지구시스템 모델이란?

미래 기후변화를 예측하기 위해 대기,해양,육지,해빙,생물 등 지구 구성요소를 표헌하는 수치 예측 모델(모형 결합자를 통해 구성요소 사이의 상호작용을 함께 모의함)

• 대기모형 : 바람, 온도, 습도
• 해빙 두께, 면적
• 육지 모형 : 육상 식생
• 해양 모형 : 해양 유속, 수온, 염분, 해양 생지화학 요소

개발 배경

• 급격한 기후변화로 인한 이슈 발생 시 대응 필요
• 해외 모델에만 의존하지 않고, 자체적으로 기후변화 예측과 실험자료를 생산하는 기반 필요
• IPCC 평가보고서 등 기후대응을 위한 전세계적 공조 체계에 기여하기 위함

국내외 협업을 통한 KIOST-ESM 개발

개발기관 : 한국해양과학기술원, 연세대학교, 울산과학기술원, 한양대학교, 한국해양대학교, 부경대학교

GFDL(미국 지구물리유체역학연구소)의 CM2.5 모델 기반

• 해양 수직 혼합 모수화 개선
• 대기 구름 모수화 개선
• 육상 식생 개선

모수화란? 수치모형에서 물리적으로 표현하기 어려운 역학 과정을 단순화하여 표현하는 기법

기존의 기후 모델

대기-해양-육지-해빙의 물리적인 요소(온도, 유속)등 만을 고려한 모델 체계

지구 시스템 모델

대기-해양-육지-해빙의 생지화학적 요소가 고려되어 지구의 탄소순환을 재현 가능함

KIOST_ESM 기능

각 모형별 표층 수온의 오차(도씨)

• GFDL-CM3
• KIOST-ESM

남극해 표층 수온 고온 편이 문제 해결

• 1. 구름은 대기 모형에서 제대로 표현하기 가장 어려운 요소로 대기 모델의 많은 불확실성이 구름의 모의 성능과 크게 관련 있음 기존 모델들에서는 남극해의 운량을 지나치게 적게 모의하고 있음 남극해에서의 운량을 보다 현실에 가깝게 모의해 해양 표면으로 입사하는 과도한 복사에너지(태양에너지)를 줄여 남그해 표층 수온 모의 능력 향상
• 2. 남극해의 해양 혼합층이 실제에 비해 얕게 모의되어 표층 수온이 과도하게 높게 나타나는 문제 발생 혼합층을 실제에 가깝게 보다 깊이 모의하여 문제점 개선

KIOST-ESM 활용 방향

KIOST-ESM 기반 기후 예측 시스템 개발 과거 해양기후 분석과 미래 변화 예측 수행 기관 고유의 기후 실험 도구 확보 다양한 과학적 연구 성과 창출 KIST-ESM의 CMIP6 프로젝트 참여 및 IPCC 6차 평가보고서 수록 기후변화 대응을 위한 다양한 국제협력 체계에 한국해양과학기술원이 기여