• 북극이란
  • 북극과 기후 변화

겨울 한파 미스터리 풀렸다

김성중(극지연구소)

더 읽을거리 :

겨울 한파 미스터리 풀렸다

 


겨울 한파의 원인중의 하나는 북극 해빙이다. 북극 해빙의 양은 ‘극 소용돌이(polar vortex)’에 영향을 주고, 극 소용돌이는 다시 우리나라의 한파에 영향을 준다.

 

지구 온난화 속에서 최근 중위도에 자주 나타나는 겨울 한파의 원인은 무엇일까? 관측 결과를 보면 북극 해빙의 양과 겨울 한파 사이에 어떤 연관성이 있는 것은 사실로 보인다. 북극 해빙이 평년 보다 많이 녹은 2009년과 2010년, 2012년 우리나라에는 한파가 왔다. 2013년 여름에는 예외적으로 북극 해빙이 늘어났는데, 같은 해 우리나라 겨울은 최근 5년 중 가장 따뜻한 겨울이었다.

 

그렇다면 북극 해빙이 줄어 들면 왜 한파가 오는 것일까? 해빙이 녹으면 대기와 해양 사이 온도 차이가 커지면서 대기 중으로 열이 발생한다. 이 열은 중위도 상층, 편서풍대에 존재하는 행성파(planatary wave)를 활성화 한다. 행성파는 중위도와 고위도 사이의 에너지 수송을 담당하는 파동으로, 파장이 지구 반지름에 필적하는 6000km에 달한다. 지상에서 활성화한 행성파가 성층권까지 올라가 극 소용돌이를 교란해 약화시키는 데는 약 1개월~1개월 반이 걸린다. 즉 카라, 바렌츠해에서 여름에 녹은 해빙이 가을에 덜 얼면 극 소용돌이가 약해지고, 극 소용돌이가 약해지면 해빙이 평년보다 덜 얼은 시점에서 1~2개월 뒤 북극의 찬 공기가 중위도로 내려오면서 한파가 발생한다.

 

앞으로 우리나라의 겨울 날씨는 어떻게 전개될까. 현재 북극의 해빙은 빠르게 줄고 있다. 자연스럽게 지금보다 더 많은 열이 해양에서 대기로 방출될 수 있고, 이는 극 소용돌이를 좀 더 지속적으로 약화시킬 것이다. 궁극적으로는 한파가 중위도에서 좀더 자주 발생하고 강해질 수 있다는 이야기다. 물론 날씨는 북극 해빙 단 하나로 결정되지는 않는다. 적도 엘니뇨나 계절 내 진동 등 수없이 많은 변수가 있다. 또 온난화가 지속되고 해빙이 훨씬 많이 녹게 되면 오히려 대기와 해양의 온도 차이가 많이 줄어들면서 극소용돌이가 약해지지 않을 수도 있다.

 

북극 해빙의 감소가 북극 소용돌이를 약화시키는 주된 원인임을 밝히긴 했지만, 극 소용돌이가 약해졌을 때 지역적으로 어떻게 한파를 가져오는지 작은 규모의 현상을 이해하는 데는 아직도 많은 연구가 필요하다.

김성중(극지연구소)

김성중 박사는 극지연구소 책임연구원이며 현재 극지기후변화연구부장을 맡고 있다. 충남대 해양학과를 졸업하고 미국 텍사스 A&M 대학에서 해양물리분야로 이학석사와 박사 학위를 받았다. 연구분야는 수치 모형을 이용한 과거와 극지연의 기후 변화이다. 2014년에는 극지역 해빙이 중위도 기후에 미치는 영향에 대해 네이처 커뮤니케이션즈에 논문을 발표했다.