Earticle

Numerous diseases on trees or forest crops caused by various fungal pathogens have been increasingly reported in many countries. This is due to the fact that the human-mediated movement of the pathogens via wood materials and climate changes affecting worldwide. During a recent survey of tree diseases carried out to identify the fungal pathogens, especially infecting urban trees between 2017 and 2018, numerous fungal pathogens were identified and were confirmed occurring in many parts of the regions in South Korea. This includes Pseudocercospora sp., Desarmillaria sp., Botryosphaeriaceae and the ophiostomatoid fungi. Of those identified, Botryosphaeria spp. were the most commonly isolated from Sorbus alnifolia and Juglans sinensis, and are seriously causing damages on the trees. Although the pathogenicity of the pathogens that belong to Ceratocystidaceae isolated has not been confirmed yet, Ceratocystis species were also commonly collected from Quercus spp. and Prunus sp. in South Korea. Fungal pathogens that belong to Botryosphaeriaceae were commonly associated with branch and twig. These diseases are closely associated with plant stress. In this regard, this raises the importance of the species under a scenario of global change, including climate change and other, especially anthropogenic changes to the environment that place pressure on plant communities. The ophiostomatoid fungi isolated were closely associated with wounds inflicted on the trees and were confirmed occurring. This in turn raises concern to the country, given the fact that this group includes many important and well-known primary pathogens infecting trees and forestry crops. To effectively control the fungi-associated diseases on urban trees, a precise diagnosis of the pathogens is of crucial importance. In this regard, more rigorous identification of the pathogens is needed to better access the relevance of the diseases and decide about the need for control measures.

We report the genetic transformation of rice for developing stress-resistant crops with a view to solving the international problem of hunger. Hunger is an international problem because, while the world population is increasing geometrically, food production is increasing arithmetically. Food production is not increasing at the desired rate because of the deterioration of the environment and limited production capacities. In addition, climate changes pose an even more serious concern with regard to food production. Therefore, rice was genetically transformed with a view to overcoming the stress resulting from climate changes. cDNA was reverse transcribed from mRNA extracted from rice and introduced into the TOPO and pET cloning vectors. The resultant expression plasmids were used to transform Escherichia coli cells.

지구온난화로 인한 기후변화는 우리나라 집중호우의 발생 건수와 피해 규모를 증가시켰으며, 집중 호우로 인한 피해는 단일 자연재해 중 가장 크다. 이러한 집중호우 피해를 예방하기 위해서는 기후 변화를 고려한 댐 및 수력 구조물의 적합한 설계강우량이 필요하다. 본 연구는 금강 6개 강우관측지 점의 연최대일강우량 자료의 통계적 검정 후 5개의 확률분포(PT3, GPA, GNO, GEV, GLO) 적용을 위해 L-모멘트법, Kolmogorov–Smirnov과 RMSE를 이용하여 적절성을 판단하였다. 적합도 검정은 5개(PT3, GPA, GNO, GEV, GLO)의 확률분포가 본 연구에 적합한 것으로 나타났으며, 금강유역의 기후변화 시나리오에 대한 확률분포의 적용으로 확률강우량을 산정하였다. 기후변화 시나리오 RCP 4.5, RCP 8.5 적용과 분석기간 2040년, 2060년, 2080년, 2100년까지로 기간이 점진적으로 증가함에 따라 확률강우량이 증가하는 것으로 나타났다. 기후변화 시나리오를 고려한 확률강우량 연구는 홍 수와 가뭄을 예방하기 위한 대략적인 지침으로 활용 가능하며 댐 및 수리시설물과 수자원 계획 설계 에 적용 가능하다.

Climate change caused by global warming has increased the number of severe damages by torrential rains in South Korea. With this concern, the rainfall design, which takes climate changes into account, is necessary for designing safe and sustainable hydraulic structures to prevent such damages. This study conducted statistical testing of all rainfall data located at six rainfall stations in Geum river basin. Kolmogorov–Smirnov and Root Mean Square Error were used to apply five probability distributions (PT3, GPA, GNO, GEV, GLO) to the statistical testing results. The analysis of climate change scenarios, RCP 4.5 and RCP 8.5, showed that the probability of rainfall increased as the period gradually increased to 2040, 2060, 2080, and 2100. The study of probability rainfall considering climate change scenarios can be utilized as a rough guideline for flood and drought prevention. It can also make an ultimate contribution to plans for designing safe and sustainable hydraulic structures and water resources.

