최근 몇 년간, 북극 해빙 변화는 각국 학자들의 광범위한 관심을 받았고 그 변화의 원인도 학계의 열렬한 토론 대상으로 되었다. 중국과학원 대기물리연구소 Ke-zhen Zhu-Nansen 국제연구센터 Fei Li, Hui-jun Wang과 Yong-qi Gao는 관측자료진단과 수치모사를 결합하는 방법을 이용하여 온대저기압 해수면온도(Extra Tropical Sea Surface Temperature, ET-SST)가 북극해빙밀집도(Arctic Sea Ice Concentration, ASIC) 변화에 미치는 잠재적인 영향을 제시하고 그 중의 가능한 메커니즘을 분석하였다. 이 연구는 Journal of Climate에 발표되었다.

초기 연구에 의하면, 대기 환류의 변화(예를 들면 북극진동), 대서양 혹은 태평양에서 오는 해양 열수송, 일부 복사과정, 프람 해협(Fram Strait)을 통과하는 해빙 운수 등 모두가 경년 차원에서의 ASIC 변화를 야기할 수 있다는 것을 설명한다. 그러나 최근 몇 년간 북극진동강도는 뚜렷한 추세변화가 없고 20세기 90년대 말 이후 겨울철 전세계 온난화 정체가 지속되고 있지만 ASIC는 여전히 감소하고 있다. 이 연구에 의하면 온대저기압 해수면 온도 변화는 북극 해빙변화 과정에서 점점 더 중요한 작용을 일으키고 있다는 것을 설명한다.

관측결과에 의하면, 1994~2013년 겨울철 ET-SST와 ASIC는 뚜렷한 정적 상관관계(R=0.5)를 나타낸다. ET-SST PC1 정부(+ -)표준편차에 따라 바렌츠-카라해와 허드슨 만(배핀섬과 베링해) 해빙면적은 100~400 km2 감소(증가)하였다. 이 관계의 유지는 온대저기압 해양 온난화가 극소용돌이(polar vortex)에 미치는 영향 때문일 것이다. 

북태평양과 북대성양 위도 해수면 온도의 긍정변칙(positive anomaly)(40°N 부근)은 적도에 대한 행성파 전파를 강화시키는 동시에 고위도 해수면 부정변칙(negative anomaly)은 성층권에 대한 대류권 저층행성파전파를 약화시킨다. 전자는 극지에 대한 경도방향 교란 운송량속(momentum flux)이 강화되었고 후자는 극지에 대한 교란 운동량이 약화되었는데 이는 대류권 고층 극야 제트류(polar night jet stream)와 극소용돌이의 강화에 유리하다. 따라서 저기압성 환류이상(cyclonic circulation anomalies)이 북극 동부지역에 나타나고 평균 경도방향 열유속 수송을 통하여 ASIC를 변화시킨다. 이외 이 연구는 ET-SST와 ASIC 상관관계 장기변화의 가능한 원인을 조사하였다.

논문정보: Fei Li, Huijun Wang, and Yongqi Gao, 2015: Extratropical Ocean Warming and Winter Arctic Sea Ice Cover since the 1990s. J. Climate, 28, 5510–5522.

그림: 1994-2013년 12-2월 (a)북극 해빙 면적(ASIC)과 (b)온대저기압 해수면온도(ET-SST) EOF1상태；(c)표준화 ASIC(검은 선)과 ET-SST(파란선)PC-1；(d)표준화 ASIC PC-1(검은 선)，바렌츠-카라해 해빙면적(파란선)과 베링해 해빙면적(붉은선).

[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2015년 7월 20일]