Your Ocean Climate Literacy (해양과 기후 그리고 해양기후에 관한 신박한 이야기)
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온난화하고 있는 지구에서도 가장 빠른 속도로 온난화되는 곳이 북극이다보니 북극과 아북극간 기온차가 적어지고 그에 따라 북극주변 제트기류가 약해져 북극냉기가 온대지방까지 흘러넘치는 북극발 한파현상은 기후변화의 아이러니로서 널리 알려져 있습니다.
뜨거운 태양 아래 데워진 열대대기는 상대적으로 저온인 고위도 지방으로 흐르겠죠?!
그런데 지구가 자전하므로 열기가 북쪽으로 (남반구의 경우는 남쪽) 직진하지 못하고 비스듬히 대각선 방향으로 움직이게 됩니다 (이러한 공기의 움직임을 편서풍이라 합니다).
편서풍이 북동쪽(남반구의 경우는 남서쪽)으로 불다가 일정고도(온도의 경압성이 쎄지는 높이)에 다다르면 더 이상 북진하지 않고 동쪽으로만 뱅글뱅글 돕니다 (이러한 공기의 회전을 제트기류라고 합니다).
제트기류중 가장 북쪽 그러니까 북극 근처를 도는 제트기류는 돌면서 그 안에 갖혀있는 북극 상공 대기와 함께 도는데 (통돌이 세탁기 속에 세탁물이 회전하는 모습을 떠올려보세요) 이 것을 극와류 (polar vortex)라고 합니다.
극와류는 극지방과 그 인근의 기압차이 때문에 마치 스마트한 통돌이 세탁기가 빨리 돌았다가 천천히 돌았다 하듯이 변속회전합니다. https://www.npr.org/sections/thetwo-way/2014/02/16/277911739/warming-arctic-may-be-causing-jet-stream-to-lose-its-way (http://www.wired.co.uk/article/jet-stream)
북극과 아북극간 기압차가 커져서 북극와류가 빨리 돌면 북극진동 양의 주기에 들었다고 하고 반대로 기압차가 작아져서 천천히 돌때면 북극진동 음의 주기라고 하는데요.
북극진동 음의 주기에 들어 북극와류가 약해진 틈을 강한 기압골이 파고들면 북극공기는 맥없이 밀려 내려오는데 이 것을 동장군(General Frost)이라고 합니다.
헌데 북극이 타 지역보다 2배 빠른 속도로 온난화되고 있어 (Polar Amplification) 북극해가 품은 열이 북극대기중으로 더 많이 전이되니까 북극와류는 더더욱 약해지고 (https://www.usatoday.com/story/weather/2017/12/28/its-cold-outside-but-doesnt-mean-climate-change-isnt-real/987948001/ )
북극한파? 바다에게 물어봐!
지구가 평평하다면, 그래서 온도, 기압, 해수면 등등이 균일하다면 이 세상에는 바람도 불지 않고... 아무 일도 일어나지 않을 것입니다. 다행히 여러 기후요소(climate drivers)가 불균등하기 때문에 자연계는 균형을 맞추려는 시도(자연계에 내재한 변동성)를 끊임없이 하고 있습니다 (마치 우리 몸이 항상성을 유지하기 위하여 생리적으로 반응함을 떠올려 보세요).
지구시스템의 평형유지활동중 하나가 적도에 늘 부는 바람(무역풍)의 세기입니다. 무역풍은 강해졌다가 약해지기를 불규칙하게 반복하는데요, 무역풍이 유달리 강해지면 동태평양 바닷물이 서쪽으로 밀려나 그 빈자리를 바닷속 찬물이 채우게 됩니다. 이로 인해 동태평양은 온도가 낮은 웃목이 되고 동태평양에서부터 바닷물과 함께 밀려난 열이 흐르고 모인 서태평양은 뜨끈한 아랫목이 되는데 이 시기를 라니냐라 합니다 (이와 반대현상은 엘니뇨).
