몬순 철수일 추정을 위한 지구화학적 추적 방법

Supriyo Chakraborty 박사는 2012년부터 2022년 6월까지 인도 푸네에 있는 인도 열대 기상학 연구소(IITM)의 MetFlux 프로젝트 프로젝트 디렉터를 역임했습니다. Chakraborty 박사는 "MetFlux 프로젝트는 대기 사이의 탄소 플럭스를 정량화하기 위해 노력하고 있습니다. 인도의 몇몇 산림생태계의 생물권을 연구하는 것입니다. 이 프로젝트의 구성 요소 중 하나는 탄소 순환과 수문 순환 사이의 연관성을 연구하는 것입니다. 강우의 동위원소 값과 생태계 생산성(즉, 탄소 플럭스)을 측정하여 링크. 우리는 최근 위에서 언급한 측정과 관련된 논문을 발표했습니다." (1) .

우리는 Chakraborty 박사에게 그가 최근 참여한 또 다른 프로젝트, 즉 인도 아대륙의 남서 몬순의 철수 시기를 더 잘 정의하기 위한 연구에 대해 논의해 달라고 요청했습니다.

이 프로젝트의 목표는 다음과 같습니다.

• 인도 지역의 강수 동위원소 구성에 대한 낮은 수준의 몬순 순환의 역할을 조사합니다.
• 강수 동위원소가 대류권 온도 변동에 어떻게 반응하는지 연구합니다.
• 강수 동위원소와 같은 지구화학적 추적자를 사용하여 몬순 철수 날짜를 추정할 수 있다고 제안합니다.
• 과거 시간 규모에 대한 몬순 정보를 얻는 데 있어 강수 동위원소의 잠재력을 확립합니다.

"남서 몬순의 도착과 출발은 인도 아대륙의 경제적, 사회적 측면에서 필수적인 역할을 합니다. 농업 활동은 몬순 강우량에 크게 의존하기 때문에 몬순 시작 및 종료 날짜 추정은 몬순 연구의 필수 구성 요소로 간주됩니다. Sharp 기상 변수(풍속, 강수량 등)의 변화는 5월 말에서 6월 초에 몬순이 도래하는 것을 특징으로 합니다. 예를 들어, 인도 남반도의 남서풍의 강도가 급격히 증가합니다. 합리적인 기술을 사용하여 몬순 시작 날짜를 추정합니다. 그럼에도 불구하고 9월 말에서 10월 초까지 몬순이 물러갈 때 기상 매개변수는 매우 느리게 변합니다.

"결과적으로 몬순 철수 날짜 추정은 종종 상당한 오류를 겪습니다. 몬순 철수 날짜를 결정하는 다양한 방법이 있지만 모두 강우량, 풍속, 온도, 습도 등과 같은 기상 매개변수 분석에 의존합니다. 연구는 벵골만의 안다만 제도와 아라비아해의 미니코이 제도에 대한 강수량의 동위원소 분석을 기반으로 인도에 대한 몬순 철수 날짜를 추정하는 새로운 기술을 제안합니다.

Chakraborty 박사에게 Origin이 자신의 연구 목표를 달성하는 데 어떻게 도움이 되었는지 물었고 그는 "이 작업의 중요한 측면 중 하나는 위에서 설명한 대로 몬순 철수 날짜를 추정하는 군집 분석 기술을 적용하는 것입니다. Origin은 이러한 목적으로 광범위하게 사용됩니다.", 그와 동료들은 다른 연구에서도 OriginPro의 주요 구성 요소 분석 도구를 광범위하게 사용했다고 언급했습니다 (3) ."

"우리는 이 섬들에서 빗물을 수집하고 산소(및 수소) 동위원소 비율을 측정했습니다. 우리는 동위원소 값을 몬순 순환 지수에 대해 표시할 때 두 개의 별개의 클러스터가 형성된다는 것을 입증했습니다. 한 클러스터는 여름철을 나타내고 다른 클러스터는 여름을 나타냅니다. 이 군집 의 각 지점은 해당 날짜로 식별되며 여름 군집에서 식별된 '마지막 날짜'와 겨울 군집에서 식별된 '첫 번째 날짜'는 몬순 철수 날짜를 추정하는 수단을 제공합니다. 수년간에 걸친 많은 양의 데이터로 인해 기술이 통계적으로 견고해졌습니다. 몬순 철수 날짜를 추정하는 데 지구화학적 추적자를 사용하는 새로운 방법은 자연 기록 보관소에서 검색된 과거 몬순 정보를 얻을 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다." ( 2) .

이 연구에서 얻은 다른 통찰력에 대해 질문을 받았을 때 Chakraborty 박사는 " 그림 5. 강수 동위원소의 흥미로운 특징을 보여줍니다. 여기서 x축은 몬순의 열역학적 특성을 나타냅니다. 비가 오면 상당한 양의 잠열이 발생합니다. 이는 습기가 생성되어 인도 대륙으로 운반되는 인도양 위의 대류권에 비해 인도 대륙 위의 대류권을 따뜻하게 만듭니다. 대류권 온도 차이에 시간을 곱하면 '열역학적 지수'가 발생합니다. TISM(Thermodynamic Index of Summer Monsoon)으로 알려진 몬순의 경우, 왼쪽 그래프를 보면 강수 동위원소는 TISM과 유의한 양의 상관관계를 유지하고 있음을 알 수 있습니다. 열역학적 지수와 달리 강수 동위원소는 ISMR과 약한 상관관계를 유지합니다. 동위원소는 강우량보다 대기의 열역학에 더 잘 반응합니다. 강수 동위원소의 이러한 특징은 과거 몬순 강우 변동성을 재구성할 수 있는 잠재력을 가질 수 있습니다."

Chakraborty 박사는 2022년 6월에 은퇴했지만 계속해서 자신의 연구 관심 분야를 추구하고 있습니다. "나는 Origin을 광범위하게 사용하는 강수 동위원소 데이터 및 기타 데이터를 여전히 분석하고 있습니다. 앞으로 몇 년 동안 이를 사용할 계획이며 저는 Origin의 새로운 기능을 배우고 싶습니다. 특히 NetCDF 데이터 형식 을 처리하는 기능을 사용하는 것을 좋아합니다 ." 그는 또한 "Origin이 다양한 통계 계산을 수행하고 결과를 인상적인 방식으로 제시하는 강력한 수단을 제공한다는 것을 알았습니다. 위에서 언급한 논문 외에도 제 학생들과 저는 여러 논문에서 Origin 출력을 사용했습니다. 저는 항상 노력합니다. 학생들이 Origin을 사용하도록 동기를 부여하기 위해. 지난 몇 년 동안 몇몇 학생들이 이 소프트웨어를 배우고 사용했습니다."

참고자료

(1) 인도 북동부에서 관찰된 강수 동위원소와 생물권-대기 상호작용 간의 연관성

(2) 인도 남부 지역 대기의 동적 및 열역학적 변수에 의한 침전 동위원소의 조절

(3) 인도 북동부 반낙엽수림의 순 생태계 교환을 계절 내에서 계절 시간 규모까지 정량화