쾨펜의 기후 구분

1. 개요

쾨펜의 기후 구분은 1884년 블라디미르 쾨펜이 처음 발표한 기후 분류 체계로, 계절별 온도 분포를 기준으로 기후를 구분한다. 이 분류는 수목 기후(A, C, D), 무수목 기후(B, E), 그리고 고산 기후(H)로 크게 나뉘며, 각 기후는 온도와 강수량에 따라 세부적으로 구분된다. 쾨펜의 기후 구분은 매달 평균 기온과 강수량 데이터를 활용하며, 기후와 식생의 관계를 잘 반영하여 현재까지도 널리 사용되고 있다.

2. 역사적 배경

블라디미르 쾨펜은 1884년에 계절별 온도 분포를 측정 지점별로 나타낸 단순한 기후 구분을 처음 발표하였다. 1900년에는 기후 구분을 확장하였고, 1918년에는 현재와 거의 같은 기후 구분을 발표하였는데, 이때 A부터 E까지의 기후대가 설정되었다. 1936년, 쾨펜은 마지막 논문을 발표하였다. 이후 글렌 토마스 트레워다(글렌 토머스 트리워사/Glenn Thomas Trewartha^영어) 등에 의해 고산 기후(H)가 추가되는 등 수정이 이루어졌다.

3. 구분 기준

쾨펜의 기후 구분은 크게 수목 기후와 무수목 기후로 나뉜다.

5가지 기후대가 있으며, 저위도에서 순서대로(적도에서 극지방을 향해) A~E로 기호가 붙여져 있다.
위 기호의 조합에 따라 다음과 같은 조합이 가능하다.

* A(열대)
Af(열대 우림 기후)
Am(열대 몬순 기후)
Aw(사바나 기후)
* B(건조대)
BWh, BWk(사막 기후)
BSh, BSk(스텝 기후)
* C(온대)
Cfa(온난 습윤 기후)
Cfb, Cfc(서안 해양성 기후)
Cwa, Cwb, Cwc(온난 동계 소우 기후)
Csa, Csb, Csc(지중해성 기후)
* D(아한대)
Dfa, Dfb, Dfc, Dfd(아한대 습윤 기후)
Dwa, Dwb, Dwc, Dwd(아한대 동계 소우 기후)
Dsa, Dsb, Dsc, Dsd(고지 지중해성 기후)
* E(한대)
ET(툰드라 기후)
EF(빙설 기후)
* H(고산 기후)
** HG만(고산 기후)

기후형을 구분하는 데에는 매달 평균 기온과 강수량 데이터만 있으면 된다. 기온을 꺾은선 그래프로, 강수량을 막대 그래프로 나타낸 우온도나, 세로축에 기온, 가로축에 강수량을 취한 좌표 위에 매달 데이터를 플롯한 클라이모그램을 이용하면 편리하다.

3.1. 수목 기후 (A, C, D)

쾨펜의 기후 구분에서 수목 기후는 주로 온도 차이를 기준으로 열대 기후(A), 온대 기후(C), 냉대 기후(D)로 나뉜다. 각 기후는 다시 강수량에 따라 세분된다.

* A (열대 기후): 최한월 평균 기온이 18°C 이상이다.
* Af (열대 우림 기후): 연중 습윤하며 매달 평균 강수량이 60mm 이상이다.
* Am (열대 계절풍 기후): 가장 건조한 달의 강수량이 60mm 미만이지만, $100-\backslash left\; (\; \backslash frac\{\backslash mathrm\{연간\backslash ,총\backslash ,강수량\backslash ,(mm)\}\}\{25\}\; \backslash right\; )$ 이상이다.
* Aw/As (열대 사바나 기후): 가장 건조한 달의 강수량이 60mm 미만이고 $100-\backslash left\; (\; \backslash frac\{\backslash mathrm\{연간\backslash ,총\backslash ,강수량\backslash ,(mm)\}\}\{25\}\; \backslash right\; )$ 미만이다.

