The increasing frequency and intensity of extreme events due to climate change have been indicated in numerous studies. In particular, hydrological extreme events have caused considerable damage compared to other disasters, and it is anticipated that climate change will further amplify these damages. This study aims to establish an assessment framework for the shifts in hydrological risks induced by man-made climate change. We tested the framework with floods and droughts that occurred worldwide in 2022. 60 members of total runoff data from the large ensemble simulation driven by HadGEM3-A-N216 fed a global hydrodynamic model (Catchment-based Micro-scale Floodplain; CaMa-Flood). To assess the human impacts, two sets of experiments, historicalExt and historicalNatExt (with and without anthropogenic forcing, respectively), have been compared. We calculated Risk Ratio (RR) and Fraction of Attributable Ratio (FAR) in major global rivers to quantify the proportion of the anthropogenic contribution. The results show that, in general, RR and FAR increase as the river discharge get closer to extreme values, which indicates that human influence had a more significant impact on severer extreme events. In socioeconomic impact assessment, we also calculated changes in exposed population and gross domestic product for both disasters. While an increase in physical risk generally led to an increase in socioeconomic damage in most regions, some areas exhibited a discrepancy between them due to the spatial mismatch. This indicates the necessity of impact assessment not only for physical risks but also from socioeconomic aspects. Our quantitative impact assessment framework can provide essential evidence for "Loss and Damage" agenda agreed upon in COP27, 2022 and also provides crucial insight into flood management strategies.
기후변화로 인해 재해의 강도와 빈도가 증가하고 있다. 특히 수문학적 재해인 홍수와 가뭄의 경우 다른 재해에 비해 월등히 많은 피해를 주고 있다. 따라서 본 연구에서는 물리 하천 모델인 ‘CaMa-Flood’를 사용하여 인간 활동으로 인한 홍수와 가뭄의 위험 변화를 확인하였다. 물리적 위험 분석을 위해 위험비와 위험기여도를 계산하였고 각 기준치에 대한 유량과 범람 면적의 변화를 확인하였다. 세계의 대표적인 15개의 하천에 대해 분석하였으며 99.9 백분위수 유량의 경우 14개의 유역에서 위험비가 1을 넘었다. 이는 대규모 홍수에 관해서는 인간 영향에 의해 홍수 발생 확률이 증가하는 것을 의미한다. 가뭄에 대해서는 Orinoco와 Danube 유역에서 인간 영향에 의해 가뭄이 발생할 확률이 증가하였다. 범람 비율의 분포로 확인했을 때 홍수에 대해서는 러시아 고위도 지역에서 감소를 보였으며 White Nile 유역에서 증가를 보였다. 가뭄에 대해서는 동아시아와 남아프리카에서는 상대적인 범람 면적의 감소를 보이며 인간 영향에 의한 가뭄 위험의 증가를 확인했다. 사회경제적 위험 평가에서는 두 재해에 대한 노출 인구수와 노출 총생산량의 변화를 확인하였다. 대부분의 지역에서 물리적 위험의 증가가 사회경제학적 피해의 증가로 이어졌지만 일부 지역에서 물리적 위험과 사회경제적 피해의 증감의 불일치가 나타났다. 이는 물리적 위험 증가 지역의 분포와 인구와 총생산량 밀집 지역의 분포의 불일치로 발생하였으며 이는 물리적 위험뿐만 아니라 사회경제학적 영향평가에 대한 필요성을 의미한다. 재해의 정량적 평가는 기후변화에 대응 전략 수립에 도움을 줄 수 있으며 기후변화로 인해 추가적인 피해를 입은 국가를 위한 보상제도인 ‘Loss & Damage’에 제시할 정량적 근거에 도움을 줄 수 있을 것으로 예상된다.
