본 연구실은 극지방, 특히 북극과 남극의 기후 변화와 그 영향에 대한 심층적인 연구를 수행하고 있습니다. 최근 수십 년간 북극 해빙의 급격한 감소와 이로 인한 대기 및 해양 시스템의 변화는 전 지구적 기후 시스템에 큰 영향을 미치고 있습니다. 연구실은 위성 관측, 수치모델링, 재분석 자료를 활용하여 북극 해빙 감소가 대기 순환, 제트기류, 극 소용돌이 등 대규모 대기 현상에 미치는 영향을 분석합니다. 특히 북극 온난화가 중위도 지역의 이상기후, 예를 들어 한파, 폭염, 극한 강수 등과 어떻게 연결되는지에 대한 원격 상관성(teleconnection) 연구에 중점을 두고 있습니다. 이를 위해 북극-유라시아, 북극-북미 간의 대기 순환 패턴 변화, 유라시아 블로킹, 바렌츠-카라해의 해빙 변화와 같은 다양한 기상·기후 인자를 통합적으로 분석합니다. 또한, 북극의 해빙 감소가 극 소용돌이 약화, 중위도 한파 발생 증가 등과 어떤 연관성을 갖는지 다양한 수치 실험과 이론적 접근을 통해 규명하고 있습니다. 이러한 연구는 계절 예측, 장기 기후 전망, 극한 기상 현상 예측의 정확도 향상에 기여하며, 북극-중위도 상호작용의 물리적 메커니즘을 밝히는 데 중요한 역할을 하고 있습니다. 나아가, 기후변화에 따른 사회적·경제적 영향 평가와 정책 수립에도 과학적 근거를 제공하고 있습니다.

연구실은 대기 순환의 이해와 극한 기상 현상(한파, 폭염, 태풍, 강수 등)의 예측 기술 개발에 주력하고 있습니다. 이를 위해 다양한 대기 통계 분석 기법과 수치모델(NCAR Command Language, NCL 등)을 활용하여 대기 자료의 통계적 특성, 기압계 패턴, 대기 블로킹, 제트기류 변화 등을 정량적으로 분석합니다. 또한, 실제 사례 분석을 통해 중규모 및 대규모 대기 현상의 발생 원인과 전개 과정을 규명하고 있습니다. 특히, 한반도 및 동아시아 지역의 계절별 기온, 강수, 대설, 한파 등 극한 기상 현상의 발생 메커니즘을 연구하며, 이를 바탕으로 계절 예측 시스템 및 기압계 패턴 예측 기술을 개발하고 있습니다. 눈 깊이 초기화, 해빙 및 해수면 온도 경계조건 보정, 블로킹 인덱스 산출 등 다양한 예측 기법을 도입하여 예측 정확도를 높이고 있습니다. 또한, 태풍의 급격한 강도 변화, 해양-대기 상호작용, 극지방의 강풍 사례 등 다양한 극한 현상에 대한 수치 실험과 관측 기반 분석을 병행합니다. 이러한 연구는 기상청, 해양조사원 등과의 협력 프로젝트를 통해 실질적인 예보 및 기후 서비스로 연계되고 있으며, 국가 재난 대응, 에너지 수요 예측, 농업·수산업 등 다양한 분야에 활용되고 있습니다. 더불어, 최신 인공지능 및 빅데이터 분석 기법을 접목하여 미래 기상·기후 예측의 새로운 패러다임을 제시하고 있습니다.