본 연구에서는 RCP 및 SSP 기후변화 시나리오 기반의 21세기 한반도 풍속의 장기변동성 전망에 대한 시공간 특성을 분석하였다. 21세기 풍속의 평균 기후값의 공간분포 양상은 해상 영역의 풍속이 육상 영역보다 평균적으로 약 2배 정도 크게 나타났고, SSP 시나리오의 경우가 RCP 시나리오의 경우와 비교하여 전반적으로 강한 풍속분포를 보였다. 연대별 풍속의 아노말리 변동성은 대상 시나리오 및 시공간에 따라 다양한 양상이 나타났으며, 전반적으로 육상보다 해상에서 상대적으로 큰 아노말리 변동성을 보였다. 21세기 한반도 풍속의 장기변동추세는 전반적으로 감소추세를 나타내는 음의 변동성이 지배적이었으며, SSP 시나리오의 경우가 RCP 시나리오의 경우와 비교하여 변동성이 상대적으로 크게 평가되 었다. 또한, 온실가스 고배출 시나리오(RCP8.5 및 SSP5-8.5)의 경우가 온실가스 중배출 시나리오(RCP4.5 및 SSP2-4.5) 의 경우와 비교하여 전반적으로 변동 폭이 다소 큰 것으로 나타났다. 결론적으로 21세기 한반도 풍속의 미래 변동성 전 망은 기후변화 시나리오에 따라 달라질 수 있으며, 바람 특유의 시공간적 복잡·다양성을 배제할 수 없겠다.

In this study, the spatio-temporal characteristics of long-term variability of wind speed over the Korean Peninsula in the 21st century were analyzed using RCP and SSP climate change scenario data. The spatial distribution of the average wind speed in the 21st century showed that the wind speed in the sea area was about twice that of the land area, and the SSP scenario showed a stronger overall wind speed distribution compared to the RCP scenario. The anomaly distributions of the multi-decadal wind speed showed various patterns depending on the target scenario and space-time, and showed relatively large anomaly variability in the sea area than in the land. In the 21st century, the long-term trend of wind speed over the Korean Peninsula was dominated by negative variability indicating a decreasing trend overall. Compared to the RCP scenario, the variability of wind speed was evaluated to be relatively large in the SSP scenario. It was also found that the variability of wind speed in the high greenhouse gas emission scenarios(RCP8.5 and SSP5- 8.5) was slightly greater than the medium greenhouse gas emission scenarios(RCP4.5 and SSP2-4.5). In conclusion, the projected changes in wind speed over the Korean Peninsula in the 21st century may vary depending on climate change scenarios, and the spatio-temporal complexity of winds must be considered.

This study aims to assess the changes in crop water requirement of paddy and upland according to future climate and land use changes scenarios. Changes in the spatiotemporal distribution of temperature and precipitation are factors that lower the stability of agricultural water supply, and predicting the changes in crop water requirement in consideration of climate change can prevent the waste of limited water resources. Meanwhile, due to the recent changes in the agricultural product consumption structure, the area of paddy and upland has been changing, and it is necessary to consider future land use changes in establishing an appropriate water use plan. Climate change scenarios were derived from the four GCMs of the CMIP6, and climate data were extracted under two future scenarios, namely SSP1-2.6 and SSP5-8.5. Future land use changes were predicted using the FLUS (Future Land Use Simulation) model. Crop water requirement in paddy was calculated as the sum of evapotranspiration and infiltration based on the water balance in a paddy field, and crop water requirement in upland was estimated as the evapotranspiration value by applying Penman-Monteith method. It was found that the crop water requirement for both paddy and upland increased as we go to the far future, and the degree of increase and variability by time showed different results for each GCM. The results derived from this study can be used as basic data to develop sustainable water resource management techniques considering future watershed environmental changes.

본 연구의 목적은 안성천 상류 공도유역($366.5km^2$)을 대상으로 SWAT 모형을 이용하여 미래 기후변화 평가에 있어, 미래의 토지이용변화를 동시에 고려하면 수문학적 거동에 얼마나 영향을 주는지를 분석하고자 하였다. 미래기후변화 시나리오는 HadGEM3-RA의 RCP 4.5와 8.5 시나리오를 이용하여 2030s (2020-2039)과 2050s (2040-2059) 기간으로 나누어 적용하였으며, 토지이용변화는 도시성장 시나리오에 따른 회귀모형 기반의 CLUE-s 모델을 이용하였다. 기준년(1976-2005) 대비 미래 강수량은 RCP 4.5에서 2030s에 최대 5.7%의 감소, 2050s에는 최대 18.5% 증가하였고, 미래 기온은 2030s RCP 4.5에서 최대 $1.8^{\circ}C$, 2050s RCP 8.5에서 최대 $2.6^{\circ}C$ 증가하였다. 미래 토지이용은 2050년 도시지역이 58.6% ($29.0km^2$에서 $46.0km^2$) 증가하는 것으로 예측되었다. SWAT 수문 검보정은 14년(2002-2015) 동안의 공도관측소 일유량 자료를 이용하였으며, 저유량 모델효율의 향상을 위하여 2014-2015년 연속 가뭄년을 대상으로 보정을 실시한 결과, 하천유량(Q)과 1/Q을 대상으로 Nash-Sutcliffe 모델효율은 각각 0.86과 0.76이었다. 미래 기후변화 시나리오만을 적용한 결과, 하천유출량이 2030s RCP 4.5에서 최대 24.2% 감소하다가 2050s RCP 4.5에서 최대 10.9% 증가하는 변화를 보여주었다. 한편, 기후변화와 더불어 미래의 토지이용변화를 함께 고려한 경우는 하천유출량이 2030s RCP 4.5에서 최대 14.9% 감소, 2050s RCP 4.5에서 최대 19.5% 증가하는 변화를 보여주어, 미래 기후변화에 따른 유역의 수문평가 시, 도시성장이 기대되는 유역 등 미래의 토지이용변화가 클 가능성이 있는 유역에 대해서는 토지이용변화 요소를 고려할 필요가 있다고 생각된다.

