온난화 역설…약해진 제트기류 한파 몰고와

북극과 우리나라 기후 관계 극지연구소 과학협력 세미나

오상준 기자 letitbe@kookje.co.kr
| 입력 : 2016-12-15 19:05:32
| 본지 19면

- 북극기온 올라가며 찬공기 남하
- 제트기류도 따라 밀려나 강추위

- 거대한 공기흐름 폴라 보텍스
- 기상이변 초래, 기후연구때 주목

- 북극 하이드레이트 매장 많지만
- 온실가스 주범 메탄올 발생 우려

"지구 온난화로 더워지고 있는데 겨울이면 예상치 못한 이상 한파가 찾아옵니다. 아이러니하지 않나요."

이런 의문에 해답을 찾을 수 있는 세미나가 부산에서 열렸다. 결론부터 말하면 우리나라와 멀리 떨어진 북극과 관련 있다. 따뜻해지는 북극이 기상이변을 불러온다는 얘기다. 극지연구소는 '2016년 북극협력주간' 행사의 하나로 지난 7일 부산항국제여객터미널 컨벤션센터에서 '북극 과학협력 세미나'를 열었다.

■북극 온난화 제트기류 변동성 확대

극지연구소 극지기후연구부 김백민 책임연구원은 '북극의 급격한 온난화가 동북아시아 기후변화에 미치는 영향'이라는 주제발표를 통해 "지구 온난화로 지구 위의 거대한 공기 흐름인 '극 소용돌이(Polar vortex)'의 변동성이 확대돼 기상이변이 증가할 수 있다"고 지적했다. 극지의 바람이 지구 기후변화에 큰 영향을 미친다는 뜻이다. 김 연구원은 이 같은 현상을 설명하기 위해 회전하고 있는 수조와 액화 질소로 온도를 내린 수조에 송홧가루를 뿌리는 대조실험 결과를 보여줬다.

북극 기온이 높아져 빙하가 녹으면 상대적으로 따뜻한 바닷물의 열이 대기의 온도를 높인다. 북극 주위를 빠르게 돌면서 찬 기류를 가둬두는 역할을 하는 제트기류가 느슨해져 북극에 있는 차가운 공기가 동북아시아 지역으로 밀려들어 우리나라에 한파가 올 수 있다.

이 제트 기류의 흐름은 팽이의 회전을 생각하면 이해하기 쉽다. 팽이의 속도가 빠를 때는 중심을 잘 잡고 돌지만, 속도가 느려지면 이리저리 휘청거린다. 제트기류도 마찬가지로 회전속도가 빠르면 북극을 중심으로 잘 돌지만, 속도가 느려지면 축이 흔들려 찬 기운이 중위도로 내려오게 된다는 것이다.

김 연구원은 "온실 효과만으로 지구 온난화를 설명하는 데 한계가 있다"며 "약해진 제트기류가 남북으로 진동하는 극 소용돌이 현상에 주목하면 북극과 우리나라 기후와의 관련성을 이해하는 데 도움이 된다"고 말했다.

이와 함께 남·북극 바다에 떠 있는 해빙(海氷)은 스키장의 눈이나 얼음과 마찬가지로 햇빛을 70~80% 반사한다. 해빙이 녹으면 햇빛의 80~90%가 바다에 흡수돼 바다를 데우고 더 많은 해빙이 녹는다. 지난 4월 남극 장보고과학기지에서 50㎞ 떨어진 거대한 난센 빙붕(서울 여의도 면적의 20배)이 떨어져 나간 것도 '얼음반사 피드백 과정'이다. 이 같은 현상은 지구 온난화를 부채질하고 이에 따른 해수면 상승과도 맞물려 있다는 게 김 연구원의 지적이다.

■북극 메탄가스, 온난화 '시한폭탄'

북극 동시베리아해에서 채취한 가스하이드레이트. 극지연구소 제공

극지연구소 극지지구시스템연구부 진영근 책임연구원은 '북극해 해저에서 뿜어져 나오는 메탄가스-지구 온난화의 시한폭탄?'이라는 흥미로운 주제를 발표했다.

진 연구원은 "지난 8월 25일~9월 10일 쇄빙연구선 아라온호를 타고 진행했던 북극해 탐사를 통해 '가스하이드레이트'를 동시베리아해 수심 500m 해저언덕에서 세계 최초로 채취했고, 동시베리아해 중부 대륙붕에서 전 세계 해양 용존메탄농도 평균보다 40배 높은 해역을 발견했다"고 밝혔다. 북극에는 전 세계 가스하이드레이트 매장량의 20%가량이 분포하고 있는 것으로 추정된다. 이번 탐사는 해양수산부가 지원하는 '북극해 해저자원환경 탐사 및 해저메탄 방출현상 연구'로 극지연구소, 한국해양과학기술원, 선박해양플랜트연구소, 한국지질자원연구원, 경상대, 한양대 등이 33명이 참여했다.

진 연구원 "영구동토층과 가스하이드레이트층이 녹으면서 메탄이 방출된 것으로 보이지만 방출 원인에 대해 체계적인 연구가 필요하다. 가스하이드레이트는 미래 에너지 자원으로 주목받는 동시에 녹으면 강력한 온실가스인 메탄을 대량 발생시켜 지구 온난화를 가속할 수 있다는 우려도 나온다"고 말했다.

※극 소용돌이(Polar vortex)

남·북극 대류권 상층부부터 성층권까지에 걸쳐 형성되는 강력한 저기압 소용돌이로 차가운 공기를 가둬놓는 역할을 한다. 제트기류가 강할 때 극지대에 머물지만 극지방이 따뜻해지면 대기 밀도가 낮아지고 제트기류가 약해져 극 소용돌이가 남쪽으로 내려와 한파를 유발한다. 어떤 해는 미국 쪽으로, 다른 해는 우리나라 쪽으로 찬 기운이 내려오는 등 변화무쌍하다는 점에서 정형화된 패턴 형태의 북극진동(Arctic oscillation)과 차별화된다.

※가스하이드레이트

영구 동토층이나 심해에 분포하는 가스(주로 메탄)와 물이 결합해 만들어진 고체의 미래 에너지 자원. 겉모양이 얼음과 비슷하고 가스가 함유돼 있어 불을 붙이면 불꽃을 내며 탄다고 해서 '불타는 얼음'으로도 불린다. 녹으면 160배의 메탄과 0.8배의 물이 나온다.

오상준 기자 letitbe@kookje.co.kr