태평양이 낳는 엘니뇨, 대서양·인도양과도 ‘밀당한다’

[이근영의 기상천외한 기후이야기]
한국 연구자 포함 세계 과학자 35명
기후 상호작용 논문 ‘사이언스’ 게재
열대 해양간 연계 엘니뇨 예측에 중요
“정확한 기후 예측에 한발 다가서”

기상이변의 원인으로 지목되는 엘니뇨가 발생지인 태평양뿐만 아니라 대서양과 인도양 등 열대 해양의 상호작용에 의해 영향을 받는다는 사실이 확인됐다. 엘니뇨의 장기 예측을 위해 열대 인도양과 대서양 간의 상호작용을 변수로 삼아야 한다는 것이어서 기후변화 장기 예측과 관련해 주목된다.

포스텍(포항공대) 환경공학과 국종성 교수와 전남대 함유근 교수 연구팀은 28일 “오스트레일리아 연방과학산업기구(CSIRO)의 웬주 카이 박사 등 세계 과학자 35명이 기후 상호작용에 대한 공동 연구를 통해 열대 인도양과 대서양, 엘니뇨가 상호작용을 통해 기후 변동에 영향을 준다는 사실을 확인했다”고 밝혔다. 연구논문은 과학저널 <사이언스> 이날(현지시각)치 온라인판에 실렸으며, 요약논문이 같은날 인쇄본으로 동시에 출판됐다.

열대 태평양의 바닷물 온도가 상승하는 엘니뇨는 가장 잘 알려진 강력한 기후 변동 현상이다. 엘니뇨가 발생하면 세계 곳곳에서 폭염과 혹한, 가뭄과 홍수 등 기상 이변이 일어나 큰 피해를 낳는다. 학계의 기존 이론은 태평양의 기후 변동이 주로 대서양과 인도양 열대 지역에 영향을 끼치며, 반대로 대서양과 인도양이 태평양에 끼치는 영향은 제한적이라는 것이었다. 연구팀은 여러 증거들은 이런 견해가 완벽하지도 정확하지도 않다는 것을 보여준다고 밝혔다. 연구팀은 “지금까지 엘니뇨의 1년 이상 장기 예측은 기후 분야의 난제였다. 하지만 최근 엘니뇨와 열대 인도양과 대서양 간의 상호작용이 엘니뇨 장기 예측을 위한 핵심 정보를 제공해줄 수 있음이 밝혀졌다”고 말했다.

검은색 원은 내부 태평양(Pacific)의 빠른 양의 되먹임(짧은 화살들)과 지연된 음의 되먹임(긴 화살들)을 대표한다. 유역내 되먹임은 대서양(Atlantic)과 인도양(Indian)에 대한 태평양 되먹임(파란색 화살들)과 태평양에 대한 대서양과 인도양(각각 오렌지와 녹색 화살들)의 지연된 음의 되먹임

열대지역에서의 해기(해양-대기) 상호작용은 기후 시스템에 큰 영향을 끼친다. 열대 태평양에서 발생하는 엘니뇨-남방 진동(엔소·ENSO)의 경년 변화 범위는 전지구적이지만, 사회와 환경에 대한 영향은 국지적이다. 엔소는 매우 강하기 때문에 보편적인 대기 순환(워커 사이클)을 변화킴으로써 대서양과 인도양에서 다른 형태의 기후 변동을 촉발할 수 있다. 물론 대서양과 인도양 내부의 해기 상호작용은 뚜렷한 기후 변동을 일으킬 수 있다. 하지만 대서양과 인도양이 태평양 기후에 되먹임(피드백)을 할 수 있는지는 아직 논란중이다.

연구팀은 “열대지역은 대서양과 인도양이 태평양에 대해 강한 되먹임을 하는, 전체적으로 견고하게 상호 연결된 시스템임을 깨닫기 시작했다. 양 방향의 상호작용은 엔소의 성격과 태평양의 10년 변동성에 영향을 끼치며, 최근의 지구 온난화 휴지기에 대해 새롭게 조명하도록 한다”고 말했다.

엔소는 온난 현상(엘니뇨)과 한랭 현상(라니냐)이 번갈아 일어난다. 이들 현상은 태평양으로 되먹임하는 것 이상으로 대서양과 인도양에서 변화를 일으킨다. 예를 들어 인도양 변동은 엘니뇨의 소멸을 가속화하고 라니냐로의 전환을 용이하게 할 수 있다. 엔소 현상은 또한 기후변화에의 영향력이 큰 진폭과 공간적 특성, 지속시간 등에서 상당한 다양성을 보인다. 적도와 열대 북대서양에서 해수면 온도의 변동성은 이들 현상의 다양성에 중요하게 작용한다. 게다가 열대 유역의 내부 연계는 10년 단위로 변화한다. 지난 20년 동안 ‘대서양의 10단위 주기 변동성’(AMV)에서 양의 시기에 온난화는 대서양이 인도-태평양에 미치는 힘을 강화시켰다. 이는 태평양 무역풍을 전례없이 강화시키고, 열대 태평양 온도를 낮췄으며 인도양의 온난화를 초래했다. 인도-태평양의 온도 차이는 태평양 무역풍을 더욱 강화하고 태평양에서 냉각화를 지속하는 데 기여했다.

연구팀은 “태평양에서 발생하는 엔소는 지구 대기 순환에 변화를 일으켜 열대 대서양과 인도양의 기후 변동을 촉발한다. 열대 대서양과 인도양이 어떻게 태평양에 영향을 끼치는지 아직 잘 알려지지 않고 있다. 특히 1990년대 말에 시작된 10년 단위 주기의 대서양 온난화는 주목할 필요가 있다. 왜냐하면 최근 연구에서 대서양 온난화가 인도-태평양 기후, 곧 엔소 순환의 성격에, 또 지구 표층의 온난화 휴지기에 영향을 미친다는 것이 밝혀졌기 때문이다”고 밝혔다.

이근영 선임기자 [e-mail]