The purpose of this study is to evaluate the future hydrologic behavior affected by the potential climate and land use changes in upstream of Anseong-cheon watershed ($366.5km^2$) using SWAT. The HadGEM3-RA RCP 4.5 and 8.5 scenarios were used for 2030s (2020-2039) and 2050s (2040-2059) periods as the future climate change scenario. It was shown that maximum changes of precipitation ranged from -5.7% in 2030s to +18.5% in 2050s for RCP 4.5 scenarios and the temperature increased up to $1.8^{\circ}C$ and $2.6^{\circ}C$ in 2030s RCP 4.5 and 2050s 8.5 scenarios respectively based on baseline (1976-2005) period. The future land uses were predicted using the CLUE-s model by establishing logistic regression equation. The 2050 urban area were predicted to increase of 58.6% (29.0 to $46.0km^2$). The SWAT was calibrated and verified using 14 years (2002-2015) of daily streamflow with 0.86 and 0.76 Nash-Sutcliffe model efficiency (NSE) for stream flow (Q) and low flow 1/Q respectively focusing on 2 drought years (2014-2015) calibration. For future climate change only, the stream discharge showed maximum decrease of 24.2% in 2030s RCP 4.5 and turned to maximum increase of 10.9% in 2050s RCP 4.5 scenario compared with the baseline period stream discharge of 601.0 mm by the precipitation variation and gradual temperature increase. While considering both future climate and land use change, the stream discharge showed maximum decrease of 14.9% in 2030s RCP 4.5 and maximum increase of 19.5% in 2050s RCP 4.5 scenario by the urban growth and the related land use changes. The results supported that the future land use factor might be considered especially for having high potential urban growth within a watershed in the future climate change assessment.

Extreme floods occur more often recently as the frequency of extreme storm events increase due to the climate change. Because the extreme flood exceeding the design flood can cause large-scale disasters, it is important to predict and prepare for the future extreme flood. Flood flow is affected by two main factors; rainfall and land use. To predict the future extreme flood, both changes in rainfall due to the climate change and land use should be considered. The objective of this study was to simulate the future design flood in the Hwangguji river watershed, South Korea. The climate and land use change scenarios were derived from the representative concentration pathways (RCP) 4.5 and 8.5 scenarios. Conversion of land use and its effects (CLUE) and hydrologic modelling system (HEC-HMS) models were used to simulate the land use change and design flood, respectively. Design floods of 100-year and 200-year for 2040, 2070, and 2100 under the RCP4.5 and 8.5 scenarios were calculated and analyzed. The land use change simulation described that the urban area would increase, while forest would decrease from 2010 to 2100 for both the RCP4.5 and 8.5 scenarios. The overall changes in design floods from 2010 to 2100 were similar to those of probable rainfalls. However, the impact of land use change on design flood was negligible because the increase rate of probable rainfall was much larger than that of curve number (CN) and impervious area.

본 논문의 목적은 기후변화가 북한지역에서 유역규모의 수문순환에 미치는 영향을 평가하는데 있다. 먼저, CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5)의 모형인 MRI-CGCM3모델을 선택하였으며, 추계학적 축소기법의 하나인 SDQDM(Spatial Disaggregation-Quantile Delta Mapping)기법을 이용하여 기후변화시나리오 자료를 편의보정 하였다. 또 한 관측치와 SDQDM 기법의 적용 전⋅후의 비교를 통해 SDQDM기법의 타당성을 검토하였다. 또한 기후변화에 따른 극한 기후가 북한의 유역규모 수문순환과 유출에 미치는 영향을 평가하고자 한다. 일반적으로 기후변화에 따른 수문순환을 전망 하기에 앞서 분석에 사용되는 유출모형의 매개변수 최적화가 우선적으로 수행되어야 하지만 북한지역은 정치적 이유로 인해 미계측 유역으로 분류되어 있어 관측 유출량 자료를 확보하기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 양질의 유출량자료가 있는 남한 의 16개 유역을 대상으로 M-RAT모형의 최적 매개변수를 산정하였다. 또한 유역특성변수 간 상관분석을 통해 다중공선성 을 고려하였고, 단계적 회귀분석을 통해 미계측 유역에 적용 할 수 있는 매개변수 추정식을 산정하였다. 매개변수 추정식의 검증을 위해 남한의 오십천, 남대천, 용담댐, 영강 유역을 미계측 유역이라고 가정하고 교차검증을 수행한 결과 4개 유역 모 두 효율계수 NSE가 0.8이상으로 높은 효율성을 확인하였다. 본 논문에서는 기후변화시나리오와 추정된 유출모형의 매개변 수를 이용하여 북한의 압록강 유역의 기후변화에 따른 유역규모의 수문순환과정의 변화를 평가하였다. 분석 결과, 기후변화 시 강수량이 증가하였고, 기온상승으로 인해 증발산량의 증가되는 것으로 전망되었고, 유역 내 유역 저류량은 감소하는 것을 확인하였다. 유황 분석결과 Future 1, 2 기간에 풍수량은 증가하고, 갈수량이 감소하고 Future 3 기간에 풍수량과 갈수량이 증가하는 것으로 전망되었다.

