캐나다의 가뭄

장기간 지속되는 대규모 가뭄은 농업, 임업, 산업, 자치단체, 휴양, 인간 보건, 사회, 생태계를 포함한 광범위한 분야에 큰 영향을 미치는 캐나다의 가장 큰 자연재해 중 하나이다. 그들은 종종 토양 수분의 고갈, 하천 흐름의 감소, 호수와 저수지의 수위 저하, 지하수 공급의 감소로 물의 가용성을 강조한다. 이는 궁극적으로 농업 생산량 감소, 수력 발전량 감소, 담수 수송 비용 증가 등을 포함한 여러 경제 활동에 영향을 미친다. 가뭄은 또한 수질 저하, 습지 손실, 토양 침식 및 퇴화, 생태 서식지 파괴와 같은 주요한 환경 위험을 야기한다.

캐나다의 대부분의 지역이 가뭄을 겪었지만, 캐나다 대초원과 내륙의 브리티시 컬럼비아의 많은 남부 지역이 가장 취약하다. 지난 2세기 동안 캐나다 서부에서 최소 40건의 가뭄이 발생했으며 1890년대, 1910년대, 1930년대, 1960년대, 1980년대, 2000년대 초에 다년간의 에피소드가 관찰되었다. 남부 온타리오/퀘벡의 가뭄은 보통 짧고, 지역이 작으며, 빈도가 적고, 강도가 낮다. 그럼에도 불구하고, 20세기 동안 그곳에서도 몇 가지 중요한 가뭄이 발생했다. 대서양 지방의 가뭄은 훨씬 덜 자주 발생한다. 가뭄은 주로 인구밀도가 낮기 때문에 캐나다 북부에서 덜 걱정된다. 그러나 가뭄 기간 중 산불 발생 빈도가 증가하면 심각한 경제적 영향을 미칠 수 있다.

가뭄이 최근 1999-2004년 에피소드처럼 심각하거나 광범위한 경우는 드물다.^[2] 이것은 캐나다 대초원의 일부 지역에서 적어도 100년 동안 최악의 가뭄이었다. 앨버타와 서스캐처원 지역은 1999년 가을에서 2004년 봄까지 4년 이상 연속 강수량이 정상 강수량을 훨씬 밑도는 것으로 보고되었다. Medicine Hat, Kindersley, Saskatoon 사이의 기록상 단 한 해도 2001년보다 건조하지 않았다. 2001년과 2002년은 또한 기록상 최초의 해안에서 해안까지 가뭄을 야기시켰을 수 있으며, 캐나다 대서양 일부와 북부 농업 대초원을 포함한 가뭄에 덜 적응한 지역을 강타했기 때문에 드물었다(그림 1 참조). 캐나다의 국내 총생산은 2001년과 2002년 58억 달러 감소했다. 또 하천, 습지, 저수지, 지하수 등 기존에 믿을 수 있었던 물 공급은 스트레스를 받아 놓였고 실패하는 경우가 많았다. 예를 들어, 2002년 5월 천연 프레리 연못의 수는 2001년 오대호-St에 비해 기록적으로 가장 적었다. 로렌스 수위는 30여년 만에 최저치로 곤두박질쳐 해상 운송비가 크게 올랐다. 브리티시 컬럼비아와 매니토바에서는 수력 발전이 축소되어 인근 관할 지역에서 추가 전력 구매가 필요했다. 2002년 앨버타 산불 발생률은 10년 평균의 5배까지 증가한 반면 2003년 여름 브리티시 컬럼비아 주 내륙의 인구 밀집지역은 가뭄으로 인한 화재로 피해를 입었다. 오래 지속되는 영향으로는 바람의 침식에 의한 토양 저하와 회복하는 데 수십 년이 걸리고 더 오랜 시간이 걸릴 수 있는 초원의 열화가 있다.