엘니뇨와 라니냐를 함께 일컫는 ENSO는 열대태평양상의 기후변동이지만 세계 여러 곳의 날씨에 두루 영향을 끼칩니다. 서태평양을 기준으로 볼 때 라니냐가 오면 평년보다 온도가 떨어지고 엘니뇨가 오면 평년온도보다 높아집니다 (지금까지 역대 무더위 기록은 엘니뇨 영향하에 있을 때 세워짐, 아래 그림은 엘니뇨 영향을 받은 겨울의 풍경).
이와 반대로 라니냐 영향권에 들었을 때 우리나라 겨울은 평년보다 추운 경우가 많습니다. 서태평양 주변에 비가 내린 후에도 열기가 남은 경우 저기압이 되어 북상하면서 시베리아기단을 끌어내리기 때문인데요 https://www.yna.co.kr/view/MYH20171010020800038
북극과 열대태평양의 중간에 위치한 우리나라는 ENSO와 더불어 북극해빙과 북극진동의 영향까지 복합적으로 받는데요, 2021년 봄(3월)에 폭설이 내린 이유도 라니냐와 북극온난화가 겹쳤기 때문이었습니다. https://www.ekn.kr/web/view.php?key=20210302010000297
이처럼 ENSO는 우리나라에 직접 영향을 끼치기 보다 다른 요인과 함께 간접적으로 작용하기 때문에 엘니뇨나 라니냐 경보만으로 우리 날씨를 예측하는 것은 사실상 불가능합니다.
엘니뇨/라니냐가 나랑 뭔 상관이냐?
호주 서부에는 동부에 비해 사람이 많이 살지 않습니다. 서(西)호주 최대도시인 퍼쓰(Perth)라 봐야 총인구 200만명 정도에 불과하니까요~
이 퍼쓰에서 북쪽으로 1400킬로미터 떨어진 필바라라는 지역에 최근 전대미문의 폭염이 몰아닥쳤습니다.
2022년 1월 중순, 역내 여러 곳의 최고기온은 섭씨 50도를 넘었는데요~ 비록 요즘(1월)이 남반구에서 한 여름이라고는 하나 섭씨 50도는 해양성 기후에 속하여 평소 무더위에 익숙하지 않은 이 지역의 평년평균을 무려 15도나 웃도는 파격입니다.
그런데 KIOST해양기후예측센터가 산출한 2021년 12월 전지구 해면수온 편차에 따르면, 호주 서해안 수온은 단지 평년수준이었거든요... 게다가 호주를 포함한 지구 여러 곳이 라니냐 영향 아래 있었으니 이 가동할 열기는 대체 어디에서 온 것일까요???
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아이러니하게도 높지 않은 수온이 원인입니다. 수온이 높지 않으니 저기압이 형성되고 저기압이 형성되니 인근(뉴질랜드)고기압대 대기가 이동해오는 데, 이 바람은 평소보다 더 건조해진 호주대륙 한복판 사막지대를 지나며 극도로 건조해졌습니다.
건조한 바람이 비 한 방울, 구름 한 점없는 날씨를 만드니 태양볕이 식을 줄 모르고 대지와 대기를 계속해서 데워 결국 데쓰밸리(미국 서부, 라스베가스 인근에 소재한 고기온으로 악명높은 지역명)에 버금가는 온도까지 오른 것이죠. 데쓰밸리가 뜨겁다고는 하나 사람이 살지 않으니 아무 문제가 되지 않듯이 이렇게 뜨거운 곳에 안 살면 될 것 아닌가 싶을 수도 있습니다.
하지만 호주 전체의 평균기온은 산업혁명 전 대비 1.4도나 오른 상태로서 온난화가 앞으로 계속 진행될 경우 시드니, 멜버른...같은 대도시에도 살인적 폭염이 몰아닥치지 않는다고 장담할 수는 없는 일이죠. https://www.abc.net.au/news/2022-01-15/wa-onslow-50-degrees-dangerous-temperature-australians-get-used/100757256
호주서부 수은주가 섭씨50도선을 넘기게 된 사연
화산폭발은 한꺼번에 많은 양의 이산화탄소를 공기 중에 뿜어내지만
산업혁명 이후 화산에서 배출된 이산화탄소는 인류가 화석 연료를 태워서 발생시킨 배출량의 약 1%에 불과해서 지구온난화 가속요인으로 보기는 어렵습니다.