This study aims to assess the influence of climate change on the hydrological cycle at a basin level in North Korea. The selected model for this study is MRI-CGCM 3, the one used for the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5). Moreover, this study adopted the Spatial Disaggregation-Quantile Delta Mapping (SDQDM), which is one of the stochastic downscaling techniques, to conduct the bias correction for climate change scenarios. The comparison between the preapplication and postapplication of the SDQDM supported the study’s review on the technique’s validity. In addition, as this study determined the influence of climate change on the hydrological cycle, it also observed the runoff in North Korea. In predicting such influence, parameters of a runoff model used for the analysis should be optimized. However, North Korea is classified as an ungauged region for its political characteristics, and it was difficult to collect the country’s runoff observation data. Hence, the study selected 16 basins with secured high-quality runoff data, and the M-RAT model’s optimized parameters were calculated. The study also analyzed the correlation among variables for basin characteristics to consider multicollinearity. Then, based on a phased regression analysis, the study developed an equation to calculate parameters for ungauged basin areas. To verify the equation, the study assumed the Osipcheon River, Namdaecheon Stream, Yongdang Reservoir, and Yonggang Stream as ungauged basin areas and conducted cross-validation. As a result, for all the four basin areas, high efficiency was confirmed with the efficiency coefficients of 0.8 or higher. The study used climate change scenarios and parameters of the estimated runoff model to assess the changes in hydrological cycle processes at a basin level from climate change in the Amnokgang River of North Korea. The results showed that climate change would lead to an increase in precipitation, and the corresponding rise in temperature is predicted to cause elevating evapotranspiration. However, it was found that the storage capacity in the basin decreased. The result of the analysis on flow duration indicated a decrease in flow on the 95th day; an increase in the drought flow during the periods of Future 1 and Future 2; and an increase in both flows for the period of Future 3.

본 논문에서는 기후결정론에 근거하여 중세 말과 근대의 극심한 기후변화가 유럽에서 나타난 부랑자를 비롯한 범죄행위의 주요 원인이었음을 논의하였다. 각종 문헌 기록을 대용자료로 활용해 당시의 기상기후 환경을 중세 말(13-15세기)과 근대(16-17세기와 18-19세기)로 구분해 파악하였고, 이를 배경으로 부랑과 부랑죄를 중심으로 한 범죄발생의 시계열적 특징을 파악하였다. 또한 부랑에 대한 위험성을 최소화하고 사회방위능력을 제고하기 위한 수단으로 부랑자에 대한 교정의 문제를 살펴보았다. 13-15세기의 극심한 한랭화 및 16-17세기의 전 지구적 한랭기인 소빙기 기후에서는 빈번하게 발생한 이상기상과 기후변화가 농작물의 생육기간을 단축시켰다. 그 결과 흉작의 빈도는 증가했고 기근과 질병이 크게 발생하였다. 이와 함께 빙하의 확장 및 열 경도의 강화에 따른 폭풍우, 바다범람, 모래날림과 같은 자연재해는 수많은 사상자를 내었고 농경지의 황폐화를 가속화하였다. 결과로서 실업과 빈곤이 증가해 새로운 일자리와 식량을 찾아 수많은 부랑자가 나타났으며, 이러한 부랑행위는 감소한 노동력을 증진시키기 위한 수단으로 처벌되었다. 18-19세기의 불규칙한 온난화와 함께 나타난 한랭기후와 기상이변으로 인해 식량생산은 크게 감소하였고 그 결과 극심한 기근과 수많은 부랑자가 나타났다. 이들 부랑자는 절도와 공포를 통해 지역사회에 기생하는 무법자였으며 동시에 절도와 살인(전체 범죄의 90%)의 잠재적 범죄자였다. 이에 부랑자법에 따라 이들은 혹독하게 처벌되었다. 당시 노동을 통해 범죄자를 교정하고자 한 정책은 기후변화의 결과인 빈곤에서 가난한 농부를 구제하고 생산성을 증대하여 부랑범죄에 대한 사회방위능력에 매우 효과적이었다.