높은 표면 온도는 여름에 증발량을 증가시키고, 겨울에는 스노우팩의 승화와 용융을 증가시킴으로써 가뭄을 심화시킨다. 20세기 동안 연평균 기온은 캐나다 남부에 비해 약 1 °C 증가하여 서부에서 온난화가 가장 심하고 겨울과 봄에 가장 높은 비율을 보였다. 같은 기간 캐나다 남부 알버타와 사스카체완을 제외한 대부분의 남부 지역에 걸쳐 연간 강수량이 크게 증가했다. 봄철 기온의 큰 상승과 함께, 1980년대부터 현재까지 눈 덮개가 급격히 줄어든 것은 설기 후반기와 관련이 있다. 지난 30~50년 동안 캐나다 많은 지역에서 평균 하천 유량이 감소했고, 남부는 상당한 감소세를 보였다. 그레이트 레이크의 수위는 20세기 동안 장기적인 추세에 대한 아무런 증거도 없이 상당한 변동성을 보여 왔다. 낮은 수위는 1930년대, 1960년대 초, 그리고 최근 1999-2001년 건조기의 가뭄과 일치했다. 대초원 상공에서 습지의 수와 수위는 지난 40~50년 동안 뚜렷한 추세를 보이지 않았다.

가뭄을 측정하는 데 사용되는 지수는 전국 어느 지역에서도 장기적 추세를 알 수 없는 상당한 퇴폐적 규모의 변동성을 보여준다. 그러나 캐나다의 대부분의 남부 지역은 1990년대 후반에서 2000년대 초반에 가뭄을 겪었다. 기악기 시대 캐나다 대초원의 가뭄은 20세기 초반(1920년대와 1930년대)에 가장 심각하고 장기화되었다. 1597년까지 거슬러 올라가는 나무 고리 연대기를 사용한 남서부 캐나다 대초원에 대한 팔레오 연구는 20세기가 한번에 수십 년 동안 가뭄이 명백했던 18세기와 19세기의 오랜 가뭄이 부족했다는 것을 보여준다.

원인들

가뭄에 대해 상당한 연구가 진행되었지만, 여전히 가뭄의 형성, 지속성, 종말을 설명하는 완전한 이론은 없다. 가뭄의 시작과 지속의 주요 요인은 대기권 상층부의 뚜렷한 순환 패턴을 포함한다. 예를 들어 캐나다 대초원 상공에서 성장기 장기 건조 기간은 그 지역에 걸쳐 중앙으로 위치한 대형 암반 능선을 포함하는 지속적인 대기 순환 패턴과 관련이 있다. 이 산등성이는 폭풍의 흔적을 그 지역에서 멀리 떨어뜨리는 '막힘 조건'을 만든다. 또한 겨울에는 적설량이 적어서 하천 유량이 감소하고 저수지와 토양 수분 보충이 감소될 때 가뭄이 발생할 수 있다. 겨울 강수량의 감소는 또한 지속적인 대기 순환 패턴으로 인해 발생하며, 이는 환부를 파괴하는 것을 포함한다.

가뭄이 지속되는 경향이 있다. 따뜻하고 건조한 샘은 뜨겁고 건조한 여름을 따르고, 따뜻한 여름은 다른 따뜻한 여름을 따른다. 이러한 관계는 가뭄 상황을 개선하거나 연장시키는 피드백 과정(토양 수분 이상 등)과 관련이 있을 가능성이 높다(그러나 이를 검증하기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다). 캐나다의 가뭄에 대한 상당한 양의 연구가 1999-2005년 캐나다 대초원의 가뭄에 대해 포괄적으로 초점을 맞춘 '가뭄 연구 구상'의 일환으로 이루어졌다.

가뭄으로 이어지는 순환 패턴이 지속되는 이유는 전적으로 이해되지는 않지만, 눈과 얼음 덮개, 식생, 토양 수분, 그리고 광학 및 열적 특성 변화를 통해 기후 시스템을 강제하는 해수면 온도(SST)와 같은 지표면 경계 조건과 관련이 있을 가능성이 높다. 이러한 강제 요인은 국지적 대기 흐름에서 지역적 대기 흐름에 직접적인 영향을 미치며, 지구상의 다른 지역에 걸쳐 대규모 순환에 영향을 미칠 수 있다(원격 연결이라고 알려져 있다). 캐나다의 경우, 엘니뇨와^[3] 라니냐^[4] 행사, 겨울/봄 기온과 강수량 사이의 유의미한 관계가 결정되었다. 일반적으로 엘니뇨는 더 따뜻하고 더 추운 겨울과 관련이 있는 반면 라니뇨는 반대의 효과가 있다. 캐나다 기후와 태평양 퇴폐 진동과 북대서양 진동과 같은 텔레커넥션 사이의 연관성도 분명하지만, 주로 겨울철에 나타난다. 여름 동안 텔레커넥션이 그렇게 강하지 않다. 그러나, 최근의 연구에 따르면, 일부 엘니뇨 사건은 캐나다의 서부 3분의 2에서 여름 습기 부족과 관련이 있는 반면, 라니뇨는 서부 캐나다에서 여름 습기를 많이 배출한다. 여름 습기와 대규모 SST 사이의 상당한 지연은 캐나다의 가뭄 상황을 장기 예측하는 기초를 제공한다.