* C (온대 기후): 최한월 평균 기온이 0°C(또는 -3°C) 에서 18°C 사이이며, 최난월 평균 기온이 10°C 이상이다.
* Cfa (온난 습윤 기후): 계절 간 강수량 차이가 크지 않다.
* Cfb (해양성 기후): 계절 간 강수량 차이가 크지 않다.
* Cfc (냉대 해양성 기후): 계절 간 강수량 차이가 크지 않다.
* Cwa (온대 몬순 기후): 여름철 강수량이 겨울철 강수량보다 많다.
* Cwb (아열대 고산 기후): 여름철 강수량이 겨울철 강수량보다 많다.
* Cwc (냉대 아열대 고산 기후): 여름철 강수량이 겨울철 강수량보다 많다.
* Csa (지중해성 기후): 겨울철 강수량이 여름철 강수량보다 많다.
* Csb (온난 여름 지중해성 기후): 겨울철 강수량이 여름철 강수량보다 많다.
* Csc (냉대 여름 지중해성 기후): 겨울철 강수량이 여름철 강수량보다 많다.

* D (냉대 기후): 최한월 평균 기온이 0°C(또는 -3°C) 미만, 최난월 평균 기온이 10°C 이상이다.
* Dfa (덥고 습한 대륙성 기후): 계절 간 강수량 차이가 크지 않다.
* Dfb (따뜻하고 습한 대륙성 기후): 계절 간 강수량 차이가 크지 않다.
* Dfc (아한대 기후): 계절 간 강수량 차이가 크지 않다.
* Dfd (매우 추운 아한대 기후): 계절 간 강수량 차이가 크지 않다.
* Dwa (계절풍의 영향을 받는 덥고 습한 대륙성 기후): 여름철 강수량이 겨울철 강수량보다 많다.
* Dwb (계절풍의 영향을 받는 따뜻하고 습한 대륙성 기후): 여름철 강수량이 겨울철 강수량보다 많다.
* Dwc (계절풍의 영향을 받는 아한대 기후): 여름철 강수량이 겨울철 강수량보다 많다.
* Dwd (계절풍의 영향을 받는 매우 추운 아한대 기후): 여름철 강수량이 겨울철 강수량보다 많다.
* Dsa (지중해성 기후의 영향을 받는 덥고 습한 대륙성 기후): 겨울철 강수량이 여름철 강수량보다 많다.
* Dsb (지중해성 기후의 영향을 받는 따뜻하고 습한 대륙성 기후): 겨울철 강수량이 여름철 강수량보다 많다.
* Dsc (지중해성 기후의 영향을 받는 아한대 기후): 겨울철 강수량이 여름철 강수량보다 많다.
* Dsd (지중해성 기후의 영향을 받는 매우 추운 아한대 기후): 겨울철 강수량이 여름철 강수량보다 많다.

A, C, D 기후는 강수량에 따라 f(연중 습윤), s(하계 건조), w(동계 건조), m(계절풍)과 같이 세분된다. 또한, 기온에 따라 a(더운 여름), b(따뜻한 여름), c(짧고 기온이 낮은 여름), d(매우 추운 겨울) 등으로 세분된다.

3.2. 무수목 기후

5가지 기후대가 있으며, 저위도에서 순서대로(적도에서 극지방을 향해) A~E로 기호가 붙여져 있다. 수목이 존재하는 지역의 기후(A, C, D 기후)는 수목 기후, 수목이 존재하지 않는 지역의 기후(B, E 기후)를 무수목 기후라고 한다.

건조 기후(B)는 강수량이 적어 식물이 자라기 어려운 기후이다. 사막 기후와 스텝 기후로 나뉜다. 극지방 기후(EF 또는 ET)의 기준(평균 기온이 10°C를 넘는 달이 없는 기후)에 해당되지 않는 지역에서 강수량이 적은 기후로 정의된다.

건조 한계치: 연 강수량(r)과 연평균 기온(t)을 이용하여 계산한다.
* 연중 다우인 경우(f형): r = 20(t+7)
* 겨울에 건조한 경우(w형): r = 20(t+14)
* 여름에 건조한 경우(s형): r = 20t
연 강수량이 건조 한계치에 달하지 않는 경우 건조 기후가 된다.

구분:
* BW(사막 기후): 연 강수량이 건조 한계의 절반 미만.
* BS(스텝 기후): 연 강수량이 건조 한계의 절반 이상이며 건조 한계 미만.

추가 구분 (기온):
* h: 연평균 기온이 18°C 이상.
* k: 연평균 기온이 18°C 미만.

열대 또는 아열대 지역의 대륙 서해안에 위치한 사막 지역은 잦은 안개와 낮은 구름이 특징이지만, 실제 강수량은 매우 적어 지구상에서 가장 건조한 지역에 속하기 때문에 BWn으로 분류될 수 있다. 여기서 n은 잦은 안개가 특징인 기후를 나타낸다.

