본 연구는 토픽 모델링을 활용하여 IPCC Working Group별 국내 기후변화 연구동향을 분석하고 주요 연구주제를 분석하고자 한다. 토픽 모델링 분석은 텍스트 집단(network) 내의 주요 키워드를 추출한 후, 추출된 키워드들을 정량적으로 분석할 수 있다. 또한, 키워드의 조합을 토대로 연구자가 토픽명을 명명하여 주요 Topic을 분석할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구는 국내 IPCC Working Group별 주요 연구를 수집하여 이를 토대로 연구의 주요 Topic을 파악하고, 향후 수행되어야 할 연구 주제를 제시하기 위하여 토픽 모델링 분석을 활용하였다.

토픽 모델링 분석은 공학, 인문, 사회과학 등 다양한 분야에서 널리 활용되고 있다(Radhakrishnan, 2017). 토픽 모델링 분석을 위한 분석도구로는 Netminer Ver 4.4.3.d를 활용하였으며, 텍스트 네트워크 분석 방법 중 하나인 LDA (Latent Dirichlet Allocation) 토픽 모델링 분석을 활용하고자 하며, LDA 토픽 모델의 구조는 다음 Fig. 1과 같다.

Fig. 1. 
LDA model structure

• α: 문서별 토픽 k의 Dirichlet prior weight, θ 값을 결정하는 파라미터
• θ_d: 문서별 토픽의 비율
• Z_d,n: 문서 d의 n번째 단어의 토픽(index)
• W_d,n: 문서 d의 n번째 단어(문서에 관측되는 변수, index)
• β_k: 토픽별 단어 w의 생성확률
• K : 토픽의 개수
• η : 토픽별 단어 w의 Dirichlet prior weight, β 값을 결정하는 파라미터

분석을 위해 국내 학술연구플랫폼인 KCI (Korea Citation Index)를 활용하여 IPCC Working Group별 기후변화 관련 학술연구의 제목과 키워드 등 기초 자료를 수집하였다. Working Group별 기후변화 연구를 수집하기 위해 각 Working Group에 해당되는 주요 키워드를 설정하였다. 주요 키워드 선정 절차는 다음과 같다. 1차적으로 본 연구진이 Working Group별 제6차 평가보고서 SPM 및 한국 기후변화 평가보고서를 토대로 키워드를 설정하였다. 이를 토대로 기후변화 분야에서 20년 이상 종사한 전문가 및 기상청 전문가를 포함한 전문가 그룹을 구성하였고, 키워드에 대한 검토 및 자문을 수행하여 검색 키워드를 선정하였다. 최종적으로 제1실무그룹 23개, 제2실무그룹 19개, 제3실무그룹 21개, TFI 6개의 키워드를 선정하였으며, 선정된 키워드를 토대로 학술연구를 수집하였다.

학술연구 수집 시 정확하고, 연관성 있는 학술연구들을 수집하기 위해 Title, Keyword에 검색어와 일치하는 단어가 포함되어 있는 경우에만 관련 자료들이 수집될 수 있도록 상세 검색 조건을 설정하였다. 각 Working Group별 검색어는 다음 Table 1과 같다.

Working Group별 기후변화 관련 연구를 수집한 결과, 제1실무그룹 관련 학술연구 1,996개, 제2실무그룹 관련 학술연구 2,874개, 제3실무그룹 관련 학술연구 3,621개, TFI 관련 학술연구 108개 등 총 8,599개의 학술연구를 최초 수집하였다. 이 중, 국문 키워드가 없는 연구 및 중복된 연구들을 제외하였으며, 기후변화 및 각 Working Group별 주요 내용과 연관이 없는 연구들을 제외하여 실무그룹별로 1,788개, 2,729개, 3,307개, 96개 등 총 7,920개의 학술연구의 키워드를 최종 분석대상으로 선정하였다.