This study aims to investigate that extreme changes in climates from the Late Medieval to Modern era played an important role in criminal behaviours in Europe on the basis of climate determinism. Weather conditions and climate had been reconstructed in the Late Middle Era(13th-15th century) and Modern Era(16th-19th century) by using literature records and historical documents as proxy data. The cold and frequent abnormal weather conditions during the Little Ice Age reduced the growth period of crops, resulting in the failure in cultivation and further in the famine and the disease. Besides, the expansion of glaciers and the enhanced thermal intensity in mid-high latitudes resulted in the natural disasters, such as storms, floods, drifted-sand blowings, in which many casualties appeared and the devastation of agricultural lands accelerated. The resulting unemployment and poverty caused lots of poor vagrants to walk around begging for a living, which had been regarded as a crime and punished to improve the labour force. The irregular warming in the 18th-19th century, and cold climate and abnormal weather conditions also led to a sharp decline in the crop productivity, resulting in a number of vagabonds. On the other hand the policy of labouring corrections to edify vagrant criminals enhanced the social defense capability effectively by relieving poverty and increasing productivity, and minimised the risks of the crime in Europe.

본 연구에서는 18개 기후모형으로부터 도출된 SSP 기반의 미래 기후변화 시나리오와 유역모델링(SWAT-K)을 연계하여 제주도 지역의 미래 기후변화에 따른 수문학적 영향을 분석하였다. 기후모형에 따른 편차가 있으나 대체로 미래 기온의 증가에 따라 증발산량이 증가하고, 강수량의 증가로 인해 유출량과 함양량 또한 크게 증가할 것으로 전망되었다. 특히 SSP5-8.5 시나리오에서 이러한 증가가 더욱 뚜렷하게 나타났으며, 미래 후반기로 갈수록 GCM 모형 간의 차이가 크게 나타났다. 연평균 값에 대한 과거기간(1981~2010년) 대비 증감률로는 미래 후반기(2071~2100년)에 SSP5-8.5 시나리오에서 강수량 +21.4%, 증발산량 +19.2%, 유출량 +40.9%, 함양량 +16.6%의 전망을 나타내었다. 월별로 변화율을 보면 SSP5-8.5 시나리오에서 강수량은 9월에 24.5%, 증발산량은 4월에 34.1%, 유출량은 10월에 58.1%, 함양량은 9월에 33.8%까지 증가할 것으로 전망되었다. 또한 극한 기후 시나리오에 따른 전망을 위해, 미래에 최다 강수량을 예측한 CanESM5 모형과 최소 강수량을 예측한 ACCESS-ESM1-5 모형의 미래 기후자료를 사용하여 연평균 수문학적 변화를 비교하였다. 그 결과 강수량이 최대로 나타난 CanESM5 모형에서는 유출률과 함양률이 상대적으로 높게 나타난 반면, 강수량이 최저로 전망된 ACCESS-ESM1-5의 경우에는 증발산 비율이 높게 나타났다. 본 연구에서 적용한 기후변화 시나리오 기준으로 제주도 전체의 가용수자원은 증가한다고 전망할 수 있으나, 기후모형에 따라 계절별 지역별로 상이한 결과를 도출할 수 있기 때문에 가능한 다양한 시나리오를 활용한 종합적 분석과 대응방안이 필요하다고 생각된다.

In this study, we analyzed the hydrological impacts of future climate change on Jeju Island using SSP-based climate change scenarios from 18 climate models and watershed modeling (SWAT-K). Despite discrepancies among climate models, we generally observed an increase in evapotranspiration due to rising future temperatures. Furthermore, a significant increase in runoff and recharge was noted due to increased precipitation. These increasing trends were particularly pronounced in the SSP5-8.5 scenario, and differences among GCM models became more significant in the late 21 century. When compared to the historical period (1981-2010), the projected changes for the far-future period (2071-2100) in the SSP5-8.5 scenario showed a 21.4% increase in precipitation, a 19.2% increase in evapotranspiration, a 40.9% increase in runoff, and a 16.6% increase in recharge on an annual average basis. On a monthly basis in the SSP5-8.5 scenario, precipitation was expected to increase by 24.5% in September, evapotranspiration by 34.1% in April, runoff by 58.1% in October, and recharge by 33.8% in September. To further assess projections based on extreme climate scenarios, we selected two models, CanESM5 and ACCESS-ESM1-5, which represented the maximum and minimum future precipitation forecasts, and compared the hydrological changes in the future scenarios. The results indicated that runoff and recharge rates were relatively higher in the CanESM5 model with the highest precipitation forecast, while evapotranspiration rates were higher in the ACCESS-ESM1-5 model with the lowest precipitation forecast. Based on the climate change scenarios used in this study, the overall available water resources on Jeju Island are more likely to increase. However, since results vary by season and region depending on the climate model and scenario, it is considered necessary to conduct a comprehensive analysis and develop response measures using various scenarios.