한대 기후(E)는 기온이 낮아 식물이 자라기 어려운 기후이다. 쾨펜의 기후 구분에서 극지방 기후는 가장 따뜻한 달의 평균 기온이 10°C 미만인 기후로 정의된다. 극지방 기후는 다시 두 가지 유형, 즉 툰드라 기후와 빙설 기후로 나뉜다. 무수목 기후 중 냉랭한 기온이 원인인 지역에 해당하며, 최난월 평균기온이 10℃ 미만인 경우 한대가 된다. 최한월 평균기온과 강수량은 고려하지 않는다.

* ET(툰드라 기후) - 최난월 평균기온이 0°C 이상 10°C 미만. 여름 동안에만 이끼류 등의 지의류가 생육한다. T는 툰드라/Tundre^독일어의 머리글자이다.
* EF(빙설 기후) - 최난월 평균기온이 0°C 미만. 식물의 생육은 없다. F는 빙점하/Froste^독일어의 머리글자이다.

3.2.1. 건조 기후 (B)

강수량이 적어 식물이 자라기 어려운 기후이다. 건조 기후는 사막 기후와 반건조 기후로 나뉘는데, 극지방 기후(EF 또는 ET)의 기준(평균 기온이 10°C를 넘는 달이 없는 기후)에 해당되지 않는 지역에서 강수량이 적은 기후로 정의된다.

건조 한계치: 연 강수량(r)과 연평균 기온(t)을 이용하여 계산한다.
* 연중 다우인 경우(f형): r = 20(t+7)
* 겨울에 건조한 경우(w형): r = 20(t+14)
* 여름에 건조한 경우(s형): r = 20t
연 강수량이 건조 한계치에 달하지 않는 경우 건조 기후가 된다.

구분:
* BW(사막 기후): 연 강수량이 건조 한계의 절반 미만.
* BS(스텝 기후): 연 강수량이 건조 한계의 절반 이상이며 건조 한계 미만.

추가 구분 (기온):
* h: 연평균 기온이 18°C 이상.
* k: 연평균 기온이 18°C 미만.

열대 또는 아열대 지역의 대륙 서해안에 위치한 사막 지역은 잦은 안개와 낮은 구름이 특징이지만, 실제 강수량은 매우 적어 지구상에서 가장 건조한 지역에 속하기 때문에 BWn으로 분류될 수 있다. 여기서 n은 잦은 안개가 특징인 기후를 나타낸다.

3.2.2. 한대 기후 (E)

기온이 낮아 식물이 자라기 어려운 기후이다. 쾨펜의 기후 구분에서 극지방 기후는 가장 따뜻한 달의 평균 기온이 10°C 미만인 기후로 정의된다. 극지방 기후는 다시 두 가지 유형, 즉 툰드라 기후와 빙설 기후로 나뉜다. 무수목 기후 중 냉랭한 기온이 원인인 지역에 해당하며, 최난월 평균기온이 10℃ 미만인 경우 한대가 된다. 최한월 평균기온과 강수량은 고려하지 않는다.

* ET(툰드라 기후) - 최난월 평균기온이 0°C 이상 10°C 미만. 여름 동안에만 이끼류 등의 지의류가 생육한다. T는 툰드라/Tundre^독일어의 머리글자이다.
* EF(빙설 기후) - 최난월 평균기온이 0°C 미만. 식물의 생육은 없다. F는 빙점하/Froste^독일어의 머리글자이다.

3.3. 고산 기후 (H)

쾨펜은 위도에 따른 기후를 기준으로 열대 기후(A), 건조 기후(B), 온대 기후(C), 냉대 기후(D), 한대 기후(E)로 구분하였다. 이후 1966년 미국의 지리학자 트레와다(Glenn Thomas Trewartha)는 고산 기후(Highland Climate)를 별도로 분류하여 알파벳 H를 부여했다. 고산 기후(H)는 강수량이나 기온으로 판별되는 것이 아니며, 쾨펜이 직접 설정하지는 않았지만 이후 추가된 기후대이다. 해발 고도가 높아 나타나는 독특한 기후를 보인다.

4. 세부적인 기후 구분

쾨펜의 기후 구분에서 각 기후대는 세부적인 기준에 따라 더욱 세분화된다.

