대한민국 경상남도(경상도) 지역의 가뭄은 발생 확률, 지역적 특성, 그리고 수요·공급 체계에 따라 자연·물리·사회 부문에 복합적으로 영향을 미치는 현상이다. 가뭄으로 인한 피해를 줄이기 위해서는 가뭄의 영향, 원인, 취약성을 파악할 수 있는 가뭄 위험을 평가하는 것이 필요하다. 기존의 가뭄 위험 평가는 대체로 가뭄의 위험도(hazard)와 취약성(vulnerability)을 결합하여 수행되어 왔으나, 가뭄에 대한 지역의 대응 역량이 고려되지 않아 그러한 평가는 제한적인 가치만 가진다. 또한 지표와 가중치 요인이 주관적인 방법으로 결정되기 때문에 불확실성이 크다. 본 연구에서는 지역의 물 공급 시스템을 고려하면서 가뭄의 대응 역량을 포함한 포괄적 가뭄 위험을 평가하였다. 가뭄 위험 평가에서의 불확실성을 제거하기 위해, 본 연구는 부분최소제곱-구조방정식모형(PLS-SEM)을 활용하여 지역의 가뭄 대응 역량을 포함한 효과적인 지표를 선택하였고, 아울러 엔트로피(entropy), 주성분 분석(principal component analysis, PCA), 가우시안 혼합 모형(Gaussian mixture model, GMM), 베이지안 네트워크(Bayesian networks)와 같은 객관적 가중치 산정 방법을 적용하여 최적의 가중치 요인을 결정하였다. 그 결과, 한국의 경상도 지역에 적용한 PLS-SEM은 가뭄 위험 평가를 위한 10개의 지표를 선택하였다. 선택된 지표와 객관적 가중치 산정 방법을 사용하여, 본 연구는 가뭄의 위험도, 취약성, 대응 역량 및 위험(risk)이 각각 GS26(Ulleung), GS27(Changwon), GS16(Cheongsong), GS28(Jinju)에서 가장 높음을 확인하였다. 실제 가뭄 피해가 큰 지역들은 가뭄 위험도 또한 높았으며, 이는 본 연구 결과가 지역 가뭄의 주요 영향과 위험을 파악하는 데 있어 타당하고 유용함을 시사하며, 가뭄 위험을 줄이기 위한 가뭄 대응책을 선택하는 의사결정 과정에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

대한민국 경상남도(경상도) 지역의 가뭄은 발생 확률, 지역적 특성, 그리고 수요·공급 체계에 따라 자연·물리·사회 부문에 복합적으로 영향을 미치는 현상이다. 가뭄으로 인한 피해를 줄이기 위해서는 가뭄의 영향, 원인, 취약성을 파악할 수 있는 가뭄 위험을 평가하는 것이 필요하다. 기존의 가뭄 위험 평가는 대체로 가뭄의 위험도(hazard)와 취약성(vulnerability)을 결합하여 수행되어 왔으나, 가뭄에 대한 지역의 대응 역량이 고려되지 않아 그러한 평가는 제한적인 가치만 가진다. 또한 지표와 가중치 요인이 주관적인 방법으로 결정되기 때문에 불확실성이 크다. 본 연구에서는 지역의 물 공급 시스템을 고려하면서 가뭄의 대응 역량을 포함한 포괄적 가뭄 위험을 평가하였다. 가뭄 위험 평가에서의 불확실성을 제거하기 위해, 본 연구는 부분최소제곱-구조방정식모형(PLS-SEM)을 활용하여 지역의 가뭄 대응 역량을 포함한 효과적인 지표를 선택하였고, 아울러 엔트로피(entropy), 주성분 분석(principal component analysis, PCA), 가우시안 혼합 모형(Gaussian mixture model, GMM), 베이지안 네트워크(Bayesian networks)와 같은 객관적 가중치 산정 방법을 적용하여 최적의 가중치 요인을 결정하였다. 그 결과, 한국의 경상도 지역에 적용한 PLS-SEM은 가뭄 위험 평가를 위한 10개의 지표를 선택하였다. 선택된 지표와 객관적 가중치 산정 방법을 사용하여, 본 연구는 가뭄의 위험도, 취약성, 대응 역량 및 위험(risk)이 각각 GS26(Ulleung), GS27(Changwon), GS16(Cheongsong), GS28(Jinju)에서 가장 높음을 확인하였다. 실제 가뭄 피해가 큰 지역들은 가뭄 위험도 또한 높았으며, 이는 본 연구 결과가 지역 가뭄의 주요 영향과 위험을 파악하는 데 있어 타당하고 유용함을 시사하며, 가뭄 위험을 줄이기 위한 가뭄 대응책을 선택하는 의사결정 과정에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

