[아이뉴스24 정종오 기자] 미국만 놓고 보면 서부에서는 가뭄과 산불이, 동부에서는 혹한과 폭설 등 이상기후가 펼쳐지고 있다. 이 같은 배경으로 지구 가열화에 따른 ‘행성파’에 그 원인이 있다는 연구 결과가 나왔다. 지구가 가열되면서 북반구 대기순환이 증폭됐다.
지구 가열화가 가속하면서 더욱 뜨거워진 미래의 북반구 중위도 지역에서 가뭄, 폭우, 한파와 같은 극한 기상현상이 자주 발생할 것이라는 연구 결과가 나왔다.
광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 환경·에너지공학부 윤진호 교수 연구팀이 한-미 국제 공동연구를 통해 겨울철 북반구 날씨에 직접적 영향을 미치는 대기의 대규모 흐름(행성파)이 미래 온난기후에서 점증적으로 증폭되는 현상과 핵심 메커니즘을 발견했다. 미래 기후변화가 겨울철 대기 대순환에 미치는 영향을 규명했다.
행성파는 행성 대기 가운데에서 공통으로 관측되는 띠 모양의 바람과 같은 대규모(규모 5000km 이상) 풍계(風系)이다. 중위도에서 주로 대류권 상층에 일어나는 편서풍대의 파장이 긴 파동 같은 것이다.
온실가스 배출, 산림 파괴 등 가열화로 기후변화가 왜 특정 지역에서 극한 기상·기후 현상을 더 집중적으로 일으키는지에 대한 근본적 인과관계를 밝힘으로써 앞으로의 기후 전개 양상을 보다 체계적으로 이해하고 전망할 수 있는 기틀을 마련했다.
연구팀은 전지구기후모델 실험(1920~1949년보다 1도, 2도, 3도 증가한 시점에 대한 실험을 분석. 3도 시점은 대략 2080년까지에 해당)을 활용해 해수면 온도 상승과 북극의 해빙(바다 얼음) 감소가 겨울철 대기의 대규모 흐름을 더욱 강화시킬 것으로 예측했다. 이러한 현상의 주요 원인으로 적도 서태평양의 온난화로 인한 대류 시스템의 강화를 지목했다.
연구팀은 겨울철 대기의 대규모 흐름이 증폭되는 과정에서 중위도 서풍의 강화와 북쪽으로의 확장이 핵심적 역할을 한다는 사실을 발견했다. 강화된 서풍이 적도 서태평양에서 발생한 파동에너지를 북동쪽으로 전파시키는 통로 역할을 한다.
여기에 북극의 해빙 감소가 서로 보완적 영향을 미치면서 전체 북반구 대기 대순환을 증폭시키는 것으로 나타났다.
이와 같이 증폭된 대기 순환은 특히 북미 지역의 겨울철 날씨에 큰 영향을 미치는 것으로 파악됐다. 미국 서부 지역에는 고기압을, 동부 지역에는 기압골을 발달시켜 최근 자주 발생하는 미국 서부 지역의 산불·가뭄과 동부 지역의 극심한 폭설·혹한 등 이상기후 현상과 밀접한 관련이 있는 것으로 확인됐다.
윤진호 교수는 “이번 연구는 기존 연구자들이 제시한 대기순환 변화의 주요 메커니즘을 하나로 통합해 최근 관찰된 대기 순환 증폭 현상과 역학적 인과관계를 보다 체계적으로 설명했다는 데 의의가 있다”며 “이러한 현상이 미래에는 더 극심해져 심각한 기후 위험을 초래할 수 있어 철저한 대비를 서둘러야 한다”고 말했다.
GIST 환경·에너지공학부 윤진호 교수가 지도하고 이주은 박사과정생이 참여한 이번 연구(논문명 : Amplification of Northern Hemisphere winter stationary waves in a warming world)는 국제학술지 ‘기후와 대기과학(npj Climate and Atmospheric Science)’ 1월 17일자 온라인으로 실렸다.
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