08
  • 발행 : 2010.08.31

초록

지구온난화로 인한 기후변화에 관한 연구에 따르면, 최근 지구온난화의 징후가 매우 뚜렷하며, 강우의 강도는 증가할 것으로 예측되고 있다. 매해 발생하는 극한수문사상으로 인한 피해가 꾸준히 증가하고 있는 추세이며, 증가하고 있는 집중호우의 발생 빈도는 강우자료의 추세에 분명히 영향을 미치고 있다. 현재 수자원 계획이나 설계에 수행되고 있는 확률강우량 산정법은 강우자료가 정상성을 지니고 있다고 가정하여 빈도분석을 실시하고 있다. 이러한 정상성 확률강우량 산정방법은 최근의 관측강우의 증가 추세를 반영하지 못하여 기후변화에 따른 이상강우에 매우 취약할 수 있다. 본 연구에서는 강우시계열에서 나타나는 경향성의 시간적 변동 분석을 위해 현재 경향성이 나타나지 않는 강우관측소 51개 지점에 대하여, 강우 관측자료가 가지는 통계적 특성을 유지하면서 추계학적 시계열 모의발생기법을 이용하여 강우자료를 발생시킨 후 경향성 검정을 실시하였다. 그 결과 대상지점 51개 중 13개 지점에서 향후 10년 이내에 경향성이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이는 강우의 변동 추이가 현재와 같이 계속 진행된다면, 비록 현재에는 정상 시계열로 판단되는 강우 시계열일지라도 향후 비정상성을 갖게 됨을 반증한다. 따라서 목표연도의 확률강우량을 산정할 경우 강우의 증가 경향성을 충분히 반영할 수 있는 비정상성 확률강우량 산정 방법이 적용되어야 할 것이다.

According to recent researches on climate change, the global warming is obvious to increase rainfall intensity. Damage caused by extreme hydrologic events due to global change is steadily getting bigger and bigger. Recently, frequently occurring heavy rainfalls surely affect the trend of rainfall observations. Probability precipitation estimation method used in designing and planning hydrological resources assumes that rainfall data is stationary. The stationary probability precipitation estimation method could be very weak to abnormal rainfalls occurred by climate change, because stationary probability precipitation estimation method cannot reflect increasing trend of rainfall intensity. This study analyzed temporal variation of trend in rainfall time series at 51 stations which are not significant for statistical trend tests. After modeling rainfall time series with maintaining observed statistical characteristics, this study also estimated whether rainfall data is significant for the statistical trend test in near future. It was found that 13 stations among sample stations will have trend within 10 years. The results indicate that non-stationary probability precipitation estimation method must be applied to sufficiently consider increase trend of rainfall.

키워드

참고문헌

  1. 권영문, 박진원, 김태웅(2009). "강우량의 증가 경향성을 고려한 목표연도 확률강우량 산정", 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제29권, 2B호, pp. 131-139.
  2. 권태영, 오성남, 박상욱(1998). "한반도 여름 강우의 장기변동과 지역적 특성" 한국기상학회지,Vol. 34, pp. 20-30.
  3. 김연형(1994). 시계열분석, 자유 아카데미. pp.3-36, 283-356.
  4. 오제승, 김형수, 서병하(2006). "수문 및 기후 자료에 대한 선형 경향성 및 평균이동 분석", 대한토목학회 논문집, 대한토목학회, 제26권, 4B호,pp. 355-362.
  5. 이상복, 김경덕, 허준행(2004). "강수자료에 대한변동성 및 경향성 해석", 한국수자원학회 학술발표회 논문집, 한국수자원학회, pp. 696-700.
  6. 임은순, 권원태, 배덕효(2006). "수자원 영향평가에활용 가능한 지역기후변화 시나리오 연구", 한국수자원학회 논문집, 한국수자원학회, 제39권,12호, pp. 1043-1056.
  7. 정종호, 윤용남(2006). 수자원 설계 실무, 구미서관, pp. 49-51.
  8. 차은정, 최영진(2000). "한반도 여름철 집중호우의시간 ∙ 공간 변동 특성", 한국수자원학회지, 한국수자원학회, 제33권, 4호, pp. 47-56.
  9. Beighley, R. E. and Moglen, G. E. (2002). "Trend assessment in rainfall-runoff behavior in urbanizing watersheds", Journal of Hydrologic Engineering, Vol. 7, No. 1, pp. 27-34. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1084-0699(2002)7:1(27)
  10. Caruso, J. C. and Cliff, N. (1997). "Empirical size, coverage, and power of confidence intervals for Spearman's Rho", Educational and Psychological Measurement, Vol. 57, No. 4, pp. 637-654. https://doi.org/10.1177/0013164497057004009
  11. He, Y, Bárdossy, A. and Brommundt, J. (2006). "Non-stationary flood frequency analysis in southern germany", The 7th International Conference on HydroScience and Engineering, Philadelphia.
  12. IPCC, (2007). Climate Change 2007 : Synthesis Report, pp. 31.
  13. Kalra, A., Piechota, T. C., Davies, R. and Tootle G. A. (2008). "Changes in U.S. streamflow and western U.S. snowpack", Journal of Hydrologic Engineering, Vol. 13, Issue 3, pp. 156-160. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1084-0699(2008)13:3(156)
  14. Leclerc, M. and Ouarda, T. B. B. J. (2007). "Non-stationary regional flood frequency analysis at ungauged site", Journal of Hydrology, Vol. 343, Issues 3-4, pp. 254-265. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2007.06.021
  15. Mearns, L. O., Schneider, S. H., Thompson, S. L. and McDaniel, L. R. (1990). "Analysis of climate variability in general circulation models : Comparison with observation and changes in variability $2XCO_{2}$ experiments", Journal of Climate, Vol. 4, pp. 425-435.
  16. Rohrer, C. A. and Hughes C. L. (2006). "Flow trend analysis in the rouge river watershed and the effect of temporal resolution on trend detection", World Environmental and Water Resources Congress 2006, Omaha, Nebraska.