지구온난화가 가속화될수록 겨울철 대기순환이 변해 북반구 중위도 지역에 가뭄, 폭우, 한파와 같은 극한 기상현상이 더욱 빈번하게 발생한다는 연구결과가 나왔다. LA 산불이나 뉴욕의 폭설 등이 대표적인 현상이다.
광주과학기술원(GIST) 환경·에너지공학부 윤진호 교수 연구팀은 한-미 국제공동연구를 통해 기후변화가 겨울철 북반구 대기순환에 어떤 영향을 미치고, 이로 인해 어떤 극한 기상현상이 발생하는지 그 핵심 메커니즘을 발견했다고 20일 밝혔다.
연구팀은 이번 연구에서 특정지역에서 가뭄과 폭우같은 극한 기상현상이 집중적으로 발생하는 근본적인 이유가 온난화로 인해 대기 순환체계가 바뀌고 있기 때문이라는 사실을 알아냈다.
겨울철 북반구 날씨는 대기의 대규모 흐름(행성파)에 직접적인 영향을 받는다. 이 행성파는 지구 대기 가운데에서 공통으로 관측되는 띠 모양의 바람과 같은 대규모 풍계를 말한다. 이는 중위도에서 주로 대류권 상층에 일어나는 5000km 이상의 긴 편서풍대의 파장을 말한다.
연구팀은 해수면 온도상승과 북극의 해빙감소가 겨울철 이같은 행성파 흐름을 더 증폭시킬 것으로 예측했다. 그 결과 LA 산불이나 뉴욕 폭설처럼 특정지역에서 극단적인 기상현상이 나타나고 있다고 봤다.
그렇다면 이런 극단적인 기상현상을 일으키는 근본적인 원인이 무엇인가에 연구팀은 주목했다. 이번 연구에서 그 원인이 '적도지역 서태평양의 온난화가 빚어낸 대류시스템 강화'에 있다는 사실을 발견한 것이다.
연구팀에 따르면 지구온난화로 기온이 상승하면 태평양 일부 구간의 편서풍이 강력해지면서 이 바람을 북쪽으로 이동시킨다. 즉 편서풍은 서태평양 적도에서 수증기가 형성되는 응결현상 과정에서 발생하는 열(파동)에너지를 북동쪽으로 이동시킨다. 이 파동은 기압골에 영향을 미쳐 고기압과 저기압을 더 극단적으로 만든다.
여기에 북극 해빙의 감소로 해수면 온도가 상승하면서 북반구 대기 대순환을 더 부채질한다. 북반구 대기 대순환이 증폭되면 비가 자주 오던 지역에는 물폭탄이 쏟아지고 평소 건조했던 기후에서는 가뭄이 심해진다. 이번 LA 산불의 경우도 강해진 서풍이 파동에너지를 미국 서부까지 이동시키면서 극한가뭄이 발생한 결과다.
최근 미국 서부지역에 고기압이 발달해 수개월동안 비가 한방울도 내리지 않았고, 반대로 동부지역은 기압골을 발달시켜 폭설이 내린 것도 이런 이유에서다. 미국 서부지역 산불·가뭄과 동부지역의 극심한 폭설·혹한 등 이상기후 현상을 유발한 것이다.
윤진호 교수는 "이번 연구결과와 같은 현상이 미래에는 더욱 극심해져 심각한 기후위험을 초래할 수 있다"며 "이에 대한 대비를 더 철저하게 해야 한다"고 경고했다.
이번 연구결과는 기상학 분야의 저명한 국제학술지 '기후와 대기과학'에 이달 17일자 온라인에 게재됐다.
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