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연평균 기온은 몇도나 상승했을까?
전국의 연평균 기온을 구하는 것은 생각보다 쉽지 않다. 지역별 온도를 관찰하는 관측소가 지난 50년동안 꾸준히 증가해왔기 때문에 신규 관측소 포함 여부가 전국 평균기온에 영향을 줄 수 있다. 뿐만 아니라 기상청의 기상자료개방포털에서 제공되는 자료에 있는 오류를 처리하는 방법에 따라 그 결과가 달라질 수 있다. 예를 들어, 일부 지역의 과거 자료의 결측값을 0도로 처리한 경우도 빈번하게 발견된다. 따라서 결측값을 처리하는 방식에 따라 앞선 질문에 대한 답은 상당히 달라지게 된다.
우선 기상청 공식통계라고 할 수 있는 기상자료개방포털의 기온분석 결과를 살펴보자. 전국 기온을 계산하기 위해 사용되는 관측소 지점은 62개로 아래와 같다. 제주도의 4개 지점은 전국 기온 계산에 사용되지는 않는다.
참고 - 전국 62개 지점과 제주 4개 지점정보
구분 조회 지점
중부(26)
서울경기: 서울(108), 인천(112), 수원(119), 강화(201), 양평(202), 이천(203)
강원영동: 속초(90), 강릉(105), 태백(216)
강원영서: 철원(95), 대관령(100), 춘천(101), 원주(114), 인제(211), 홍천(212)
충북: 충주(127), 청주(131), 추풍령(135), 제천(221), 보은(226)
충남: 서산(129), 대전(133), 천안(232), 보령(235), 부여(236), 금산(238)
남부(36)
경북: 울진(130), 안동(136), 포항(138), 대구(143), 봉화(271), 영주(272), 문경(273), 영덕(277), 의성(278), 구미(279), 영천(281)
경남: 울산(152), 창원(155), 부산(159), 통영(162), 진주(192), 거창(284), 합천(285), 밀양(288), 산청(289), 거제(294), 남해(295)
전북: 군산(140), 전주(146), 부안(243), 임실(244), 정읍(245), 남원(247), 장수(248)
전남: 광주(156), 목포(165), 여수(168), 완도(170), 장흥(260), 해남(261), 고흥(262)
제주도(4)
제주(184), 고산(185), 성산(188), 서귀포(189)
아래 그림을 보면 확인할 수 있듯이 연도별 기온 변동이 상당하기 떄문에 지난 30년 간의 온도변화를 계산할 때 어느 년도와 어느 년도를 비교하는지에 따라 지난 30년 간의 온도 변화 계산 결과가 달라질 수 밖에 없음을 확인할 수 있다. 따라서 지난 30년간 온도가 몇도 상승했는지 이야기하는 것은 쉽지 않다.
기상청 자료
기상청 자료를 이용하여 1973년 온도(12.3도)와 2022년 온도(12.9도)를 비교하면 약 0.6도 밖에 상승하지 않았으나 1974년(11.3도)와 2021년(13.3도)을 비교하면 약 2도 상승했다는 결론에 이르게 된다.
12.9 (2022) - 12.3 (1973) = 0.6 << 13.3 (2021) - 11.3 (1974) = 2
종관기상관측 자료
기상청의 62개 관측지점에서 측정된 연도별 기온의 평균 값을 구하는 경우 1970년과 2022년의 평균 기온은 각각 12.1과 12.9로 그 차이는 약 0.8도에 불과하다. 반면 전체 관측소에서 측정된 기온으로 평균 값을 구하면 12.4와 13.2로 약 0.6도 차이가 난다. 물론 이 차이는 시작 연도와 현재 연도의 선택에 따라 그 차이가 커질수도, 오히려 작아질 수도 있다. 또한 기상청 자료에 잘못된 입력값이 존재하는 경우 결과가 상이해질 수 있다.
통계청 자료
통계청에서 제공하는 연평균 기온 자료는 기상청의 62개 관측점을 이용한 자료와 동일하다. 통계청의 경우 1973년부터 자료를 제공하고 있으며 기상청에서도 전국 연평균 기온은 1973년부터 제공하고 있다.
연도별 기온 평균 추세
이하는 기상청 기상자료개방포털에서 제공하는 종관기상관측 자료를 분석한 결과이다. 2020년에 동일한 자료를 수집하였을 때 1970년대 초반 평균 기온이 10도 이하인 관측점이 존재함으로써 데이터의 신뢰성에 대한 의문을 제기한 바 있으나 이러한 문제는 어느 정도 해소된 것으로 보인다.
