극한 호우사상의 규모 평가를 위한 대규모 기후 앙상블 자료의 적용

• 영문명: Application of Large-scale Climate Simulation Data to Evaluate the Scale of Extreme Rainfall Events: A Case of the 2018 Hiroshima Extreme-scale Rainfall Event
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 김영규(Kim, Youngkyu) 손민우(Son, Minwoo) 김선민(Kim, Sunmin)
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』22권2호, 27~38쪽, 전체 12쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2022.04.30

국문 초록

본 연구는 대규모 기후 앙상블 모의 결과를 이용하여 산정된 극한 강우량을 최근 발생한 극한 호우사상의 규모 평가에 적용하는 것을 목적으로 수행되었다. 이 연구는 2018년 히로시마 극한 호우의 사례를 기반으로 했다. 2018년 히로시마 호우사상은 지속시간 24시간에서 1,000년의 재현기간에 상응하는 극한 규모를 나타냈기 때문에 빈도해석 방법을 기반한 확률강우량의 개념으로 규모를 평가하기 어렵다. 따라서 이를 평가하고자 대규모 기후 앙상블 모의결과 기반의 d4PDF 자료를 이용하였다. 이 자료는 3,000개의 연 최대 강우자료를 제공하고, 이를 토대로 통계적 모형 및 가정 없이 비모수적으로 10년부터 1,000년의 재현기간을 나타내는 지속시간 24시간의 확률강우량을 산정했다. 산정된 d4PDF의 확률강우량은 관측강우량의 확률강우량과 비교하였으며, 관측기간에 가까운 50년의 재현기간에서는 두 확률강우량의 차이가 3.53%였지만 관측기간(33년)과 재현기간(100년 이상)의 차이가 증가할수록 오차가 10% 이상으로 증가하는 양상을 나타냈다. 이는 장기간 재현기간에서 관측강우량의 확률강우량은 불확실성을 내포하는 것을 의미한다. d4PDF의 확률강우량에 대해서 2018년 히로시마 호우사상은 300년에 가까운 재현기간을 나타냈다. 미래 기후조건에서의 d4PDF 자료를 이용해 확률강우량을 산정했으며, 현재 기후조건대비 미래 기후조건에서 10년부터 1,000년의 재현기간을 나타내는 확률강우량은 모두 20% 이상으로 증가했다. 미래 기후조건의 확률강우량에 대해 2018년 히로시마 호우사상은 100년에 가까운 재현기간을 나타냈으며, 이는 미래 기후조건에서 히로시마 호우사상의 발생 확률이 0.33% (현재 기후)에서 1% (미래 기후)로 증가하는 것을 의미한다. 결과적으로, 대규모 기후 앙상블 모의결과 기반의 d4PDF는 현재 기후조건과 미래 기후조건하에서 극한 규모의 호우사상을 정량적으로 평가하는데 유용하게 활용될 수 있다.

영문 초록

This study aims to apply large-scale climate ensemble simulation data to evaluate the magnitude of extreme rainfall events. It was conducted on the basis of extreme rainfall that occurred in the Hiroshima region in 2018. This event recorded an extreme rainfall magnitude corresponding to a return period of 1,000 years at a 24-h rainfall duration; it is difficult to evaluate this magnitude with the concept of probability rainfall based on frequency analysis due to the short observation period. To overcome this limitation, the data for policy decision making for future (d4PDF) climate change database based on a large-scale climate ensemble simulation was used. These data provided 3,000 annual maximum daily rainfall values, which were used to empirically estimate the probability rainfall with a return period of 10-1,000 years based on a non-parametric approach without statistical methods. The estimated probability rainfall of the d4PDF was compared with the estimated probability obtained from the observed rainfall and frequency analysis. The difference between the two probability rainfall values was 3.53% for the return period of 50 years. However, as the return period increases, the error increases to more than 10%. This indicates that the estimation of the probability rainfall with a long-term return period using the observed data of a relatively short period may present uncertainties. Regarding the probability rainfall using d4PDF under present climate conditions, the Hiroshima event represented a return period of nearly 300 years. Meanwhile, for the probability rainfall using the d4PDF under future climate conditions, the Hiroshima event had a return period of nearly 100 years. Consequently, the magnitude of the probability rainfall increased in future climate conditions, and the probability of the occurrence of extreme rainfall corresponding to the Hiroshima event increased from 0.33% to 1%. Therefore, d4PDF can be used to quantitatively evaluate the magnitude of extreme rainfall events under present and future climate conditions.

목차

1. 서 론

2. 대상유역 및 자료

3. 방법론

4. 결과 및 토의

5. 결 론

감사의 글

References

키워드

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