토픽 모델링 분석을 실시하기 전, 정확하고, 신뢰성 있는 데이터를 입력하기 위해 전처리 과정을 수행하였다. ‘기후변화’와 같이 ‘기후’, ‘변화’ 등 여러 명사로 이루어져 있는 전문용어, 복합용어 등이 분해되어 추출되지 않게 하기 위해 지정어(Defined Words)를 설정하였고, ‘재생에너지’, ‘신재생에너지’ 등 비슷한 뜻으로 사용되고 있는 단어를 하나의 단어로 인식하게 하기 위하여 유의어(Thesarus)를 설정하였다. 마지막으로 의미가 불분명하거나 조사 등 분석에 사용되지 않는 단어를 제외하기 위한 제외어(Exception List)를 설정하였다.

우리나라의 IPCC Working Group별 연구 동향을 파악하기 위해, 연도별 논문 작성 동향을 정리하였다(Table 2 및 Fig. 2 참조). IPCC Working Group 관련 연구는 2004년 이후 지속적으로 증가하는 추세를 보이고 있으며, 2018년 이후 급격하게 관련 연구가 증가하였다. IPCC Working Group 관련 연구가 급격하게 증가한 해는 2018년과 2021년이며, 특히, 제2실무그룹 및 제3실무그룹 관련 연구가 많이 증가한 것으로 나타났다. 연도별 논문 작성 동향과 더불어 IPCC와 관련된 주요 이슈들을 Fig. 2에 함께 정리하였다.

Fig. 2. 
Total number of articles by year

토픽 모델링 분석 과정에서 연구에 적절한 토픽의 수를 결정하기 위해 3개부터 10개까지의 토픽 수를 설정하여 토픽 모델링 분석을 수행하였으며, 변별력 있는 토픽 구성을 위해 키워드의 중복 여부를 검토하였다. 최종적으로 실무그룹별로 5개의 토픽을 선정하였으며, TFI의 경우, 분석 대상 논문 수가 다른 실무그룹에 비해 적었던 점을 고려하여 3개의 토픽을 선정하였다. 또한, 각 토픽에 포함된 주요 키워드 10개를 정리하였다. 토픽의 명칭은 토픽을 구성하는 주요 키워드와 토픽 간의 연관성을 고려하여 연구자가 직접 명명하는데(Hwang & Kim, 2019), 본 연구에서는 토픽 내에 포함된 주요 키워드를 고려하여 1차적으로 명명한 뒤, 전문가의 검토를 통해 최종적으로 명명하였다.

제1실무그룹의 주요 토픽은 “기상재해 취약지역 및 피해 분석”, “평균 기온 및 강수량 예측 및 분석”, “지구온난화로 인한 해양온도 및 해수면 상승”, “도시화에 따른 기온 및 기후변화”, “수치 및 모형해석을 통한 강수량 및 빙하 연구”로 명명하였으며, 제2실무그룹의 주요 토픽은 “산사태 등 재난재해 관련 영향 및 적응”, “도시계획을 위한 공간시스템 모델 및 분석”, “생물다양성 협약 및 자연환경 관련 교육”, “산림 관리 및 식량안보 관련 정책”, “가뭄지수를 활용한 가뭄 특성 분석”으로 명명하였다. 제3실무그룹의 경우, “태양광발전 및 풍력발전”, “배출권거래제 및 탄소세”, “건물에너지시스템 평가 및 효율 분석”, “기업의 사회환경 책임경영”, “SDGs 달성을 위한 기술개발 및 탄소중립 정책”으로 명명하였다. 마지막으로, TFI의 주요 토픽은 “온실가스 인벤토리 및 전과정평가”, “산업연관분석을 활용한 온실가스 배출량 산정”, “온실가스 배출계수 가이드라인”으로 선정하였다(Table 3 참조).