지역별 기온 분석
그러나 현재 지역 관측소는 1970년대부터 운영되어 온 것이 아니라 일부는 비교적 최근에 설치된 것도 있기 때문에 기온 비교가 쉽지 않은 문제가 발생한다.
또한 과거 데이터에 대한 신뢰성 문제가 제기되었다는 점을 고려하여 지역별 기온 추세를 살펴볼 필요성이 있다. 2020년 자료 분석 당시, 46개의 지역에서 1970년대 초반 기온이 '0'으로 측정되어 있음을 확인하였으며 이를 토대로 해당 지역의 해당 연도의 기온이 정말 '0'도인지, 데이터가 부재하여 '0'으로 표시된 것인지를 확인하여 분석할 필요성이 있음을 제기하였다. 2023년에 수집된 자료에서는 앞서 언급한 문제가 어느 정도 해소된 것으로 나타났으나 여전히 부안, 안동, 울릉을 포함한 16개 지역에서 데이터의 신뢰성에 대한 의문이 제기되었다.
또한 과거 데이터에 대한 신뢰성 문제가 제기되었다는 점을 고려하여 지역별 기온 추세를 살펴보았다. 2020년 자료 분석 당시, 46개의 지역에서 1970년대 초반 기온이 '0'으로 측정되어 있음을 확인하였으며 이를 토대로 해당 지역의 해당 연도의 기온이 정말 '0'도인지, 데이터가 부재하여 '0'으로 표시된 것인지를 확인하여 분석할 필요성이 있음을 제기하였다. 2023년에 수집된 자료에서는 0으로 처리된 것이 아닌 결측값으로 처리되어 해당 문제는 해소된 것으로 확인되었다.
1973년부터 자료가 있는 지역 (결측값이 있는 지역)
1970 - : 서산 (1986 1987) 청주 (2022) 추풍령 (1987) 포항 (1987) 군산 (1986) 울산 (2022) 통영 (2007-2009 2020) 목포 (2005-2009) 여수 (2005-2007) 제주 (2006-2009) 서귀포 (2011)
1972 - : 울진 (1986) 부안 (1971)
1973 - : 이천(2007) 완도 (2005, 2007, 2008, 2009, 2022) 남원 (2006) 안동(1979-1982, 1986) 남원 (2006) 합천(1989)
1973년부터 자료가 있는 지역 (결측값이 없는 지역)
1970 - : 속초 춘천 강릉 서울 인천 울릉도 수원 대전 대구 전주 광주 부산 진주
1971 - : 원주
1972 - : 대관령
1973 - : 고흥 충주 해남 홍천 천안 제천 정읍 장흥 임실 인제 의성 영천 영주 영덕 양평 성산 산청 부여 보은 보령 밀양 문경 남해 금산 구미 거창 거제 강화
이에 전국적으로 기상 관측망이 대폭 확충된 1973년 이후부터 2022년까지 관측자료가 존재하는 43개 관측 지점을 별도로 분석하였다.
연속적 자료(1973-)가 있는 지역 시각화
이후 이상치를 갖고 있는 지역이 있는지 살펴본 결과 고흥, 부산, 광주, 울릉도가 이상치를 포함하고 있는 것으로 나타나 해당 지역을 제외하였다.
이상치 제거 후 연도별 기온 평균 추세
1973년부터 2022년까지 결측값이 없고 이상치가 없는 것으로 확인된 39개 지역의 연평균 기온 추세를 살펴보면 지속적으로 상승하고 있음을 알 수 있다. 특히 1970년대와 비교하였을 때 약 1도 이상 상승한 것으로 확인된다. 기온 1도 상승은 가뭄, 농토 및 거주지 소실, 일부 육상생물 몇종 위기 등 다양한 영향을 미친다는 점을 고려하면 상당한 크기의 온도 변화임을 알 수 있다 (환경부, 2019).
통계청에서 기상청의 자료를 가공해서 구한 연평균 기온 변화를 보면 1973년에 12.4도에서 2020년에 13.2로 약 0.8도 정도의 연평균 기온 상승이 있었다고 할 수 있다. 하지만 이 해석이 위험할 수 있는데 1973년에는 관측소의 정보가 정확하지 않았고, 관측소의 수도 작았기 때문에 기온 측정 결과의 타당성이 높다고 보기 어렵다. 또한 1974년의 연평균 온도는 11.4도로 전년보다 무려 1도나 낮았기 때문에 만일 1974년을 기준으로 보면 2020년도에는 1.8도나 온도가 상승한 것이 된다. 더구나 기상청 자료를 이용해서 추정한 1970년 및 71, 72년 자료를 보면 73년 온도보다 낮은 것을 알 수 있다.