오히려 함께 분출된 화산재(중 이산화황이 산화한 황산에어로졸)는 햇빛을 차폐하는 효과가 있어 기온을 떨어뜨립니다
(참고로 화산폭발이 햇빛을 차폐하여 기온을 떨어뜨린다는 가설을 처음 세운 사람은 미국 건국의 아버지 벤자민 프랭클린 https://history.aip.org/climate/aerosol.htm)
이때 화산의 폭발력이 약해서 이산화황이 대기권에 머무르면 태양광 차폐 효과는 오래 못 가지만 성층권까지 올라가면 상당히 오랫동안 지속돼요 http://www.nims.go.kr/?sub_num=849#:~:text=%EB%8C%80%ED%98%95%20%ED%99%94%EC%82%B0%EB%B6%84%EC%B6%9C%EC%9D%80%20%EC%9D%B4%EC%82%B0%ED%99%94%ED%99%A9,%EC%99%80%20%EC%A7%80%ED%91%9C%EA%B0%80%20%EB%83%89%EA%B0%81%EB%90%9C%EB%8B%A4.
19세기초 인도네시아 탐보라 화산폭발 당시 이산화황이 44킬로미터 상공까지 치솟아 성층권에 두루 퍼지면서 전지구 연평균기온이 섭씨5도 내려갔는데 그로 인해 미국에서는 폭설이, 유럽 각지에서는 대기근이 발생했습니다. https://www.usgs.gov/faqs/do-volcanoes-affect-weather
1991년 필리핀 피나투보 화산 폭발이후 2년간 전지구 평균기온이 섭씨0.6도가량 낮아졌고요
그런데 태양광 차폐효과가 전부가 아닙니다. 화산재는 빠른 속도로 풍화하면서 칼슘, 마그네슘 등 미네랄이 되어 강으로 바다로 흘러들어가므로 장기적으로는 탄소를 해저에 격리하는 효과까지 내거든요~
화산폭발과 기후변화 사이 기묘한 관계
트랙터 등 농업기계화로 인한 농장 실직이 증가하던 1933년, 북미 한복판 대평원에는 엎친 데 덮친 격으로 엄청난 모래폭풍이 불어닥쳐 수많은 사람들(약 250만명)이 살기 위한 이주를 감행했는데 (이중 캘리포니아로 이주한 사람들을 배경으로 삼은 소설이 ‘분노의 포도’), 이처럼 환경변화 때문에 살던 곳을 떠나서 다른 곳으로 이주하는 것을 환경이민(ecomigration)이라고 합니다 (다른 나라의 국적을 취득하는 이민은 ‘귀화’라고 함). 앞으로 기후위기가 몰고 올 후폭풍 중 하나가 대규모 이민사태인 데 이렇게 거대한 규모의 환경이민 사태는 육지에서만 벌어지는 일이 아닙니다.
캐나다 브리티시콜럼비아대학교(University of British Columbia) 해양수산과학연구소(UBC Institute for the Oceans and Fisheries)가 EEZ경계를 넘나드는 습성이 있는 9천종의 어류를 추적한 결과(https://news.ubc.ca/2022/01/18/nearly-half-of-countries-shared-fish-stocks-are-on-the-move-due-to-climate-change-prompting-dispute-concerns/), 2030년즈음이면 현재 어군(fish stock)의 23%, 금세기말이면 거의 반 정도(45%)가 이동습성을 바꿀 것으로 전망되었습니다.
어군(fish stock)이란 같은 어종일 뿐더러 이동습성까지 같아서 유전형질이 공유 전승되는 아종을 말합니다(https://www.ctvnews.ca/mobile/climate-and-environment/climate-change-could-shift-45-per-cent-of-fish-stock-to-new-economic-waters-by-2100-canadian-study-finds-1.5748617)
바다물고기들의 환경이민행렬
