연세대학교 안순일 교수(대기과학과·비가역적기후변화연구센터) 연구팀이 지구온난화로 인해 현재까지 존재하지 않았던 새로운 이상 기후 현상이 북극해에 출현함을 발견했다. 이는 지구온난화가 단순히 온도 상승에 그치지 않고, 기후와 날씨 시스템에 예기치 못한 변화를 가져올수 있음을 시사한다.

북극해는 오랜 세월 두꺼운 해빙으로 덮여있었으나, 지구온난화가 가속화됨에 따라 해빙이 빠르게 감소하고 있다. 전문가들은 이러한 추세가 지속된다면, 21세기 안에 북극해는 더 이상 해빙으로 덮여 있지 않은 '열린 바다' 상태가 될 가능성이 크다고 예상한다.

이에 연세대 안순일 연구팀은 이와 같은 변화가 북극의 기후에 어떤 영향을 미치는지 파악하기 위해 134개의 지구온난화 시뮬레이션을 분석했다. 그 결과, 해빙이 임계점을 넘어서 충분히 감소하면, 그동안 존재하지 않았던 새로운 형태의 이상 기후 현상이 북극해에서 나타난다는 사실을 발견했다.

이 새롭게 나타난 이상 기후 현상은 해수면 온도와 지표면의 기온이 주기적으로 상승과 하강을 반복하는 패턴을 보인다. 이는 우리가 익히 알고 있는 열대 태평양의 엘니뇨-라니냐 현상과 유사하지만, 진동의 주기가 10~50년으로, 엘니뇨-라니냐의 3~7년 주기보다 훨씬 길다는 차이점이 있다. 

연구팀은 북극 해빙이 감소하면서 이상 고온과 저온을 증폭시키는 피드백이 작동하게 되는 것이 진동 출현의 원인임을 밝혔다. 해빙이 임계점 아래로 감소하면 대기와 해양 사이의 상호작용이 강화돼 이러한 피드백이 작동하게 된다. 

이는 엘니뇨-라니냐가 열대 태평양에서 발생하는 원리와 비슷하지만, 북극해의 지리적 위치와 독특한 해양 구조로 인해 상세한 메커니즘은 차별화된다. 다른 해양과 달리, 북극해의 상층부는 수심이 깊어질수록 수온이 증가하는 독특한 특성을 보이며, 이로 인해 대기-해양 피드백 과정과 기후 진동을 가능케 한다.

연구팀은 이러한 북극해의 새로운 기후 진동이 지구 전체의 기후와 날씨에 큰 영향을 미칠 가능성이 있다고 전망한다. 엘니뇨-라니냐가 전 세계 기상에 영향을 미치는 것처럼, 이 새로운 진동도 지구적 규모의 기후 예측에 중요한 변화를 불러올 것으로 예상된다. 

연세대 비가역적기후변화연구센터 김승기 박사는 “이번 연구는 지금껏 알려지지 않은 새로운 형태의 기후 진동 현상이 북극해에서 출현할 수 있다는 것을 처음으로 발견한 연구”라며, “이는 북극 해빙의 감소가 예상치 못한 급격한 기후 패턴의 변화를 일으킬 수 있는 것을 보여주는 사례이다.”라고 연구 의의를 밝혔다. 

연세대 안순일 교수는 “지구온난화는 단순히 지구 평균 기온의 증가를 넘어 새로운 기후 변동 모드의 출현을 초래할 수 있기 때문에, 미래 기후 변동의 이해 및 예측을 위해서는 이에 대한 연구가 요구된다.”라고 말했다. 

이번 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 기후변화 분야 국제 최고 권위지 ‘네이처 기후변화(Nature Climate Change)’에 11월 11일(현지시간) 게재됐다.