[미국] 기후 변화 예측에 도움을 줄 해양 통로에 대한 개선된 이해 : 트루플로우
태평양(Pacific Ocean)과 인도양(Indian Ocean)을 잇는 통로가 기후 변화(climate change)를 이유로 다르게 행동하며, 이러한 새로운 행동 양식이 결과적으로 새로운 방식으로 두 해양 유역의 기후에 영향을 끼친다고 새로운 연구는 제안했다.
미국 하와이 대학 마노아 캠퍼스(University of Hawaii at Manoa) 소속의 물리 해양학자인 James Potemra는 캘리포니아대학교 샌디에이고캠퍼스(UC San Diego; University of California, San Diego) 산하 스크립스 해양 연구소(Scripps Institution of Oceanography) 소속의 Janet Sprintall이 주도한 이 연구의 공동 저자로 참여했다. 연구진은 인도네시아의 섬을 통과하는 해협 네트워크인 인도네시아 트루플로우(Indonesian Throughflow)에서 물의 흐름이 우세한 라니뇨(La Niña) 조건의 영향 하에서 2000년대 이후 변경됐다는 사실을 발견했다. 트루플로우 흐름은 굴곡이 있는 호스를 물이 통과하는 방식으로 더 얕고 강력해졌다. 동 연구는 인간이 유발한 기후 변화가 엘니뇨(El Niño) 조건이 돌아올 때조차 더 우세한 트루플로우 특징을 만들 것이라고 제안했다.
Sprintall과 동료 연구진은 두 개의 전자 장치 사이에 정보를 보내주는 케이블과 같이 행동하는 해양 지역인 트루플로우의 역학을 이해하기 위하여 10년 이상의 시간을 투자했다. 인도네시아 바다(Indonesian Seas)는 이러한 방식으로 두 해양이 상호작용하는 전 세계 유일한 열대 지역이다. 트루플로우는 인도네시아 몬순에서 캘리포니아 주가 경험한 엘니뇨 현상에 이르는 모든 현상에서 중요한 역할을 하고, 경계를 훨씬 초월하여 기후에 영향을 끼친다.
이 논문이 이번 세기에 기후 연구에서 큰 도움을 줄 수 있는 핵심적인 해양 특성에 대한 독창적인 논문이라고 Sprintall의 연구를 후원하고 있는 나사 GOOS(Global Ocean Observing System) 운영 위원회 공동 의장을 역임하고 있는 물리 해양학 프로그램 과학자인 Eric Lindstrom은 밝혔다. 인도네시아 바다를 통한 태평양과 인도양의 관련성은 복잡한 순환, 기후 변동 및 민감한 해양-대기 피드백 등에 의해 조절된다. 이곳은 우리가 변화하는 기후 조건 하에서 해양의 일반적인 순환에서 가능한 변화를 모니터링하기 위하여 해양 관측을 지속적으로 수행할 수 있게 해주는 최적의 장소라고 Lindstrom은 밝혔다.
물리 해양학자인 Sprintall은 이 연구가 지구 온난화에 의해 생성된 변화된 변수에 의해 특성화된 트루플로우의 역사에 새로운 장을 열기 시작했다고 밝혔다.
현재 우리는 인도네시아의 트루플로우가 엘니뇨와 라니뇨의 가변성에 어떻게 대응할 것인가에 대한 개선된 이해를 확보할 수 있으며, 이러한 해류가 인위적인 기후 변화로 초래될 무역풍 시스템에서 변화에 대응하여 어떻게 거동할 것인지를 이해하기 시작했다고 Sprintall은 밝혔다. 트루플로우에 의해 이동되는 온난한 해수의 양에서 변화는 해수 표면 온도(sea surface temperature)에 후속적인 영향을 끼치고, 따라서 전체 아시아 지역에서 강우 유형을 변경시킬 것이라고 Sprintall은 지적했다.
“인도네시아 바다와 이와 결합된 해양-기후 시스템에서 인도네시아 바다의 역할(The Indonesian seas and their role in the coupled ocean-climate system)”이라는 제목의 관련 논문은 2014년 6월 22일 Nature Geoscience 저널 온라인 판에 게재됐다.
과거 10년에 걸친 이전 연구에서 Sprintall과 몇몇 국가 출신의 동료 연구진은 트루플로우에서 행동 양식의 대부분이 바람과 파도가 상호작용하는 표면에서 일어나는 것으로 추정했던 과거의 생각을 수정했다. 실제로, 트루플로우 흐름은 종종 표면 아래 100 미터 깊이에서 운영되며, 용승(upwelling)과 물의 다른 강력한 수직 흐름(vertical flow) 특징을 보여준다. 모델 시뮬레이션은 이러한 흐름이 없다면, 인도양은 표면에서 일반적으로 더 차갑고, 태평양은 효과적으로 온난한 해수를 보낼 수 없을 것이라고 밝혔다.
이러한 컴퓨터로 생성된 시나리오는 과학자들이 인간이 유발한 기후 변화의 결과로 어떤 일이 일어날 것인가를 예측하는데 도움을 준다. 20 세기 중반 이후 과학자들은 태평양 무역풍이 약화되고 있다는 사실을 인식했다. 무역풍(tradewinds)은 태평양 해수를 트루플로우 방향으로. 궁극적으로는 인도양쪽으로 추진하는데 도움을 준다. 이것은 예측된 전 세계 해양 주변의 열과 염의 흐름인 지구 열염분 순환(global thermohaline circulation)의 일반적인 지체와 일맥상통한다.
