현대 보다 더 길고 심각하며 덥지 않았던 과거 중앙 유럽의 메가가뭄

메가가뭄

메가가뭄은 미국 남서부의 주목할만한 징후이지만 유럽 기후는 아닙니다. 장기 수문 및 기상 관측과 고기후 재구성을 사용하여 여기에서 중부 유럽이 21세기에 관찰된 것보다 Spörer Minimum(AD 1400~1480) 및 Dalton Minimum(AD 1770~1840) 동안 훨씬 더 길고 심각한 가뭄을 경험했음을 보여줍니다. 이 두 개의 초대형 가뭄은 북대서양의 추운 상태 및 영국 제도와 유럽 서부 지역의 겨울 대기 차단 활동이 강화된 것과 관련이 있는 것으로 보이며, 동시에 감소된 태양 강제력 및 폭발적인 화산 활동과 관련이 있습니다. 더욱이, 우리는 최근의 가뭄 사건(2003, 2015, 2018)이 자연 변동성의 범위 내에 있으며 지난 천년 동안 전례가 없었음을 보여줍니다.

 

메가가뭄(Megadroughts)의 분석

가뭄은 일반적으로 넓은 지역에 영향을 미치며 몇 달에서 몇 년 동안 지속될 수 있는 가장 비용이 많이 들고 피해를 주는 자연 재해 중 하나입니다. 21세기 초부터 유럽은 장기간 지속되는 건조하고 더운 여름을 경험했습니다(2003, 2010, 2013, 2015, 2018). 이러한 유형의 극단적인 수문 기후는 수문 순환의 모든 구성 요소에 영향을 미칠 수 있으며 일반적으로 상당한 사회 경제적 손실과 관련이 있습니다. 강수 부족이 높은 증발산 손실과 결합되면 토양 수분 부족으로 이어질 수 있으며, 결과적으로 수문학적 가뭄, 즉 하천 및 지하수 부족으로 나타날 수 있습니다. 2003년과 2015년에 기록된 것과 같이 심각한 영향을 미치는 장기간의 주요 가뭄은 이러한 자연적 위험에 대한 유럽의 취약성을 강조하고 정부, 이해 관계자 및 운영 기관에 완화의 필요성을 포함하여 가뭄이 사회와 경제에 미칠 수 있는 재앙적인 영향에 대해 경고했습니다. 2018년에 유럽 중부, 특히 독일은 1880년 이후 가장 따뜻한 4월부터 7월까지를 경험했으며 일부 지역에서는 사상 최대 기온이 기록되었습니다. 이 상황은 평균 강우량이 기후학적 강우량의 평균 58%에 도달한 2018년 2월부터 11월까지의 강우 적자로 악화되었습니다. 분석에 따르면 이 특정 오래 지속되는 따뜻하고 건조한 해는 오래 지속되는 차단 이벤트에 의해 생성 및 유지되었습니다. 과학계는 이러한 극한 현상의 발생을 인위적 기후 변화로 돌렸지만 강수량, 온도 및 토양 수분에 대한 도구 기록은 희박하고 위성 기록은 너무 짧아 21번째 세기 건조는 전례가 없습니다. 유럽 중부 지역의 과거 기온에 대한 다년간의 재구성은 최근 여름 온난화가 지난 2500년 동안 전례가 없는 일임을 나타냅니다. 이러한 온도 상승과 동시에 유럽 대륙의 여러 지역에서 2000년대 초반 특히 육지와 해양 온도의 상승에 기인한 장기간의 심각한 가뭄을 경험했습니다. 예를 들어, 2003년, 2015년 및 2018년에 유럽 수준의 극심한 가뭄 사건은 상승된 온도에 의해 악화되어 이러한 사건을 계기 기간 동안 비정상적으로 만듭니다. 이러한 현상은 온도 기여 측면에서 전례가 없는 것처럼 보이지만 다른 특성 측면에서도 이례적이었습니다. 따라서 이러한 비정상적인 에피소드의 원인과 메커니즘에 대한 포괄적인 이해를 위해서는 장기적인 관점에서 조사가 필요합니다. 여기서 우리는 구세계 가뭄 지도(OWDA)에서 추출한 팔머 가뭄 심각도 지수(PDSI)의 장기 수문 및 기상 데이터와 고기후 재구성을 기반으로 하여 이러한 사건에 대한 천년설을 구성합니다. 이와 관련하여 우리는 유럽 수준21에서 여름 가뭄의 1000년 연륜 복원을 사용하여 최근 건조가 통용 시대에 걸쳐 공동 기간과 심각도에서 전례가 없는지 평가합니다. 2015년과 2018년에 이곳이 극심한 건조로 인해 가장 큰 영향을 받은 지역이었고 기후 재구성에 대한 풍부한 지난 천년 동안의 가뭄 데이터베이스가 발생했습니다. 우리는 또한 해수면 온도(SST), 해수면 염도, 대규모 대기 순환 재구성 및 고생물학 재분석을 활용하여 지난 천년 동안 건기의 구동 메커니즘을 조사합니다.

