기후 모델에서 나타나는 열대강우 오차는 30여 년 동안 풀리지 않은 고질적인 문제였다. 그런데 이번에 UNIST(총장 이용훈) 도시환경공학과 강사라 교수팀이 남극 앞바다의 온도와 열대강우 사이 상관관계를 명확히 밝혔다. 남극 앞바다가 차가워지면 열대 동태평양의 수온이 낮아지고 열대강우가 북쪽으로 이동하는 현상이 드러난 것이다.  

한국연구재단 개인연구지원사업(중견연구)과 한국기상산업기술원의 지원으로 수행된 이번 연구는 ‘남극 앞바다의 냉각이 적도 태평양의 수온을 낮춘다’라는 내용을 입증해 8월 15일자 미국국립과학원회보(PNAS)에 발표됐다. 특히, 기후 모델로 실험하는 과정에 아열대 구름을 현실에 가깝게 시뮬레이션하는 게 가장 중요하다고 증명해 학계가 주목하고 있다. 

태평양 수온 변화는 중위도 지역의 기후에 영향을 준다. 예를 들어, 현재 기후에서는 적도 동태평양이 서태평양보다 차가운 라니냐 현상이 관측되는데, 이 현상은 미국 캘리포니아에 극심한 가뭄을 일으키는 원인이 된다. 하지만 지금까지의 기후 모델은 태평양 수온 변화의 패턴을 제대로 시뮬레이션하지 못했다. 중위도 기후를 예측하는 정확도가 높지 않은 까닭이다. 기존의 기후 모델에서는 남반구 열대 강우가 과하게 드러난다. 이런 결과가 생긴 이유는 남극앞바다의 온도가 지목됐는데 지금까지 명확히 입증되지는 않았다. 

연구진은 남극 앞바다로 들어가는 일사량을 일정하게 줄이는 실험을 했다. 그 결과 남극 앞바다의 냉각이 열대 남태평양의 수온을 떨어뜨리고 열대강우가 북쪽으로 이동했다. 이는 기후에서 남극 앞바다의 따뜻한 날씨 오차가 열대강우를 과하게 남쪽으로 이동시켜 남반구 열대강우 오차를 만든다는 가설을 입증시킨 것이다. 따라서 남극 앞바다에 냉각효과를 주면 열대강우 오차도 줄어든다. 

분석 결과 아열대 지역 구름의 차이가 원격상관 모델의 차이를 만들었다. 아열대 구름의 경우 수온이 감소하면 구름이 많아져 햇빛을 차단해 수온을 다시 감소시킨다. 이 효과를 통해 원격상관의 세기 조절이 이뤄진다. 때문에 아열대 구름 피드백의 세기가 강하면 남극 앞바다 냉각이 열대강우 오차를 줄인다. 본 연구를 활용하면 현재 기후 열대강우 오차를 효과적으로 줄일 수 있다. 적도 태평양의 수온패턴을 이해하는데 큰 도움이 될 수 있다. 

또 남극 앞바다와 열대 태평양 사이의 밀접한 관계가 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. 미래 기후 예측에서도 남극 앞바다의 상대적 냉각이나 온난화에 의한 효과가 전 지구 기후에 영향을 미치는 걸 발견했다. 이번 연구에서 구름이 중요한 요소였던 점에서 아이디어를 얻어 앞으로 미래 기후를 예측하는 데에도 구름이 어떤 영향을 미치는지 파악하는 중이다. 

강사라 교수는 “오존층 파괴나 남극의 담수 유입 등으로 ‘남극 앞바다가 부분적으로 냉각되면 현실에서는 라니냐 현상과 비슷한 태평양 수온 패턴이 나타날 수 있다’라는 가설을 제시해준다”라며 “이런 부분을 더 연구하면 남극 앞바다 수온 변화가 중위도 지역의 기후 예측성을 높이는 단서가 될 수 있다”라고 설명했다. 

최승우 기자 kantmania@kyosu.net

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