이상기후 원인 ‘엘니뇨’ 비밀 풀다

통합이론 모델 연구 계속해 이상기후 예측할 것

▲ 두 개의 엘니뇨 고유 진동 모드 도식도 [과학기술정보통신부 제공]

이상기후의 대표적인 원인으로 꼽히는 엘니뇨 현상의 발생 메커니즘을 처음으로 규명한 연구가 나와 앞으로 기상이변을 예측할 수 있을지 관심이 집중된다. 엘리뇨가 발생하는 동안 어떤 지역에서 어떤 기후변화를 겪게 될지 예측하는 데 도움이 될 전망이다. 

기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단(단장 악셀 팀머만 부산대 석좌교수)은 동태평양(EP) 엘니뇨와 중태평양(CP) 엘니뇨의 상호작용에 따라 매번 다른 형태의 다양한 엘니뇨 현상이 발생하는 것을 수학적으로 규명했다고 26일 밝혔다.

엘니뇨는 19세기 페루 북부의 어부들이 해마다 크리스마스 때가 되면 적도 부근에서 남쪽으로 내려오는 따뜻한 바닷물을 지칭하던 명칭으로 적도 동태평양 한류 해역의 해수면 온도가 평년보다 0.5℃ 이상 높은 상태가 5개월 이상 지속되는 현상을 의미한다. 일반적으로 1~2년에 걸쳐 해수의 이상 저온 현상인 라니냐로 전환되는데 이는 다양한 기상이변을 일으킨다. 다만 발원지·주기·강도·지속기간이 불규칙해 지금까지 상세한 기작은 규명된 바 없다. 

국제공동연구진은 다양한 기후 관측자료, 이론 모델, 시뮬레이션 등을 연구하여 동태평양 엘니뇨와 중태평양 엘니뇨가 해양과 대기의 결합 조건에 따라 다양하게 발생한다는 것을 발견, 이 매커니즘을 밝혔다.

엘니뇨는 매번 발생할 때마다 제각기 다른 모습을 보인다. 공간과 주기를 달리해 다양한 엘니뇨가 발생하는 이유에 대해서는 지금까지 명확하게 규명되지 않았다. 지금까지는 동태평양 엘니뇨는 대략 평균 3∼8년 주기로, 중태평양 엘니뇨는 2∼3년 주기로 각각 발생한다는 정도였다.

특히 동태평양 엘니뇨의 경우 동태평양의 온도 측정 자료를 보면 주기성을 가지는 것처럼 보였으나 실제로는 매우 불규칙하게 발생해 예측에 어려움을 겪었다.

연구진은 이번 연구에서 엘니뇨 특성의 다양성, 영향, 예측성을 어느 정도 설명할 수 있는 메커니즘을 발견했다. 연구에 따르면, 동태평양 엘니뇨는 적도 해양 상층에 열이 많이 저장될 때 발생하는 반면 중태평양 엘니뇨는 해양 상층이 상대적으로 덜 따뜻하고 열이 적게 저장될 때 주로 발생한다.

연구진은 또 동태평양, 중태평양 엘니뇨는 각자 독립적인 환경에서 발생하지만 서로 상호 결합하면서 다양하고 복잡한 엘니뇨를 만들어낸다는 사실을 발견했다. 연구진은 이 두 종류의 엘니뇨를 서로 다른 주기를 가진 두 개의 진자운동(고정된 한 점에서 일정한 주기로 진동하는 운동)으로 보고 수학적으로 모델링했다.

서로 다른 주기를 가진 두 개의 진자처럼 적도의 대기와 해양의 다양한 결합에 의해 만들어진 두 극단(동태평양 엘니뇨, 중태평양 엘니뇨)이 진동하며 다양하게 결합하면서 광범위한 스펙트럼의 엘니뇨를 발생시킨다는 설명이다.

연구를 총괄한 악셀 팀머만 단장은 "엘니뇨의 공간, 시간적 다양성을 동시에 설명할 수 있는 통합이론 모델을 개발하고자 이 연구를 시작했다"며 "예측 기술이 향상되면 엘니뇨가 발생하면 어떤 지역에, 어떤 이상기후를 겪게 될지 더 잘 알 수 있게 될 것"이라고 전망했다.

IT뉴스 / 이새잎 기자 ebiz@