중앙아시아. 중앙아시아에서는 가뭄의 시공간적 변동성과 진화적 특성을 이해하는 데 도움이 되는 가뭄 정보가 부족하다. 본 연구에서는 중앙아시아의 기상 및 지형학적 특성을 고려하여 가뭄 분석 자료(즉, 고해상도 Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI) 데이터셋)를 활용하고, 3차원(3D) 가뭄 사건을 추출하기 위한 동적 가뭄 탐지(dynamic drought detection technique; DDDT) 기법을 제안하였다. 그 결과, 시공간 차원과 얽혀 있는 가뭄의 시공간적 분포 양상과 특성을 분석할 수 있었다. 1981–2018년 기간 동안 중앙아시아에서의 가뭄 사건을 확인하고, 다양한 가뭄 특성 지표(가뭄 지속기간, 심도, 영향 면적, 강도, 위치(위도 및 경도), 그리고 가뭄 궤적의 거리 및 방향)를 사용하여 그 시공간적 분포 양상과 변동성을 규명하였다. 마지막으로, 모든 3D-가뭄 특성을 포함하는 동적 가뭄 지도(dynamic drought map)를 기반으로 중앙아시아의 조건부 가뭄 모니터링을 위한 새로운 접근법을 제안하였다. 주요 발견은 다음과 같다. (i) 고해상도 데이터셋은 중앙아시아의 기후 및 다양한 지형학적 특성을 고려할 때 가뭄의 발달 과정과 진화적 특성을 해석하는 데 적합하며, (ii) DDDT 알고리즘을 이용해 3차원 개념에서 가뭄 사건을 식별함으로써 중앙아시아에서 규모가 큰 가뭄과 작은 가뭄 대부분을 정량화할 수 있고, (iii) 1981–2018년 연구기간 동안 연구지역에서 발생한 가뭄 궤적의 방향은 종종 횡방향, 즉 동쪽과 서쪽 방향이었으며, (iv) 2008년 초 중앙아시아에서는 새 월별 가뭄의 수가 감소하는 경향이 있었음에도 불구하고, 심한 가뭄이 2008년까지 지속되었다. 동적 가뭄 지도를 통해 원인을 규명한 결과, 2007년 하반기에 매달 발생한 새로운 가뭄의 수는 증가하는 경향을 보였고, 이는 2008년의 장기 가뭄으로 이어졌다.

지속적인 기상 가뭄은 수문 가뭄으로 이어질 수 있으며, 이는 가뭄 전파(drought propagation)로 알려져 있다. 전파된 가뭄 사건은 전파되지 않은 사건보다 더 치명적이므로, 이들의 전파 특성을 규명하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 관측된 강수와 저수지 저장량으로부터 계산한 센서 기반 가뭄 지수(sensor-based drought indices)를 이용하여 가뭄 전파를 특성화하였다. 연구 대상 지역은 주된 수원에 따라 29개의 클러스터로 분류하였으며, 이는 수문 가뭄 지수(hydrological drought index)를 산정하기 위한 기준으로 사용하였다. 이후 기상 가뭄과 수문 가뭄 간의 전파를 규정하고, 전파 특성(감쇠, 지연, 연장) 및 이에 대응하는 피해 양상을 분석하였다. 기상 가뭄과 수문 가뭄의 평균 발생 횟수는 각각 85회와 18회였으며, 기상 가뭄에서 수문 가뭄으로의 평균 전파율은 약 14%였다. 전파된 사건 중 92%가 연장 특성을 보였고, 평균 지연 시간은 5.04주였다. 보령댐(Boryeong Dam) 유역에서는 2012년의 기상 가뭄이 수문 가뭄으로 전파되었으나 더 약한 수문 가뭄으로 감쇠되어 피해는 발생하지 않았다. 반면 2016년의 기상 가뭄은 지연과 연장을 동반하여 전파되었으며, 이 사건은 4개 지역의 상수도 공급과 농업에 피해를 주어 3,760명과 703 ha에 영향을 미쳤다. 이러한 클러스터별 전파 특성과 이에 대응하는 피해 양상은 지역 맞춤형 가뭄 대응 정책을 수립하는 데 활용될 수 있다.

• 가뭄은 전 세계적으로 농업, 물, 생태계, 사회에 도전 과제를 제기한다. • 가뭄 예측 및 모델링 도구의 개선에 대한 시급한 필요가 있다. • 환경 및 사회경제적 요인이 가뭄 취약성에 영향을 미친다. • 핵심 전략: 통합 물자원 관리와 회복력 있는 작부체계(재배 시스템). • 미래 기후 시나리오는 적응적 관리에 필요한 실천의 결정에 중요하다. 가뭄은 전 세계적으로 농업, 수자원, 생태계, 사회 전반에 중대한 과제를 야기한다. 본 종합적 검토는 기상학적, 수문학적, 농업적, 사회경제적, 생태학적, 도시적, 환경적, 그리고 속성(급성) 가뭄 유형에 이르는 다차원적 영향을 고찰한다. 우리는 가뭄 위험 평가와 관리의 개선을 위해 예측 및 모델링 도구에 대한 가장 시급한 필요를 확인하였다. 본 연구는 또한 환경적, 사회경제적, 인구학적, 제도적, 거버넌스(통치·관리), 그리고 기술적 요인이 가뭄 취약성에 어떻게 영향을 미치는지 추가로 분석한다. 통합 물자원 관리, 가뭄에 견딜 수 있는 작부체계, 그리고 견고한 정책 프레임워크와 같은 가뭄의 영향을 완화하기 위한 핵심 전략이 확인되었다. 본 검토는 회복력 있는 지역사회와 생태계를 촉진하기 위해 위험 평가와 적응적 관리 실천에 미래 기후 시나리오를 반영하는 것의 중요성을 강조한다. 또한 현재 및 향후 기후변화 하에서 가뭄에 대한 적응적 관리를 지향하는 정책 프레임워크를 최적화하는 한편, 가뭄으로 인한 사회경제적 취약성을 줄이기 위한 혁신적 접근을 주장한다. 본 연구는 가뭄과 관련된 위험을 효과적으로 관리하기 위한 향후 연구 노력, 정책 수립 과정, 그리고 실질적 대응을 이끌 수 있는 통찰을 제공하고자 한다.