남극 앞바다 수온을 알면 내일 날씨가 보인다

유니스트(UNIST) 강사라 교수팀
남극 앞바다 온도와 열대강우 사이 상관관계 입증
향후 연구 한반도 등 중위도 기후 예측성 높이는 단서

[남극 앞바다-열대 태평양 원격상관 메커니즘 도식] 남극 앞바다의 냉각은 ‘중위도 대기 에너지 수송’과 ‘해양 에너지 수송’에 의해 아열대 지역으로 전파된다. - 아열대 지역의 냉각은 ①남동풍 기후 값에 의해 남아메리카 대륙 서안을 따라 적도 쪽으로 전파된다. (Climatological advection). - 남동태평양의 냉각은 ②바람-증발-수온 피드백(WES feedback), ③아열대 구름 피드백(subtropical cloud feedback), ④해안용승(enhanced coastal upwelling)에 의해 더 증폭되며 적도 동태평양에 다다른다. - 적도 동태평양의 냉각은 비야크네스 피드백(Bjerkness feedback)*을 통해 서태평양 쪽으로 전파되며 강화된다. - 결과적으로 남태평양에는 삼각형 모양의 냉각 패턴(노란색 삼각형)이 형성된다. 이 삼각형 모양의 냉각 패턴은 원격상관의 핵심 요소로, 적도 태평양에는 라니냐와 같은 냉각 패턴을 유발하며 동태평양에서는 열대수렴대를 북쪽으로 이동시킨다. 본 연구에서는 아열대 구름 피드백이 삼각형 모양의 냉각 정도를 조절하여 원격상관 세기를 결정하는 주요 인자임을 밝혔다. /그림=유니스트 제공

【파이낸셜뉴스 울산=최수상 기자】 유니스트(UNIST) 도시환경공학과 강사라 교수팀은 기후 모델(Climate Model) 실험으로 ‘남극 앞바다의 냉각이 적도 태평양의 수온을 낮춘다’는 내용을 입증해 8월 15일자 미국국립과학원회보(PNAS)에 발표했다고 16일 밝혔다.

강사라 교수팀은 이번 연구에서 ‘남극 앞바다의 온도’와 ‘열대강우’ 사이의 상관관계를 명확히 밝혔다. 남극 앞바다가 차가워지면, 열대 동태평양의 수온이 낮아지고, 그 영향으로 열대강우가 북쪽으로 이동하는 현상이 규명된 것이다.

그림1. 남극 앞바다 냉각에 의한 태평양 수온과 열대강우 변화 (위) 남극 앞바다 냉각(파란색 사각형)은 원격상관을 통해 남태평양에서 삼각형 모양의 냉각 패턴(노란색 삼각형)을 일으킨다. (아래) 삼각형 모양의 냉각 패턴은 동태평양에서 열대강우를 북쪽으로 이동시킨다 (보라색 화살표). 이는 기후 모델에서 남극 앞바다가 지나치게 따듯한 오차를 줄이면 열대강우가 북쪽으로 이동하여 열대강우 모의 오차를 줄일 수 있음을 나타낸다.

이 논문의 제1저자인 김한준 연구원은 “기후 모델에서 나타나는 열대강우 오차는 30여 년 동안 풀리지 않은 고질적인 문제였다”며 “이번 연구로 기후 모델에서 남극 앞바다의 온도 오차를 줄이면 열대강우의 오차도 줄일 수 있음을 밝혀냈다”고 설명했다.

태평양 수온 변화는 중위도 지역의 기후에도 영향을 준다.

예를 들어, 현재 기후에서는 적도 동태평양이 서태평양보다 차가운 라니냐(La Niña) 현상이 관측되는데, 이 현상은 미국 캘리포니아에 극심한 가뭄을 일으키는 원인이 된다. 하지만 지금까지의 기후 모델은 태평양 수온 변화의 패턴을 제대로 시뮬레이션을 못했다. 중위도 기후를 예측하는 정확도가 높지 않은 까닭이다.

이 논문의 교신저자인 강사라 교수는 “이번 연구에서는 오존층 파괴나 남극의 담수 유입 등으로 ‘남극 앞바다가 부분적으로 냉각되면 현실에서는 라니냐 현상과 비슷한 태평양 수온 패턴이 나타날 수 있다’는 가설을 제시해준다”며 “이런 부분을 더 연구하면 남극 앞바다 수온 변화가 중위도 지역의 기후 예측성을 높이는 단서가 될 수 있다”고 설명했다.

연구진은 또 남극 앞바다와 열대 태평양 사이의 밀접한 관계는 미래 기후 예측성에도 영향을 미칠 것으로 예상했다. 지구온난화가 일어나면 남극 앞바다는 다른 지역에 비해 느리게 가열되는 특성이 있는데, 이 부분이 열대 태평양 수온과 중위도 강우량의 변화로 이어진다고 보는 것이다.

이번 연구는 한국연구재단 개인연구지원사업(중견연구)와 한국기상산업기술원의 지원으로 수행됐다.

[e-mail] 최수상 기자