예

그레이터 밴쿠버는 최근 몇 년 동안 여름 가뭄을 겪기 쉽다.

미래 가뭄

가뭄의 경제적, 환경적 중요성에 대응하여, 기후 변화가 캐나다를 포함한 세계 여러 지역에 걸쳐 향후 가뭄 빈도, 지속 기간 및 심각도에 미치는 영향에 대한 과학적 우려가 표명되었다. 기후 모델은 기온과 일반적으로 캐나다 남부에 걸쳐 강수량의 상당한 증가를 예상한다. 이것은 여름 대륙 내부 건조와 관련된 가뭄의 위험의 미래 증가를 의미한다. 가뭄 위험이 높아진 것은 기온 상승과 잠재적 증발 가능성이 강수량에 의해 균형을 이루지 못했기 때문이다. 특히 지역적 기준으로 미래 강수량과 관련하여 상당한 불확실성이 존재한다는 점에 유의하십시오. 더욱이, 향후의 원격연결 변경에 대해서는 거의 공감대가 형성되어 있지 않으며, 이러한 패턴이 캐나다 전체의 온도와 강수량에 큰 영향을 미치기 때문에, 향후 가뭄의 상대적 발생에 대한 통찰력은 여전히 큰 지식격차로 남아 있다.

모니터링 및 예측

가뭄 심각도를 측정하는 수많은 지표가 가뭄을 감시하는 데 사용된다. 이러한 범위는 강수량만을 고려하는 지수부터 강수량을 이용한 물 균형 접근법, 선행 토양 수분, 잠재적 증발 및 유출을 포함하는 복잡한 지수까지 다양하다. 캐나다의 경우, 목초지 상태, 농장 내 지표수 공급 및 여러 가지 가뭄 지수에 대한 실시간 정보가 Farming and Agri-Food Canada's Drarge Watch 웹사이트에 제공된다. 이 사이트는 전국 주요 농업지역에 대한 가뭄 위험과 현황을 모니터링하고 가뭄 취약성을 줄이기 위한 실천요강도 하고 있다. 북미 가뭄 감시기(North American Garmer Monitor)는 캐나다, 멕시코, 미국의 가뭄 전문가들이 협력해 매주 가뭄 상황을 모니터링하기 위해 설립됐다. 이 사이트는 현재 가뭄 상황을 가장 잘 나타내는 여러 지수와 국지적 영향의 합성에 기반한 북미 지도를 제공한다.

가뭄 예측에는 장기간 비정상적으로 건조한 상태를 생성하는 기후 이상을 예측하는 것이 포함된다. 캐나다 환경은 향후 1-3, 2-4, 4–6, 7–9 및 10–12일 기간에 대해 3개월의 결정론적 온도와 강수량 예측을 산출한다. 1-3개월과 2-4개월의 예측은 40개의 모델 런의 앙상블을 기반으로 한다. 계절 평균이 정규 분포를 초과, 근사 또는 미만이 될 확률의 추정치를 제공하는 확률론적 예측도 1-3개월과 2-4개월에 대해 제공된다. 4–6, 7-9 및 10–12개월의 예측은 통계적 방법으로 산출한다. 이 예측은 매월 업데이트되며 Environment Canada Season Predictions 웹사이트에 게시된다.