Background: Cnidium officinale Makino is a representative medicinal plant, but it is sensitive to changes in climate. The aim of this study was to investigate the growth, physiological reaction, and active compound content of C. officinale Makino in different Representative Concentration Pathway scenarios (RCP 2.6, 4.5, and 8.5). Methods and Results: The net photosynthesis rate of C. officinale was reduced in July and was highest in RCP 8.5 over the entire study period. The maximum carboxylation rate and maximum electron transport rate were reduced in July, therefore, photosynthetic activity also decreased. Chlorophyll a and b, total chlorophyll, and carotenoid content were significantly decreased in high-level RCP scenarios. An increased amount of light energy was captured in photosystem II, but it was lost as heat rather than being used in the electron transfer process. The decrease in the photosynthetic activity of C. officinale in RCP 8.5 was due to the accumulation of excitation energy by inactivation of the reaction center of photosystem II. The chlorogenic acid, ferulic acid, and senkyunolide A content in were significantly low in RCP 8.5. Conclusions: CO2 concentration significantly affects the growth, physiological sensitivity, and active compound content of C. officinale.

기후변화로 인한 극한사상의 빈도와 강도 증가는 자연환경과 인간 사회에 심각한 영향을 미치며, 이에 대한 정량적 평가는 기후 위험 관리와 적응 전략 수립을 위해 필수적이다. 하지만, 기존 연구들은 개별 지점이나 제한된 극한사상을 중심으로 수행된 경우가 많아, 장기간에 걸친 다양한 극한사상의 시·공간적 변화 특성을 통합적으로 파악하는 데에는 한계가 있다. 이를 위해 본 연구는 극한기후지수를 활용하여 기후변화에 따른 우리나라 극한사상의 시·공간적 변화 특성과 장기적 변화 경향을 분석하는 것을 목적으로 하였다. 구체적으로, 1973-2022년 기간에 대한 고해상도(1/16°, 6.25 km) 및 고품질 격자형 기후자료를 기반으로 기온과 강수 관련 9개의 극한기후지수를 활용하여, 과거 25년(1973-1997)과 최근 25년 (1998-2022)의 평균값을 비교하여 극한사상의 변화를 분석하였다. 분석 결과, 우리나라 전역에서 연평균 기온과 연평균 강수량이 전반적으로 증가하였다. 기온 관련 극한기후지수 분석에서는 일 최고기온의 연중 최댓값(TXx)과 폭염일수(HW)의 상승으로 폭염이 강화된 반면, 일 최저기온의 연중 최솟값(TNn)의 상승과 한파일수(CW)의 감소로 저온 극한사상은 완화되는 양상을 보였다. 강수 관련 지수(Rx1day, Rx5day, R50mm, R80mm)는 전국적으로 증가하여 극한강수의 빈도와 강도가 강화된 동시에 최대무강수 지속기간(CDD) 역시 대부분 지역에서 증가하여 극한강수의 양극화 현상이 확인되었다. 본 연구 결과는 우리나라 극한사상의 지역별 변화 특성을 정량적으로 제시하며, 다양한 분야에서 기후변화 적응 및 완화 정책 수립을 위한 과학적 근거로 활용될 수 있을 것이다.

The increasing frequency and intensity of extreme events due to climate change affect natural environments and human society, making quantitative assessments essential for climate change adaptation. However, many studies have focused on individual stations or a limited set of extreme events, constraining a comprehensive understanding of long-term spatiotemporal variability. To address this gap, this study analyzes the spatiotemporal characteristics and long-term trends of extreme events over South Korea using climate extreme indices. Nine temperature and precipitation indices were derived from high-resolution (1/16°, 6.25 km) and high-quality gridded climate data for 1973-2022. Mean values were compared between historical (1973-1997) and recent (1998-2022) periods. Results show overall increases in annual mean temperature and precipitation. The annual maximum of daily maximum temperature (TXx) and heat wave days (HW) increased, indicating an intensification of heat extremes. In contrast, the annual minimum of daily minimum temperature (TNn) increased and cold wave days (CW) decreased, suggesting a weakening of cold extremes. Extreme precipitation indices (Rx1day, Rx5 day, R50mm, and R80mm) increased, indicating intensified heavy precipitation. Increased consecutive dry days (CDD) reveal precipitation polarization, characterized by the coexistence of intensified wet and dry extremes. These results quantify regional variations in climate extremes and provide a scientific basis for climate change adaptation and mitigation strategies across various sectors.