연구진은 1990년대 후반에 강력한 엘니뇨 체제가 시작됐을 때 트루플로우의 변화된 특성이 이어지는 10년 중 중간 시기에 라니뇨 조건을 느리게 생성했다는 것을 확인했다. 가장 강력한 해류는 트루플로우의 주요 구성 요인인 마카사르 해협(Makassar Strait)을 통하여 더 좁아지고 빨라졌다. 마카사르 해협은 인도네시아 칼리만탄 섬(Kalimantan)과 술라웨시 섬(Sulawesi)을 흐르고 있다.
라니뇨와 엘니뇨는 태평양에서 표층수가 온난한 지역인 위치에 의해 구분되는 특징이 있다. 서부 태평양 인근 인도네시아에서 온난한 해수는 일반적으로 라니뇨와 관련이 있으며, 동부 적도 부근 태평양에서 온난한 해수는 엘니뇨와 관련이 있다.
연구진은 이 연구가 인도네시아와 이웃하는 국가에서 진행 중인 진지한 해양 보존 노력에 지침을 줄 많은 중요한 고려를 제공하고 있다고 밝혔다. 트루플로우의 특성은 어떤 영양분이 지역에서 해양 유기체에 전달되는지, 얼마나 많이 전달되는지 등에 직접적인 영향을 끼친다. 또 연구는 트루플로우에서 어떤 일이 일어나고 있는지에 대한 진행되고 있는 정기적 관측이 지속적으로 필요하다고 제안하고 있다.
그림1> 태평양과 인도양을 연결하는 통로
[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2014년 7월 1일]
[원문보기]
New understanding of ocean passageway could aid climate change forecasts
The passageway that links the Pacific Ocean to the Indian Ocean is acting differently because of climate change, and now its new behavior could, in turn, affect climate in both ocean basins in new ways.
UH Mānoa physical oceanographer James Potemra is co-author of a study led by Janet Sprintall of Scripps Institution of Oceanography at UC San Diego. The scientists have found that the flow of water in the Indonesian Throughflow – the network of straits that pass Indonesia's islands – has changed since the late 2000s under the influence of dominant La Niña conditions. The flow has become more shallow and intense in the manner that water flows through a hose that has become kinked. The study suggests that human-caused climate change might make this characteristic a more dominant feature of the throughflow, even when El Niño conditions return.
Sprintall and colleagues have spent more than a decade understanding the dynamics of the throughflow, an ocean region that acts like a cable sending information between two electronic devices. The Indonesian seas are the only tropical location in the world where two oceans interact in this manner. The throughflow has an effect on the climate well beyond its boundaries, playing a role in everything from Indian monsoons to the El Niño phenomena experienced by California.
"This is a seminal paper on a key oceanographic feature that may have great utility in climate research in this century," said Eric Lindstrom, a physical oceanography program scientist who co-chairs the Global Ocean Observing System Steering Committee at NASA, which funded Sprintall's portion of the study. "The connection of the Pacific and Indian oceans through the Indonesian Seas is modulated by a complex circulation, climate variations, and sensitive ocean-atmosphere feedbacks. It's a great place for us to sustain ocean observations to monitor potential changes in the ocean's general circulation under a changing climate."
Sprintall, a physical oceanographer at Scripps Oceanography, said this new research starts a new chapter in the history of the throughflow, one characterized by the changed variables created by global warming.
"Now that we have a better understanding of how the Indonesian Throughflow responds to El Niño and La Niña variability, we can begin to understand how this current behaves in response to changes in the trade wind system that are brought on through anthropogenic climate change," Sprintall said. "Changes in the amount of warm water that is carried by the throughflow will have a subsequent impact on the sea surface temperature and so shift the patterns of rainfall in the whole Asian region."
The study, "The Indonesian seas and their role in the coupled ocean-climate system," appeared in the June 22 advance online publication of the journal Nature Geoscience.
In previous work over the past decade, Sprintall and colleagues from several countries have revised earlier thinking that most of the action in the throughflow was just at the surface where winds and waves interact. In fact, the flow often runs as much as 100 meters (328 feet) below the surface and features upwellings and other strong vertical flows of water. Model simulations have suggested that without this flow, the Indian Ocean would be generally colder at the surface as the Pacific would not be able to route warm water to it as efficiently.
These computer-generated scenarios have helped researchers forecast what could be happening as a consequence of human-caused climate change. Since the mid-twentieth century, scientists have noticed that Pacific Ocean tradewinds are weakening. The tradewinds help push Pacific Ocean water toward the throughflow and ultimately to the Indian Ocean. This corresponds to a predicted general slowdown of global thermohaline circulation – the flow of heat and salt around the world's oceans.
The researchers found that as a strong El Niño regime begun in the late 1990s slowly yielded to La Niña conditions in the middle of the following decade, the nature of the throughflow changed. The strongest currents became shallower and faster through the main component of the throughflow, the Makassar Strait that runs between the Indonesian islands of Kalimantan and Sulawesi.
La Niña and El Niño are characterized in part by the location of a warm pool of surface water in the Pacific Ocean. Warm water in the western Pacific near Indonesia is usually associated with La Niña and warm water in the eastern equatorial Pacific with El Niño.
The researchers said the study provides an important consideration that should guide the intense marine conservation efforts that are underway in Indonesia and neighboring countries. The nature of the throughflow has a direct influence on what nutrients get delivered to marine organisms in the region and in what quantity. The work also suggests that ongoing regular observations of what is happening in the throughflow are a necessity going forward.
즐겨찾기 추가 
시작페이지로 설정