이처럼 기준점을 어떻게 잡는지에 따라 한반도 온도가 얼마나 상승했는지에 대한 판단이 달라질 수 밖에 없다. 이러한 점에서 앞에서 활용한 PBSPLINE 방법과 같은 것을 이용하여 비교하는 방법을 고려할 필요성이 있다.
연평균 기온이 오히려 떨어진 지역도 있는가?
연평균 기온의 상승 정도 기울기가 가장 큰 지역은 청주로 나타났다. 대부분의 지역에서 연평균 기온이 상승하고 있음을 고려하면 전체적으로 온난화 현상이 대부분의 지역에서 일어나고 있음을 알 수 있다. 기울기의 값을 보면 약 0.03로 나타나고 있는데 이것은 70년부터 약 50년동안 약 1.5도의 기온 상승이 있었음을 의미한다.
특정기간 지역별 평균기온의 변동계수
1970년대 변동계수와 2010년대 변동계수를 비교해보면 85.30에서 80.88으로 소폭 감소한 것으로 나타났다.
1970년대
2010년대
월평균 기온의 시계열 변화가 유사한 지역의 군집
평균 기온의 시계열 변화가 유사한 지역을 군집화한 결과는 아래와 같다.
거제, 남해, 보령, 영덕, 해남, 장흥, 산청, 밀양, 정읍
원주, 홍천, 인제, 제천, 문경, 거창, 부여, 영천, 구미, 강화, 양평, 충주, 금산, 천안, 영주, 의성, 보은, 임실
춘천, 인천, 수원, 서울, 대전, 진주, 전주, 대구, 속초, 강릉
계절별 / 지역별 기온 분석
일반적으로 기후변화로 인하여 여름철의 기온 상승이 예상되는 가운데 봄, 여름, 가을, 겨울 계절별 평균 기온 추세는 아래와 같다. 1973년(24.5도)과 비교할 때 2021년 24.2도로 여름 평균 기온이 소폭 감소한 것으로 나타났으나 이는 앞서 서술한 것처럼 어느 시점을 기준으로 하는가에 따라 달라질 수 있음에 주의해야 한다. 가을과 겨울 온도는 각각 2.1와 1.8도나 상승했음을 알 수 있다.
일반적으로 기후변화로 인해 여름철의 기온이 상승할 것으로 기대된다. 계절별 연평균 기온추세를 살펴보면 여름철 기온이 증가하고 있는 것은 사실로 확인되었다.
봄
가을
여름
겨울
지역별 평균 기온 변화가 계절별로 얼마나 다를까?
대체적으로 원주와 수원의 계절별 평균 기온 상승이 높은 것으로 나타나고 있으며 문경, 진주, 해남 지역 등은 계절별 평균 기온 상승 정도가 적은 것으로 나타났다. 서울은 다른 지역과 비교할 때 여름 평균 기온 상승률이 상당히 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 전반적으로 기온은 상승하고 있으나 그 정도는 지역과 계절에 따라 차이가 있음을 의미하며 기후변화의 영향이 지역별로 다를 수 있음을 의미한다.
지역별로 각 년도의 기온변화의 변동계수를 구해보면 상당히 큰 값을 가짐을 알 수 있다. 단순하게 70년부터 2022년까지 연중 변동계수의 평균을 구하면 약 82.1%정도 되는 것으로 나타나고 있으며 대관령의 변동계수가 큰 것으로 나타났다. 이는 우리나라의 연중 기온차이가 상당히 큼을 보여준다.
연도를 독립변수로, 종속변수를 변동계수로 설정하여 단순회귀분석 결과 대부분의 지역에서 회귀계수의 부호가 음(-)인 것으로 나타났다. 대관령의 경우 회귀계수의 절대값이 가장 크게, 해남의 경우 회귀계수의 절대값이 가장 낮은 것으로 나타났다.
여름/겨울철의 일별 온도 변화의 차이가 큰 지역은 도시 지역일까?
여름철의 경우 강릉, 대관령, 속초, 영덕 등 동해안에 위치한 지역의 기온 변동이 더 크게 나타났으며, 기온의 변동 폭이 적은 지역은 양평, 충주, 대전, 천안, 춘천 등의 지역인 것으로 나타났다. 이와 달리 겨울철의 경우 거창, 대구, 영주 등 내륙지역의 변동계수가 높은 것으로 나타났으나 전반적으로 변동의 폭이 낮은 지역과 높은 지역이 내륙과 해안가 지역 기준으로 구분되지는 않았다. 여름과 겨울의 변동계수 평균을 비교해보면 겨울의 온도 변동이 큰 것으로 나타났다.
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