한국과학기술연구원(KIST·원장 윤석진)은 성미경 지속가능환경연구단 선임연구원과 안순일 연세대 비가역적기후변화 연구센터 교수가 동아시아와 북미 지역에서 빈번한 이상한파 원인으로 중위도 해양 역할을 발견하고, 중장기적인 겨울철 기후변화 대응 발판을 마련했다고 12일 밝혔다.
동아시아·북미 지역에서 2000년대 이후 이상한파가 빈번히 발생하면서 많은 전문가가 북극 해빙 감소에 따른 북극 온난화와 제트기류(위도 대류권 상부에서 동서 방향으로 강하게 흐르는 편서풍) 약화를 그 원인으로 지목했으나, 기후모델 실험으로 타당성을 입증하지는 못하고 있다.
막대한 사회경제적 피해를 방지하려면 이상 기후 발생 위험도를 예측하는 기후모델이 꼭 필요한 상황으로, 최근 기후 기술 선도국은 10년 근미래 기후 예측 기술을 중요 목표로 설정하고 있다.
해류는 각종 부유물질과 용존물질뿐 아니라 열에너지를 운송한다는 점에서 날씨와 기후에 큰 영향을 미친다.
특히 대서양 걸프류, 태평양 쿠로시오 해류의 하류지역과 같이 좁은 위도대에서 온도가 급격히 변화하는 지역을 '해양전선'이라고 하는데, 연구팀은 이런 해양전선 지역에 열이 과도하게 축적되는 데에 따른 대기 파동열(대기 중 에너지 전파로 고기압·저기압이 띠 형태로 교차돼 전파하는 현상) 반응을 극한 한파 증가원인으로 지목했다.
2000년대 초부터 최근까지 우리나라 이상한파 경향은 북대서양 걸프류 부근 열 축적이, 북미지역 이상한파 경향은 쿠로시오해류 부근 열 축적이 심화한 것과 맞물렸다. 해양 전선지역이 겨울철 한파와 이상고온 빈도를 조절하는 온도조절기로 작용하는 것이다.
해양전선 지역에 열이 축적되는 과정은 수년에서 길게는 수십 년까지 지속된다. 이 기간에 대륙 지역에서는 지구 온난화 추세를 거스르는 온난화 정체기가 나타날 수 있다.
반대로 해양전선 지역이 차가워지는 시기에는 대륙 지역에 겨울철 이상고온이 지속되면서 온난화가 급격히 가속화된 것처럼 보인다.
이는 곧 최근 이상한파 추세가 본질적으로는 지구 기후시스템의 일시적인 자연 변동성에 의해 강화된 것으로, 해양전선 열 축적이 해소되는 시기가 돌아오면 겨울철 이상고온 문제가 심각해질 것임을 예상할 수 있다.
이와 같은 결과는 해양전선 부근 열 축적량을 변화시킨 기후모델 실험에서도 뚜렷이 나타나, 기존 해빙 이론과는 달리 관측자료와 기후모델 실험이 일관된 결론을 보여줬다.
향후 10년의 중장기적인 기후변화 예측 능력 향상을 위해서는 기후모델에서 해양전선의 변동을 정확히 모의하는 것이 중요함을 알 수 있다.
앞으로 지구온난화가 더욱 심화돼 해양의 구조가 변화하면 이러한 지역 기후의 변동 양상은 크게 달라질 수 있다.
온실기체를 증가시킨 기후모델 실험 결과에 따르면 북미 지역은 점차 온난화 정체기가 짧아지고 횟수도 줄어드는 반면, 동아시아 지역에서는 온난화 정체기와 가속기가 더욱 빈번하게 교차될 가능성이 높았다.
이처럼 대륙별로 다른 반응은 지구 온난화에 대한 쿠로시오 해류와 걸프류 지역의 해양 반응이 각각 다른 데에서 기인한다.
성미경 박사는 “이번 연구 성과에서 밝힌 해양전선 영향을 지구 온난화 기후모델에 적용하면 10년 근미래 기후변화 전망을 개선할 수 있다”며 “겨울철 에너지 수요 장기 전망, 기후변화 대응 인프라 구축 등에 중요한 참고 자료를 제공해 2021년 텍사스주 정전과 같은 기후재난 사태를 예방할 수 있을 것”이라고 밝혔다.
과학기술정보통신부(장관 이종호)의 중견연구자지원사업, 선도연구센터지원사업, 초고성능컴퓨팅 활용 고도화 사업으로 수행된 이번 연구 성과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 11월 27일 게재됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