제1실무그룹의 연구는 주로 태풍, 호우 등 기상재해에 대한 분석, 기후변화 및 도시화에 따른 기온 변화, 해양온도 및 해수면 상승과 강수량 변화 등 기후변화와 관련된 과학적인 사실에 대한 연구가 많이 수행된 것으로 나타났다. 제2실무그룹의 연구는 산사태, 가뭄, 산림 관리, 식량 문제 등 기후변화로 발생할 수 있는 여러 재난재해들과 관련된 영향 및 특성 분석 등의 연구들이 많이 수행되었으며, 생물다양성과 환경 교육, 도시계획에 대한 연구도 수행되어 기후변화로 인한 재난재해의 영향을 파악하고, 기후변화에 적응하기 위한 다양한 연구가 수행되었다. 제3실무그룹의 연구는 재생에너지, 기술개발 및 탄소중립 정책, 배출권거래제 및 탄소세, 건물에너지시스템 등 다양한 온실가스 감축 수단에 대한 연구가 주로 수행되었고, 특히, ‘기업의 사회환경 책임경영’이 주요 토픽으로 나타나 기후변화에 대한 기업의 책임에 대한 연구가 많이 수행된 것으로 나타났다. TFI와 관련된 주요 연구는 주로 온실가스 인벤토리를 구축하고, 온실가스 배출량을 산정하는 연구가 많이 수행되었는데, 그 과정에서 전과정평가 및 산업연관분석 등 다양한 방법론을 적용하는 연구가 수행되었다. 또한, IPCC에서 제공하는 온실가스 배출계수 가이드라인에 대한 연구도 많이 수행된 것으로 나타났다. 위와 같이 토픽 모델링 분석 결과를 살펴보았을 때, 실무그룹별로 특화되어 있는 연구들이 수행된 것으로 나타났다.

국내의 기후변화 연구가 IPCC AR6 Working Group별 SPM의 주요 내용들과 어떠한 토픽이 연계되어 있는지를 검토하였고, SPM에서 다루고 있는 내용 중 주요 토픽으로 등장하지 않은 연구 분야를 정리하여 어떠한 연구가 활성화 될 필요가 있는지 살펴보았다.

제1실무그룹의 경우, IPCC AR6 WGI 보고서에서 다루고 있는 “태풍”, “집중호우”, “재난”, “폭염” 등 극한기상 및 극한기후에 대한 연구가 국내에서도 잘 수행되고 있는 것으로 나타났다. 다만, 전반적인 보고서 내용에서 중요하고 다루고 있는 이산화탄소 및 온실가스 농도에 대한 연구가 주요 토픽으로 선정되지 않아 더욱 활발한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 제2실무그룹은 재난재해, 산사태, 도시계획, 가뭄, 산림 및 식량 안보 등 IPCC AR6 WGII 보고서에서 다루고 있는 내용 전반에 대한 연구를 국내에서도 활발하게 수행되고 있는 것으로 나타났다. 추가적으로 기후변화로 인한 리스크 평가와 도시계획을 제외한 다양한 적응 수단에 관한 연구도 함께 수행될 필요가 있다.

제3실무그룹과 관련된 국내 주요 연구는 태양광발전 및 풍력발전 등 재생에너지, 건물에너지시스템, 탄소중립 기술개발 및 정책 등 IPCC AR6 WGIII 보고서에 담긴 기후변화 완화를 위한 다양한 옵션에 대한 연구가 활발하게 수행되고 있는 것으로 나타났다. 특히, 배출권거래제 및 탄소세, 기업의 사회환경 책임경영 등은 IPCC 보고서에서는 주요하게 다루어지지 않지만, 국내에서 활발하게 연구되고 있는 특성으로 판단된다. 다만, 기후변화 완화 옵션으로써 수송 및 에너지 수요에 관련된 연구는 추가적으로 수행될 필요가 있다. TFI와 관련된 국내 주요 연구는 LCA, 산업연관분석 등을 활용한 온실가스 배출량 산정과 온실가스 배출계수에 대한 가이드라인에 대한 연구가 주로 수행된 것으로 나타났다. TFI의 보고서는 주로 온실가스 산정 방법 및 인벤토리 구축에 대한 내용을 다루고 있어 전반적으로 보고서에서 다루고 있는 내용을 국내에서도 잘 다루고 있는 것으로 보이며, 특히, LCA 및 산업연관분석 등 다양한 방법론을 통한 온실가스 배출량 산정에 대한 연구가 많이 수행되었다.