이명인 UNIST 지구환경도시건설공학과 교수팀이 엘니뇨와 라니냐가 서로 전환되는 시기에 겨울 날씨를 좌우하는 북대서양진동(NAO) 예측 정확도 또한 크게 높아지는 현상을 규명했다. 적도 태평양 해수 온도가 크게 바뀌면 이듬해 겨울 추위 예측이 더 정확해질 수 있다는 연구 결과다.
북대서양진동은 북극의 찬 공기를 가두는 제트기류의 강도를 좌우하는 대기 순환 패턴이다. 북반구 한파와 폭설에 큰 영향을 미치지만 해마다 변동 폭이 커 한 달 뒤 상황조차 예측하기 어렵다.
영국 기상청 해들리센터와 공동 수행한 이번 연구에서 이 교수팀은 엘니뇨에서 라니냐로, 또는 라니냐에서 엘니뇨로 바뀔 때 그 다음 해 겨울의 북대서양진동 예측 성능을 나타내는 상관계수가 0.60까지 높아지는 것을 확인했다.
엘니뇨는 적도 태평양 해수면 온도가 평년보다 높아지고, 라니냐는 반대로 해수면 온도가 낮아지는 현상이다. 엘니뇨나 라니냐 상태가 유지됐을 때는 그 이듬해 상관계수가 0.03 수준에 머물렀다.
이 교수팀은 해수 온도 변화로 시작된 강한 대기 변화가 북쪽으로 서서히 전달되면서 북대서양진동에 영향 미쳐 모델 예측 정확도도 높아지는 것으로 분석했다. 겨울철 대기는 여러 자연 변동이 뒤섞여 신호보다 잡음이 더 큰 상황이지만, 엘니뇨와 라니냐가 뒤바뀌는 시기에는 열대에서 시작된 변화가 신호를 구조적으로 강화하면서 역학적 시그널이 강해져 1년 후 예측 성능을 높여준다는 설명이다.
이러한 설명은 최근 북반구 겨울 기후 사례와 잘 맞아 떨어졌다.
2024년~2025년 겨울은 직전 해가 엘니뇨에서 라니냐로 전환된 시기여서 기후예측 모델들이 북대서양진동(북극진동)을 비교적 정확하게 예측했다. 반면 지난 겨울은 라니냐 상태가 유지되면서 전환 신호가 나타나지 않았고, 북극 상공 성층권 온난화 등 다른 요인이 작용하면서 한파 예측이 쉽지 않았다.
이명인 교수는 “적도 태평양에서는 해마다 해수 온도와 대기 순환이 함께 바뀌는 엘니뇨 남방진동(ENSO) 현상이 나타나는데, 이러한 변화가 1년 뒤 북반구 대기 순환으로 이어지는 과정을 역학적으로 규명했다”며 “겨울 기후 변동성을 고려한 장기적 농업 생산이나 에너지 수요 관리 대응 전략 마련, 그리고 한국형 기후예측모델의 정확도를 높이는 데 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.
이번 연구 결과는 3월 25일(런던 현지 시간) 네이처 커뮤니케이션즈에 공개됐다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com