서북 태평양 아열대 고기압은 동아시아 여름철 기후에 영향을 미치는 주요 환류시스템이다. 서북태평양 아열대 고기압은 현저한 경년변동(interannual variability)이 존재하고 있고 여러 바다 구역은 해수면 온도 이상(sea surface temperature anomaly, SSTA)의 영향을 받는다. 기존의 연구성과에 의하면, 여름철 열대 인도양의 따뜻한 SSTA, 해양 대륙의 따뜻한 SSTA 및 적도 중부태평양의 차가운 SSTA는 모두 서북태평양 아열대 고기압의 약간 강하는 데에 유리하다는 것을 설명한다. 경년변동에서 서북태평양 아열대 고기압의 변화와 이러한 관건적 구역 해수면 온도의 관계는 안정적이고 불변한가?

중국과학원 대기물리연구소 박사 Chao He(2014년 졸업, 현재 중국기상청 광주(Guang-zhou city) 열대해양기상연구소 근무)와 연구원 Tian-jun Zhou는 관측자료와 결합모드를 이용하여 서북태평양 아열대 고기압과 3개의 핵심구역 SSTA 실시간 변화를 연구하였다. 관측분석에 의하면, 서북태평양 아열대 고기압과 열대 해수면 온도의 관계는 1993/94년 전후에 년간변동이 발생했다는 것을 설명한다. 1979~1993년 기간, 여름철 서북태평양 아열대 고기압은 주요하게 열대 인도양 SSTA의 영향을 받았고 해양 대륙과 적도 중부태평양 SSTA와의 관계가 약하였지만 1994~2012년 기간 서북태평양 아열대 고기압은 해양대륙과 적도 중부태평양 SSTA의 영향(그림 1)을 받았다. 연구에 의하면, 여름철 열대 인도양 SSTA는 주요하게 전해의 겨울철 감퇴위상 El Nino-남방진동(ENSO)신호를 반영한 것이고 해양대륙과 적도 중부태평양의 SSTA는 발전위상의 ENSO신호를 반영한 것이다.

관측자료 시간범위가 너무 짧아서 동력 메커니즘 토론에 미치는 제약을 극복하기 위해 저자는 지구체계모드 CESM 공업혁명 전의 기후를 사용하여 장기 모의시험을 심층적으로 진행하여 모드에서 서북태평양 아열대 고기압과 열대 해수면 온도의 관계도 안정하지 않다는 것을 발견했다. 여름철 서북태평양 고기압은 어떤 시대에는 주요하게 열대 인도양 SSTA의 영향을 받고 어떤 시대에는 해양대륙과 적도 중부태평양 SSTA의 영향을 받는다(그림2). 커플링모드에서 서북태평양 아열대 고기압과 열대 해수면 온도의 관계도 1993/94와 비슷한 년간변동 “돌연변이 점”이 존재한다. 공업혁명 전의 장기 모의시험에서 외력(external forcing) 변화가 존재하기 않기에 위에서 설명한 년간변동 특징은 기후체계의 내부변동률에 속한다.

이 성과의 의미는 서북태평양 아열대 고기압과 열대 해수면 온도의 경년 관련 관계가 안정적이지 않다는 것을 제시한 것에 있다. 따라서 계절기후 예측에는 그 지역의 년간 배경에 근거하여 상응한 관건 바다구역을 예보인자로 하는 것이 필요하다. 이 성과는 2015년의 Atmospheric Science Letters 저널에 발표되었다.

그림 1: 중부, 서북태평양 아열대 고기압 지수와 열대 인도양(검은 선), 해양 대륙 부근 바다 구역(붉은 선)과 적도 중부태평양(파란 선) SSTA의 15년 변동 관련 계수 관측
그림 2: CESM 공업혁명 전의 장기 모의시험에서 서북태평양 아열대 고기압 지수와 5˚S-5˚N 평균 SST 변동 관련 계수의 경도-연도 단면

 

[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2015년 11월 16일]