우리나라가 참여한 국제 연구팀이 엘리뇨 발생 메커니즘을 규명했다.
과학기술정보통신부는 기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단 악셀 팀머만 단장과 11개국 40여명의 국제공동 연구팀이 동태평양 엘니뇨(EP엘니뇨)와 중태평양 엘니뇨(CP엘니뇨)의 상호작용에 따라 매번 다른 형태의 다양한 엘니뇨현상이 발생하는 것을 규명했다고 26일 밝혔다.
이번 연구 성과는 이날 학술지 네이처 온라인 판에 게재됐다.
엘니뇨는 태평양에서 수개월에서 최대 1년간 해수가 비정상적으로 따뜻해지는 현상이다. 1～2년에 걸쳐 해수의 이상 저온현상인 라니냐로 전환된다. 엘니뇨는 발원지, 주기, 강도, 지속기간 등이 불규칙하게 나타나 장기 예측이 어렵다. 다양한 기상이변과 이상기후를 일으킨다.
IBS·국제공동 연구진은 EP엘니뇨, CP엘니뇨의 발생 메커니즘과 두 엘니뇨의 공간분포와 발생주기 차이를 설명할 수 있는 이론체계를 수립했다. 이를 수학적 모델링을 통해 증명했다.
EP엘니뇨는 3～7년 주기로 해양 상층에 열이 많이 저장되고 무역풍이 약할 때 주로 발생했다. 하층의 차가운 해수가 표층으로 올라오는 현상이 약해져 표층에 따뜻한 물이 많아져 해수면 온도를 높이는 메커니즘이 핵심인 것으로 밝혀졌다. CP엘니뇨는 2～3년 주기로 해양 상층에 열저장이 상대적으로 적고 무역풍이 강할 때 주로 발생했다. 따뜻한 물이 동서방향으로 이동하며 해수면의 온도를 높이는 메커니즘으로 발생했다.
연구진은 EP엘니뇨와 CP엘니뇨를 서로 다른 주기와 강도를 가지는 진자로 모델링했다. 두 개 엘니뇨의 상호 결합에 따라 다양한 형태의 엘니뇨가 만들어짐을 수학적으로 증명했다.
또 EP엘니뇨와 CP엘니뇨가 대서양과 인도양의 해수면 온도, 지구 온난화, 열대저기압 등 외부자극과 복합적으로 상호작용하며 엘니뇨의 특성이 복잡해지며 다양한 지구적 영향이 발생한 것을 확인했다. 이번 성과는 기상이변의 주원인으로 주목받는 엘니뇨의 발생과 영향을 이해하는데 새로운 이정표를 세운 것으로 평가된다.
엘니뇨에 의한 가뭄, 홍수, 폭우, 폭설 등 피해에 대비하고, 식량부족, 식수고갈, 전염병 등의 인류 문제에 대응하기 위한 이론적 토대가 될 것으로 기대된다.
악셀 팀머만 단장은 “엘니뇨의 공간과 시간적 다양성을 동시에 설명할 수 있는 통합이론모델 개발을 위해 연구를 시작했다”고 말했다.
연구에서 수학적 틀을 개발한 페이페이 진 하와이대 교수는 “엘니뇨라는 지구상에서 가장 강력한 기후 엔진이 가지는 복잡성을 EP엘니뇨와 CP엘니뇨의 진동상태의 수학적 결합으로 설명할 수 있게 됐다”고 설명했다.
국종성 포스텍 교수는 “다양한 학문과 통합 연구방법으로 기후과학의 난제인 '엘니뇨의 다양성'을 이해했다”면서 “향후 엘니뇨 예측이 보다 향상되면 엘니뇨가 발생하는 동안 어떤 지역이 어떤 이상기후를 겪게 될지 더 잘 알게 될 것”이라고 전망했다.
최호 산업정책부기자 snoop@etnews.com
