국립연구개발법인 해양연구개발기구 대기해양상호작용연구분야, 도쿄대학 첨단과학기술연구센터 기후변동과학분야, 캘리포니아대학 샌디에고캠퍼스, 스크립해양연구소 연구팀은 일본을 포함한 동아시아로부터 태평양 지역 여름 기후의 연 변동을 널리 특징지을 수 있는 대기압 분포 패턴인 “PJ 패턴”에 대해 1897년~2013년까지 과거 117년분의 기상관측 데이터를 복원하여 PJ 패턴 지표를 재정의하고, 동아시아 여름의 기온, 동남아시아 우기의 강우량, 오키나와 및 타이완을 통과하는 태품수, 일본의 쌀 수확량, 양쯔강의 유량 등과의 상관에 대해 장기해석을 실시하였다.

본 해석에서는 복원한 지상 기압데이터로부터 북측의 요코하마와 남측의 헝춘(恒春)의 두 지점에서 하계(6월~8월)의 기압차를 구하고, 이것을 PJ 패턴의 새로운 지표로 정의하였다. 이 PJ 패턴 지표는 기압차라는 간편한 정의에도 불구하고 PJ 패턴의 공간구조와 그 시간적인 거동을 추출할 수 있으며, 그 지표로서 적절하다고 말할 수 있다.

본 연구성과에 의하면 PJ 패턴이 정(요코하마의 기압이 평년보다 높고 헝춘보다 낮은)의 해 여름은 일본, 한국, 중국의 양쯔강 유역에서 건조하고, 더운 여름이 되어 필리핀해 우기의 강우량이 증가하는 것과 관계가 있다. 한편 PJ 패턴이 부(헝춘의 기압이 평년보다 높고 요코하마에서 낮은)의 해는 일본, 한국, 중국의 양쯔강 유역은 덥지 않은 여름, 장마의 경향이 나타나고 필리핀해의 강우량은 감소하는 것과 관계가 있다.

일본의 쌀 수확량 및 양쯔강의 여름 유량과 같은 기후, 농업, 수문과 관련된 데이터를 PJ 패턴지표와 비교하면, PJ 패턴이 정인 해는 일본의 쌀이 많이 수확되어 풍년이 되고, 양쯔강의 하계 유량이 적어지지만, PJ 패턴이 부의 해에는 북일본의 덮지 않은 여름과 일본의 쌀이 흉작이 된 1993년 및 양쯔강의 대홍수가 발생한 1998년과 대응하고 있다.

이와 같이 PJ 패턴이 일본을 포함한 동아시아, 동남아시아의 기후뿐만 아니라, 농업 및 하천의 유량 등 지역에 미치는 영향과의 장기적인 관련성에 관해서 해석한 것은 본 연구가 처음이다. 그리고 엘리뇨 현상과 PJ 패턴의 거동에도 상관이 나타나 1997년~1998년에 대표되는 강한 엘리뇨 현상의 다음 여름은 PJ 패턴이 부가 된다는 것을 알았다.

한편 이 상관관계에 관해 장기 해석을 한 결과, ENSO(El Nino-Southern Oscillation)와 PJ 패턴 관계는 1900년대에서 1910년대, 1930년대, 1980년대 이후에 명확하지만, 1940년대에서 1970년대에는 불명확하여 수십 년 주기로 명확한 시기와 불명확한 시기를 반복하고 있다는 것을 알았다. 또한 일본 여름의 기온, 일본의 쌀 수확량, 타이완 및 오키나와를 통과하는 태풍 수와 PJ 패턴 지표의 관계도 동일하게 명확, 불명확한 시기를 수십 년 주기로 반복하고 있다는 것을 알았다. 이와 같이 변화가 한 방향이 아니라는 것은 변조가 지구온난화에 기인하지 않고, 기후의 자연변동에 따른다는 것을 시사하고 있다.

1970년대 후반 이후는 PJ 패턴에 따른 대기해양 현상에 대한 영향이 강하게 나타난 시기이지만, 일본 여름의 계절예보는 이 ENSO와 PJ 패턴의 관계에 크게 의존하고 있다. 최근 ENSO와의 상관이 낮아지고 있으며, 여름의 계절예측이 곤란한 시대에 접어들고 있을 가능성이 본 연구결과로부터 시사되었다. 이상과 같이 지금까지 밝혀지지 않았던 PJ 패턴과 대기해양현상의 상관관계에 관해 장기적인 경향이 본 연구에서 100년을 넘은 장기 관측 데이터의 복원에 의해 처음으로 나타났다.

(그림 1) 위성관측이 정비된 1979년 이후의 관측 데이터에 기초한 여름(6~8월)의 대기순환 분포의 주성분 해석에 의해 동정된 PJ 패턴에 따른 해면 기압의 평년으로부터의 벗어남

[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2015년 8월 5일]