전 세계적으로 기후변화는 계속 진행되고 있으며, 극심한 기상변화로 인한 재난이 곳곳에서 발생하면서 기후변화에 대한 우려가 심화되는 동시에 이에 대한 연구의 필요성 역시 커졌다. 기 후변화의 심각성에 대한 객관적인 자료와 연구결과는 매번 전 세계인의 이목을 받고 있다. 과거, 기후변화로 인한 재앙에 대한 우려가 생태계 파괴, 일부 동물들의 멸종과 같은 환경 문제에 그 친 반면, 최근에는 전 세계 주요 도시에서 주기적으로 발생하는 대형 자연 재난이 기후변화로 인한 결과임을 인식하게 되었으며 기후변화로 인한 재난이 우리 생활권 내에 진입하면서 기후변 화 문제가 생존과 안전 문제로 재인식 되었다. 우리나라 역시 매년 주기적으로 겪었던 풍수해 재난이 점차 대형화되는 것은 물론 기후변화 로 인해 폭염과 가뭄이 빈번하게 발생하게 되어 경제적, 인명 피해가 꾸준히 발생하고 있다. 이 에 2008년 이후 기후변화와 그로인해 발생하는 재난을 효과적으로 관리할 수 있는 체계 및 정책 에 대한 필요성이 대두되면서 관련 체계와 법, 정책 수립이 적극적으로 이루어졌다. 본 논문에서는 기후변화로 인해 주기적으로 겪고 있는 국내 재난에 대해 파악하고 기후변화 적응 정책 과 연구의 현황, 한계에 대해 연구하였다. 국내 재난 유형이 지역별로 다소 차이가 있음을 전제하여 재난 유형 파악 지역을 서울로 한정하였으며, 기타 시ᐧ도별 연구는 향후 연구과제로 제안하고 있다. 우선 기후 변화로 인해 발생하는 서울 도심 내 재난 양상을 살펴보고 그 양상과 기후변화와의 연관성을 밝히기 위해 노력하였다.

본 연구는 영산강 유역의 본류와 주요 지천을 대상으로, SWAT (Soil and Water Assessment Tool) 모델을 이용하여 기후변화에 따른 수질 변화를 예측하고 분석하는 것을 목적으로 수행되었다. 모델의 신뢰성을 높이기 위해 2007년부터 2021년까지 정부가 제공하는 기상 및 유량 자료를 이용해 입력자료를 구축하고 모델 보정을 실시하였다. 제6차 IPCC 보고서에 대해 WRF 기후변화 모델을 이용하여 산정된 중간 배출 시나리오(SSP2-4.5)와 극한 배출 시나리오(SSP5-8.5)를 SWAT에 적용하여 유량, TN 및 TP 부하량을 예측하였다. 미래 기후변화 시나리오에 따른 수질 변화는 단기(2021~2040년), 중기(2041~2060년), 장기(2081~2100년)로 구분하여 분석하였으며, 수질 평가는 환경부의 하천 및 호소 생활환경기준(Living Environmental Standards)과 실시간수질지수(RTWQI)를 기준으로 수행하였다. 결과적으로, 영산강 유역 대부분의 지역에서 TN 농도는 "나쁨" 이상으로 나타났으며, 특히 본류 및 하류 지역에서 "매우 나쁨" 등급이 우세하였다. TP 농도는 시나리오에 따라 다소 차이를 보였으나, 장기적으로는 수질이 개선되는 경향을 보였다. RTWQI 평가에서는 생활환경기준에 따른 평가보다 전반적으로 더 높은 수질 등급이 나타났으며, 시간이 지남에 따라 수질이 개선되는 경향을 보였다. 이는 영산강 유역의 수질 관리에 있어 농업 지역이 주를 이루어 TN 농도가 주요 문제점으로 작용할 수 있음을 시사하는 것을 알 수 있다. 따라서, 미래 기후변화에 따른 수질의 개선을 위해 비료관리, 보존 농업 등과 같은 농업 비점오염원 저감 관리와 함께 도심지역을 중점으로 저영향개발, 침투 도랑, 지붕 녹화 및 하수처리장 개선 등 점·비점오염원 저감이 더욱 필요할 것으로 보인다.

This study was conducted to predict and analyze water quality changes due to climate change using the SWAT (Soil and Water Assessment Tool) model for the main stream and major tributaries of the Yeongsan River Basin. To enhance the reliability of the model, input data was constructed using weather and flow data provided by the government from 2007 to 2021, and the model was calibrated. The mid-emission scenario (SSP2-4.5) and extreme emission scenario (SSP5-8.5), derived using the WRF climate change model from the 6th IPCC report, were applied to SWAT to predict flow and nutrient loads. The water quality changes under future climate change scenarios were analyzed by categorizing them into short-term (2021-2040), mid-term (2041-2060), and long-term (2081-2100) periods. Water quality assessments were conducted based on the Living Environment Standards and the Real-Time Water Quality Index (RTWQI). As a result, in most areas of the Yeongsan River Basin, the concentration of TN was found to be at or above the "Poor" level, with the "Very Poor" level being predominant, especially in the main stream and downstream areas. While the concentration of TP showed some variation depending on the scenario, it exhibited a trend of improvement over the long term. The RTWQI assessment generally showed higher water quality levels compared to the evaluation based on living environment standards, with a trend of water quality improvement over time. This suggests that the concentration of TN can act as a major problem as agricultural regions are the main areas in water quality management in the Yeongsan River basin. Therefore, in order to improve water quality according to future climate change, it is expected that it is necessary to further reduce point and non-point sources such as agricultural non-point source reduction management such as fertilizer management and conservation agriculture, and improvement of roof greening and sewage treatment plants in urban areas.

