- 하계 북태평양 아열대로부터의 대기 텔리커넥션의 영향 -

국립극지연구소 연구팀은 최근 자주 발생하고 있는 북미한파의 원인으로서 지적되고 있는 베링해의 초겨울 해빙면적의 감소가 하계 태평양 서부 아열대지역의 대류활동이 활발하지 않은 것과 그것에 의해 발생되는 알래스카만의 해수온의 고온화에 의해 결정된다는 것을 광역 대기해양 데이터의 해석에 의해 밝혔다.

초겨울 베링해의 해빙면적의 변동 요인을 조사하기 위해 바렌츠해의 해빙 예측 가능성에 관한 연구와 같이 대기와 해양에 관한 3차원 데이터에 기초하여 베링해의 해빙면적과 기온 및 해수온 등의 예측변수와의 정준상관해석(CCA)을 수행하였다. 그 결과 직전 기온 및 해수온을 제외하면 3개월 전(8~9월) 북반구의 500hPa 등압면고도와의 사이에 유의한 상관관계가 있다는 것을 알았다.

베링해의 해빙면적과 8~9월의 Z500의 상관관계의 원인을 상세하게 조사한 결과, 베링해 동부의 해빙면적은 알래스카만에서 고기압 및 북태평양 서부와 북아메리카에서 저기압에 의해 특징지어지는 대기의 기압배치와 밀접한 관계가 있다는 것을 알았다. 이 Z500에서 나타난 대기의 기압배치가 Pacific Transition(PT) 패턴이라는 하계에 북태평양에서 눈에 띄는 대기의 텔리커넥션이라는 것을 알았다. 또한 이 Z500과 베링해의 해빙면적은 해석기간을 통해 연 규모에서의 변화가 동조하고 있기 때문에 최근뿐만 아니라 수십 년에 걸친 자연변동이라는 것을 시사하고 있다.

이러한 상관관계의 물리요인으로서 해수온의 변화를 조사한 결과, 8~9월의 알래스카만 상공의 Z500 상승에 따른 동시기의 알래스카만 주변의 해면수온이 온난화하는 모습이 나타났다. 이것은 Z500의 상승에 따른 습윤한 남동풍이 강하게 됨으로써 증발에 의한 해면냉각이 억제되어 높은 수온이 유지된다는 것을 의미한다. 이 온난화된 해수온은 그 후 3개월에 걸쳐 알래스카 연안을 따라 베링해로 이동하기 때문에 남동풍에 의해 유지된 높은 수온의 해수가 알래스카 연안류에 의해 베링해로 운반되어 해빙의 확장을 억제한다는 것을 알았다.

그리고 PT 패턴의 발생요인을 조사하기 위해 열대의 대류활동 지표인 대류성 강수량 데이터의 해석을 실시하였다. 그 결과 PT 패턴은 북태평양 서부 아열대지역의 8~9월 대기의 대류활동과 높은 상관이 있는 것을 알았다. 이것은 북태평양 서부 아열대 지역의 대류활동이 약할 때에 PT 패턴에 의해 알래스카만 상공의 Z500이 상승하여 그것에 따른 남동풍이 베링해 상류지역의 해수온을 온화하게 함으로써 수개월 후 베일해 해빙의 확장을 억제한다는 것을 시사한다.

본 연구에서는 최근 자주 발생하고 있는 북미 한파의 요인으로서 생각하고 있는 주요 대기강제 열원 중 하나인 베링해의 해빙감소의 원인으로서 하계 알래스카만의 해수온의 온난화, 그리고 그 기원으로서 북태평양 서부 아열대 지역의 대류활동 약화에 의한 대기의 텔리커넥션의 영향 가능성을 도출하였다.

특히 알래스카만의 해수온이 베링해의 초겨울 해빙예측에 중요하다는 것을 밝힌 것도 큰 성과이며, 해양관측의 중요성을 나타낸 것이라고 할 수 있다. 지금까지 북아메리카의 한파에 영향을 미치는 편서풍의 사행에는 북미의 온난화가 영향을 미치고 있다는 것이 지적되었지만, 본 연구에서 밝혀진 열대-중위도-고위도의 대기 해양 상호작용은 수개월 전부터 열대의 대류활동 및 해수온에 나타나는 베링해의 해빙활동의 요인으로서 중고위도 기후의 예측 정밀도 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

(그림 1) 초겨울(11~12월) 베링해의 해빙면적이 적은 해에 나타나는 1개월 후의 기온(좌)과 500hPa의 등압면 고도의 공간분포(우)
(그림 2) (a) 3개월 전(8~9월)의 Z500과 (b) 초겨울(11~12월)의 베링해 해빙면적 사이에 나타난 상관관계의 공간분포, (c ) 상관이 높은 영역에서 3개월 전 Z500과 초겨울 해빙면적 변동의 시간적 특징
(그림 3) 해면수온, Z500, 그리고 대류성 강수량과 CCA제1모드의 회귀분석

 

[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2015년 9월 25일]