적응

적응은 부정적인 영향과 기회의 혜택을 피하거나 완화하기 위해 기후 변화, 가변성 및 극한에 적응하는 것을 포함한다. 가뭄 적응은 인간의 생명, 재산, 생산능력에 대한 위험을 줄이기 위해 가뭄에 앞서 그리고 그 기간 동안 시행된 단기간의 행동, 프로그램, 정책들을 포함한다. 캐나다인들은 가뭄에 적응한 경험이 많지만, 그들의 전략은 분야와 지역에 따라 다르다. 가뭄 위험이 더 큰 지역은 건조한 환경에 대처하기 위해 더 나은 준비를 하는 경우가 많다. 가뭄 적응 결정은 개인, 단체, 기관, 지방정부, 국가 정부에 이르기까지 다양한 수준에서 이루어진다. 공유 및/또는 손실 부담, 가뭄 영향 수정, 연구, 교육, 행동 변화, 회피 등 다양한 적응 과정이나 전략이 있다. 적응대책으로는 토양과 수질보전, 관개 개선, 기반시설 건설(우물, 관로, 저수지), 지하수 공급 탐사 등이 있다. 이들 전략의 유용성은 지역, 분야, 가뭄의 성격과 시기에 따라 다르다. 개선된 가뭄 감시와 선진적인 예측으로 더 나은 경영 대응이 이루어질 수 있다. 가뭄 후에 발생하는 조정은 계획된 예상 적응에 비해 일반적으로 덜 효과적이다.

주요 참조 자료

Bonsal, B.R., Aider, R, 가천, P, Lapp, S. 2013. 캐나다의 대초원 가뭄에 대한 평가: 과거, 현재 및 미래, 기후 역학, 제41권, 제2호, 페이지 501–516권

B.R. 본살, 차크라바티, A.K.와 R.G. 로포드 1993. 북태평양 SST 이상과 성장기 사이의 원격 연결은 캐나다 대초원의 건조 기간을 연장시켰다. 국제 기후학 저널 13, 865–878.

B.R. 본살 샤브바 A. 히구치 K. 2001. 저주파 가변성 모드의 캐나다 겨울 온도, 국제 기후학 저널 21, 95-108에 대한 영향.

Bonsal, B.R. 및 Regier, M. 2007 캐나다 대초원 기후 연구에서의 2001/2002년 가뭄의 역사적 비교, 33, 229–242.

브라운, R.D. 2000. 북반구 눈은 1915-97년, 기후 저널 13, 2339–2355를 덮고 있다.

치판시, A.C., Findlater, K.M., Hadwen, T., O'Brien, E.G. 2006. 캐나다 대초원의 연속 가뭄 분석, 기후 연구, 30, 175–187.

메이뱅크, J, 본살, B.R., 존스, K., 로포드, R.G. 오브라이언, E.G., 리플리, E.A., 1995. 자연재해로서의 가뭄, 대기-해양, 33, 195–222.

Mehl, G.A.와 T.F. 2007. Stocker. Global Climate Projections, 10장: 2007 기후 변화: 영국 캠브리지 케임브리지 대학 출판부의 물리 과학 기초, 정부간 기후 변화 패널, 페이지 747-845.

2001년 워싱턴 D.J.의 Sauchyn과 W.R.의 Skinner. 캐나다 남서부 평야 지역인 캐나다 수자원 저널 26, 253–272의 가뭄 심각성에 대한 대리 기록.

샤브바, A, Bonsal, B.R., Khandekar, M. 1997. 남부 진동, 기후 저널, 10, 3016–3027과 관련된 캐나다 강수 패턴

샤브르, A.와 칸데카, M. 1996. 엘니뇨 남부 진동이 캐나다 전역의 온도장에 미치는 영향, 대기-해양 34, 401–416.

2004년 샤브바와 스키너. 캐나다의 여름 가뭄 패턴과 지구 해수면 온도와의 관계, Journal of Climate, 17, 2866–2880.

휘튼, E, 비트록, V, 쿨슈레샤, S, 코시다, G, 그랜트, C, 치판시, A., B.R. 2005. 2001년과 2002년의 캐나다 가뭄 해로부터 얻은 교훈: 종합 보고서, 농업과 농업 식품 캐나다, Saskatchewan 연구 위원회 간행물 11602-46E03, Saskatoon, Saskatoon.

장, 엑스, 하비, K.D. 호그, T.R. 2001. 유직. 캐나다 스트림 흐름의 동향, 수자원 연구, 37, 987–998.

장, 엑스, 빈센트, LA, 호그, W.D., 니이츠, A. 2000. 20세기 캐나다의 기온과 강수량 동향, 대기-해양, 38, 395–429.

참조