열대 기후는 월 평균 기온이 18°C 이상이며 강수량이 많다. Af는 열대 우림 기후, Am은 열대 계절풍 기후, Aw 또는 As는 사바나 기후를 나타낸다.

건조 기후(B)는 강수량이 적은 기후로, 연 강수량이 특정 기준치(연평균 기온에 20을 곱하고 특정 값을 더한 값)의 50% 미만이면 BW(사막 기후), 50%~100%이면 BS(스텝 기후)로 분류된다. 기온에 따라 BWh, BWk, BSh, BSk로 세분된다.

온대 기후(C)는 최한월 평균 기온이 -3°C ~ 18°C 사이이며, 최난월 평균 기온이 10°C 이상이다. Cfa, Cfb, Cfc, Cwa, Cwb, Cwc, Csa, Csb, Csc 등으로 세분된다.

냉대 기후(D)는 최한월 평균 기온이 -3°C 미만, 최난월 평균 기온이 10°C 이상이다. Dfa, Dfb, Dfc, Dfd, Dwa, Dwb, Dwc, Dwd, Dsa, Dsb, Dsc, Dsd 등으로 세분된다.

한대 기후(E)는 연중 모든 달의 평균 기온이 10°C 미만이다. ET(툰드라 기후)와 EF(빙설 기후)로 나뉜다.

5. 쾨펜의 기후 구분과 한국

한국은 냉대, 온대, 열대 기후가 모두 나타나는 지역이다. 쾨펜의 기후 구분에 따르면, 관동 지방 이남의 대부분은 온난 습윤 기후에 속한다. 홋카이도의 거의 전역, 도호쿠 지방의 내륙부, 북관동의 고원, 나가노현이나 히다 지방 등의 중앙 고지는 아한대 습윤 기후 또는 습윤 대륙성 기후로 분류된다. 겨울에는 대륙의 계절풍의 영향을 받아 대륙성 기후 지역은 월평균 기온이 영하로 내려가 추위가 심하다. 여름에는 태평양 고기압의 영향으로 남동풍이 불어 고온다습한 날씨가 나타난다.

후지산 등 일부 고산 지역 정상 부근은 한대·툰드라 기후로 분류된다.

일본과 마찬가지로 한국도 쾨펜의 기후 구분만으로는 지역별 기후 차이를 상세하게 나타내기 어렵기 때문에, 한국 고유의 기후 구분을 설정할 필요가 있다.

6. 평가

쾨펜의 기후 구분은 분류 기준이 간결하고 명확하며 식생 및 풍토의 특징을 반영하고 있어 현재에도 기후, 산업, 문화, 농업을 논하는 데 있어 빠뜨릴 수 없다. 실제 기후를 잘 반영하여 2017년 시점에서도 저명한 기후 구분 중 하나로 평가받고 있으며, 농업 및 문화의 지역 차이 설명에도 활용되고 있다.

쾨펜의 기후 분류는 기후와 식생 사이의 경험적 관계를 기반으로 하며, 온도와 강수량, 그리고 계절성에 의해 정의되는 기후 조건을 단일 지표로 효율적으로 설명하는 방법을 제공한다. 확인된 기후 조건은 생태학적으로 관련이 있기 때문에 장기 기후와 관련 생태계 조건의 지리적 분포를 매핑하는 데 널리 사용되어 왔다.

최근에는 기후 변화와 시간에 따른 식생의 잠재적 변화를 식별하기 위해 쾨펜의 기후 구분을 사용하는 데 대한 관심이 증가하고 있다. 쾨펜 기후 분류의 가장 중요한 생태적 의미는 기후 자료를 바탕으로 우점 식생 유형을 예측하거나, 그 반대의 경우도 가능하다는 것이다.

2015년, 난징대학교에서 발표한 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports) 논문은 기후 분류를 분석하여 1950년부터 2010년 사이에 전 세계 토지 면적의 약 5.7%가 더 습하고 차가운 분류에서 더 건조하고 더운 분류로 이동했음을 밝혔다. 저자들은 또한 이러한 변화가 "자연 변동으로 설명될 수 없고 인위적 요인에 의해 발생한다"는 것을 발견했다. 2018년 연구에서는 현재와 미래의 쾨펜-가이거 기후 분류 지도를 1km 해상도로 자세하게 보여준다.

그러나 식생에만 주목하고 있어 인간 생활 등의 감각에 친숙하지 않은 부분이 있으며, 아시아와 아프리카의 기후에 대해서는 정확하지 않다는 지적도 있다.