한반도의 기후변화는 전 세계 평균보다도 빠르게 진행되고 있다. 최근 빈발하고 있는 태풍 및 극한 강우, 폭설과 한파, 온난 화 현상 등이 그 예이다. 특히 북한지역은 오랜 식량난과 에너지난 그리고 무분별한 산림벌목과 개발로 인해 산림생태계가 훼손되어 홍수 및 이수와 같은 기후변화 관련 자연재해에 매우 취약하다. 또한 북한지역은 정치적·사회적인 영향으로 미계측 지역으로 분류되어 있어 수문분석에 필요한 충분한 수문자료를 구하기 어려운 지역이다. 또한 기후변화에 대한 관심이 높아 지면서 각종 수리시설물 및 재해대책에 기후변화를 고려한 연구가 한반도를 대상으로 활발히 진행되고 있지만 북한을 대상 으로 수행된 연구사례는 극히 드물다. 따라서 본 연구에서는 관측 수문자료를 획득하기 어려운 북한지역을 대상으로 지역화 모형을 적용기 위해 획득하기 쉬운 유역특성변수를 선정하고 남한의 16개 댐 유역의 기상학적, 지형적 특성을 기반으로 매개 변수 추정식을 산정하였다. 그리고 오십천, 강릉남대천, 남강댐, 영강유역에 적용하여 산정된 매개변수 추정식의 적용성을 검 토한 결과 북한지역에 매개변수 추정식의 적용성이 매우 높을 것으로 판단되었다.

Climate change on the Korean peninsula is progressing faster than the global average. For example, typhoons, extreme rainfall, heavy snow, cold, and heatwave that are occurring frequently. North Korea is particularly vulnerable to climate change-related natural disasters such as flooding and flooding due to long-term food shortages, energy shortages, and reckless deforestation and development. In addition, North Korea is classified as an unmeasured area due to political and social influences, making it difficult to obtain sufficient hydrologic data for hydrological analysis. Also, as interest in climate change has increased, studies on climate change have been actively conducted on the Korean Peninsula in various repair facilities and disaster countermeasures, but there are no cases of research on North Korea. Therefore, this study selects watershed characteristic variables that are easy to acquire in order to apply localization model to North Korea where it is difficult to obtain observed hydrologic data and estimates parameters based on meteorological and topographical characteristics of 16 dam basins in South Korea. Was calculated. In addition, as a result of reviewing the applicability of the parameter estimation equations calculated for the fifty thousand, Gangneungnamdaecheon, Namgang dam, and Yeonggang basins, the applicability of the parameter estimation equations to North Korea was very high.

최근 기후변화로 인해 여름철 극한강우가 증가함에 따라 산사태 발생위험이 증가하고 있다. 기후변화로 인한 산사태 재해에 효과적으로 대응하기 위해서는 산사태 취약지 관리 및 사방시 설 확대를 사전에 계획하여야 한다. 이를 위해서는 미래 산사태 발생규모를 사전에 예측할 필 요가 있다. 이 연구에서는 기후변화 시나리오를 적용하여 미래의 산사태 발생면적의 변화를 다 변량 회귀모형을 통해 예측하였다. 산사태 발생면적 예측을 위한 학습자료는 산림청에서 제공 하는 1981~2010년의 산사태 발생면적과 기상청에서 제공하는 기상관측자료를 활용하였다. 미래 예측에는 SSP 시나리오 2종(SSP1-2.6, SSP5-8.5)에서 제공하는 극한강우인자 7종(연간강우량, 80mm 이상 호우일수, 강수 강도, 5일최대강수량)을 활용하여 2030-2100년의 산사태 발생면적 변화를 예측하였다. 분석 결과, 산사태 발생면적은 지속적으로 증가하는 경향을 보였고, SSP5-8.5 시나리오의 증가폭이 더 크게 나타났다.

Recently, due to global warming, the average temperature of the earth has risen, and the glaciers in the Antarctic and Arctic melt, leading to a rise in sea level, which is accompanied by powerful natural disasters such as strong typhoons and tsunamis around the world. Accordingly, a precipitation in summer in Korea also increased, and changes in the form of precipitation were showed with the increase. Compared to the past, the frequency of localized heavy rain is increasing, and the damage from flooding and flooding is increasing day by day. In this study, based on the precipitation data measured in hours from May to September from 2016 to 2021 according to the change in the precipitation form, according to the nature of the torrential rain investigated the change in the summer precipitation form. In addition, the trend of localized heavy rain from 2016 to 2021 was confirmed by classifying them into two types: localized heavy rains caused by cyclones and weather front, and by typhoons and large-scale cyclones. Through this, the change in precipitation due to the climate crisis should not be viewed as a single phenomenon, it should be reflected and discussed on our life focused on scientific and technological development, and it should be used as a stepping stone for realizing a humanistic.