도쿄대학 대학원 공학계연구과 연구팀, 도쿄공업대학 대학원 이공학연구과 연구팀은 도쿄대학 생산기술연구소, 영국 브리스톨대학(University of Bristol) 연구팀과 공동으로 11의 최신 기후모델 출력과 최첨단 하천 범람 모델을 이용함으로써 2100년까지 세계 홍수 리스크의 변화를 추계하였다.

홍수는 기후와 관련된 가장 중요한 재해 중 하나이다. 매년 홍수에 의한 손실은 수십억 달러, 사상자수는 수천 명으로 알려져 있으며, 홍수에 의한 경제적 손실 및 사상자 수는 지구온난화 등의 기후변화에 의해 앞으로 증가할 가능성이 있다.

 

 

          

이러한 홍수 리스크의 장래 예측은 사회적인 관심이 높은 연구과제임에도 불구하고 지구온난화 시의 홍수변화와 그 리스크를 세계 전체로 해석한 연구는 상당히 적으며, 복수의 연구기관에 의한 기후모델을 이용하여 온난화의 장래 예측 결과의 불확실성을 평가한 연구는 지금까지 존재하지 않았다.

도쿄대학 대학원 공학계연구과 연구팀과 도쿄공업대학 대학원 이공학연구과 연구팀은 세계 홍수 리스크의 장래 전망을 계산하고 11개의 다른 연구기관의 기후모델에 의한 장래 홍수의 변화 전망에 대한 일치 및 불일치를 평가하였다.

이용한 데이터는 2013~2014년에 발생 예정인 기후변화에 관한 정부간 패널 제5차 평가보고서에 준거한 제5차 결합 모델 상호비교 프로젝트에 의한 장래 전망 계산 결과이다. 이것을 최첨단 하천, 범람모델에 입력한 수치 시뮬레이션을 수행하여 장래 홍수변화와 홍수 리스크를 추계하였다.

여기서 홍수는 “현재 기후에서 100년에 한 번의 초과확률을 가진 하천유량(현재 기후의 1/100 홍수)”으로 정의된다. 장래 홍수 빈도의 변화는 현재 기후의 1/100 홍수가 장래 기후에서 몇 년에 한 번 발생할 것인가라는 초과확률의 변화로서 계산된다.

현재 기후의 1/100 홍수가 장래 몇 년에 한 번 발생할 것인가를 나타낸 것과 11개의 연구기관에 의한 기후모델을 입력하여 장래 전망에 대한 결과의 중간치이며, RCP(Representative Concentration Pathway) 8.5 즉, 장래 시나리오 중에서 가장 온난화가 진행한 시나리오의 결과이다. 8.5라는 숫자는 공업화 이전과 비교하여 2100년의 방사강제력을 나타낸다.

이 결과를 보면, 홍수 발생빈도는 남아시아, 일본과 중국을 포함한 동남아시아, 동북 유라시아, 아프리카의 동쪽지역과 저위도 지역, 남아메리카의 많은 지역에서 증가한다는 것을 알았다.

반대로 유럽의 북부와 동부, 소아시아(Anatolia), 중앙아시아, 북아메리카 중부, 남아메리카 남부의 많은 지역에서는 홍수 빈도가 감소한다. 육상의 26%에 해당하는 건조지역과 각 연구기관의 장래 전망의 편차가 큰 육상 14%를 제외하면 세계 전체에서 육상의 42%에서 홍수빈도가 증가하고 18%에서 감소한다. 그리고 장래 온난화의 정도가 낮은 다른 세 개의 시나리오에서도 변화의 크기는 다르지만 유사한 경향을 나타내고 있다.

 

 

또한 홍수 빈도가 장래 증가하는 지역의 대부분은 각 연구기관의 기후모델 사이의 전망 결과가 잘 일치하였다. 홍수 빈도가 증가하는 육상의 42% 중 반 이상의 23%에서 11개 연구기관 중 9개 이상이 증가 경향을 나타내고 있다. 이러한 복수의 연구기관에 의한 장래 전망 결과를 비교함으로써 홍수 변화 전망의 불확실성을 동시에 나타내는데 성공하였다.

이러한 장래 홍수의 변화가 인간사회에 미치는 영향을 홍수 리스크의 잠재력이 높은 사람 수로 나타내는 홍수 노출 인구수라는 인덱스를 이용하여 조사하였다. 홍수 노출 인구는 어느 해에 하천 유량이 현재 기후의 1/100 홍수의 유량을 초과한 경우에 동일한 장소, 동일한 시기에 최대 홍수 범람지역에 거주하는 인구수를 합계하여 산출한다.

세계 최첨단 하천, 범람모델을 이용하여 처음으로 이러한 세계 전체의 홍수 노출 인구의 계산이 가능하였다. 단, 온난화에 의한 리스크의 변화에 착안하였기 때문에 인구는 2005년의 값으로 고정되었다. 그 결과, 연평균 홍수 노출 인구는 현재 기후에서는 세계 인구의 약 0.1%이었지만, 장래 기후에서는 0.4~1.2%가 되는 것으로 나타났다.

세계 전체의 홍수 노출 인구의 증가는 인구가 많은 저위도 지역, 특히 아프리카와 아시아에서 홍수 빈도의 증가가 원인이다. 또한 홍수 리스크는 매년 변화가 상당히 크기 때문에 홍수 피해를 경감하기 위해서는 홍수 리스크의 평균치뿐만 아니라 최대치도 고려하여 홍수의 증가 경향이 뚜렷하게 나타나기 전에 적절한 대책을 추진할 필요가 있다.

기온상승과 홍수 노출 인구의 관계를 보면, 온난화의 정도에 따라 차이가 있지만, 여러 연구기관에 의한 기후모델에서 기온이 상승하면 세계 홍수 리스크가 증가한다는 것을 도출하였다.

현재 기후에서 세계 홍수 노출 인구는 평균 560만 명 정도이지만, 육상의 기온이 2도 상승하는 평균 약 3천만 명, 4도 상승하면 약 6천만 명이 된다. 이러한 기온과 홍수 리스크와의 관계에서 온실가스의 삭감목표를 설정하는 경우 홍수 리스크도 고려할 필요가 있다.