 

메가가뭄(Megadroughts)의 토론 결과

분석된 지역에 대한 OWDA를 기반으로 재구성된 PDSI 지수는 공통 기간(1901년) 동안 자체 보정된 팔머 가뭄 심각도 지수(scPDSI)의 변동성의 52%(r = 0.71, p ≪ 0.001)를 설명합니다. 공통 기간(1901~2012) 동안 가장 건조한 해는 각각 1921년과 1976년입니다. 1102년, 1503년, 1865년 및 1921년은 OWDA 데이터에 기초하여 지난 천년 동안 가장 건조한 것으로 기록되고, 1949년, 1976년 및 1990년 여름은 관측 기간 동안 가장 건조한 것으로 기록됨 , 관찰된 scPDSI를 기반으로 합니다. 1921년 가뭄은 독일 북서부에서 더 높은 진폭을 보였고, 1976년 가뭄은 분석된 전체 지역에서 기록되었습니다. 이러한 측면은 라인강, 엘베강 및 베저강의 저유량 상황에서도 포착됩니다. 1921년은 Rhine 및 Weser 집수 지역에서 가장 건조한 해이기도 합니다. 2003년, 2015년, 2018년은 재구성된 PDSI나 관측된 기록에서 가장 건조한 해에 속하지 않습니다. 1810년 이후, 재구성된 PDSI 지수에 의해 포착된 가장 건조한 해(1865, 1893, 1921, 1947, 1976, 2003년)는 관찰된 하천 흐름 데이터에서 낮은 유량 기간의 관점에서 극도로 건조한 해에도 해당합니다. 중부 유럽에서 가장 중요한 강은 재구성된 PDSI 지수가 분석된 기간 동안 가뭄 사건의 발생을 적절하게 포착할 수 있고 21세기 가뭄을 장기적인 맥락에 배치하는 데 사용될 수 있다는 표시입니다. 지난 1000년의 관점에서 볼 때, 20세기와 21세기 초는 주로 이전 세기와 비교할 때 건기와 우기의 발생에서 감소된 수십년 변동성을 특징으로 합니다. 지난 천년 동안 유럽 중부 지역에서 가장 건조한 해는 각각 1102년, 1419년, 1503년, 1504년, 1858년, 1865년, 1921년입니다.

 

과거 중부 유럽의 두번의 메가가뭄

지난 천년 동안 두 가지 뚜렷하고 오래 지속되는 건조 기간, 이른바 초대형 가뭄이 관찰됩니다. 하나는 1400~1480년 기간이고 다른 하나는 1770~1840년 기간입니다. 15세기 중반의 초대형 가뭄은 대부분 Spörer 극소기(1420~1550)와 동시 발생했는데, 이 기간은 들어오는 총 일사량(TSI)이 가장 많이 감소한 낮은 태양 활동 기간이었습니다. 서유럽에서 초기 Spörer Minimum은 일련의 극도로 춥고 오래 지속되는 겨울과 일치했으며, 이는 이후의 성장기에서 육상 생태계의 생산성에 극적인 영향을 미쳤으며 또한 파괴적인 손실로 나타났습니다. 농업 생산 문서 증거에 기초하여, 1400~1480년의 초대형 가뭄이 건조한 여름과 평균 겨울보다 더 추운 특징이 있음을 보여줍니다. 특히 1440~1480년 기간 동안 봄 중반 강수와 추운 여름의 감소로 인해 유럽의 서부와 중부를 덮는 더 넓은 지역에서 봄 강수와 여름 온도에 대한 연륜 기반 재구성은 이 기간이 특징화되었음을 나타냅니다. 유사하게, 1800년대의 초대형 가뭄은 Dalton Minimum(1790~1830)에 해당하며, 낮은 태양 활동과 몇 차례의 화산 폭발도 있었고, 이는 평균보다 낮은 지구 기온의 기간과 일치했습니다. 이 기간 동안 유럽 중부에서 약 -1 °C의 온도 변화가 있었습니다. 1770~1840년대의 초대형 가뭄은 지난 천년 동안 가장 건조한 기간 중 하나와 관련이 있습니다. 겨울, 봄, 여름 시즌은 모두 연속 50년 이상에 걸쳐 음의 강수 편차와 정상 겨울 및 봄 보다 추운 특징이 있습니다. 이 극도로 건조한 기간은 발트해의 춥고 혹독한 오래 지속되는 겨울을 동반했습니다. 두 번째 초대형 가뭄(1770~1840)은 지난 500년 동안 독일에 대한 표준화된 강수 지수의 새로운 재구성에 의해 명확하게 포착되었습니다. 이 사건은 1770~1840년 기간이 장기간 지속되는 건조 사건과 강수 적자를 특징으로 하는 폴란드에서도 관찰되었습니다. 지난 천년에 걸친 다른 재건에서 1770년에서 1820년 사이에 가장 건조한 기간이 기록되었으며, 1820년에서 1840년 사이에 건기,습기의 변화가 관찰될 수 있습니다. 두 번째 초대형 가뭄(1820~1840)이 끝날 때 사용된 다른 데이터 세트 간의 차이는 재구성과 불확실성을 도출하는 데 사용된 프록시 데이터 유형이 다르기 때문일 수 있습니다. 우리는 2003년, 2015년 및 2018년 가뭄이 지난 천년 동안 전례가 없는 것이 아니라는 것을 추론할 수 있습니다.