'북극 해빙이 미치는 기후변화 예측'…지질硏, 홀로세 중기 기후모델 연구로 확인

북극 해빙 감소 및 태양복사량에 따른 온도 변화 살펴

해빙감소로 북태평양 온도 높아지고 유라시아는 낮아져

【대전=뉴시스】김양수 기자 = 홀로세 중기 연평균 하층 대기 온도 변화. 북극의 해빙 감소에 의한 온도 변화(a)와 태양복사량의 차이에 따른 온도 변화(b)가 확인된다.2019.01.21(사진=한국지질자원연구원 제공) [email protected]

【대전=뉴시스】김양수 기자 = 북극의 해빙감소가 북반구 기후에 미치는 영향에 대한 예측연구 결과가 세계 최초로 발표됐다.
 
한국지질자원연구원(KIGAM)은 국토지질연구본부 박효석 박사가 기후시스템의 민감도를 예측할 수 있는 홀로세 중기 기후변화모델 연구를 통해 북극 해빙감소가 미래 북반구 기후변화에 미치는 영향을 예측하고 해당 결과를 국제학술지에 발표했다고 21일 밝혔다.

박 박사가 제1저자로 참여한 이 연구는 '북극 해빙 감소가 홀로세 중기 기후에 미치는 영향'(The impact of Arctic sea ice loss on mid-Holocene climate)이란 제목으로 최근 세계적인 과학  전문지 ’네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)‘에 게재됐다.
 
 연구팀에 따르면 약 5~9000년 전 홀로세 초·중기 북반구 여름의 태양복사량은 지금보다 약 5~10% 강했으며 덥고 비가 많이 오는 날씨였다.

 이 시기에 잘 알려진 대표적인 기후현상은 사하라사막이 초원이었다는 사실로 물이 가득한 호수, 다양한 식물이 식생한 지질학적 증거들이 많이 발견되고 있다. 이런 홀로세 중기의 기후변화 증거는 기후시스템 민감도 분석을 위한 중요한 지질학적 단서가 된다. 

【대전=뉴시스】김양수 기자 = 홀로세 중기 여름철 강한 햇볕에 의해 북극 해빙이 1950년대보다 많이 녹았으며(a·d) 이로 인해 여름철 태양광선이 10-15 W/㎡ 가량 북극해에 더 많이 흡수됐다(f·g).2019.01.21(사진=한국지질자원연구원 제공) [email protected]

박효석 박사는 지금보다 약 5~10% 강한 햇볕이 북극의 해빙을 많이 녹인 사실에 착안해 홀로세 중기 북극의 해빙 감소가 북반구 기후에 어떤 영향을 주었는지에 대한 연구를 수행, 고해상도 기후모델로 정량적으로 분석했다.

 박 박사는 지질자원연구원 클러스터 서버에 최신 복합지구시스템 기후모델 NCAR CESM 1.2버전을 설치한 뒤 태양복사열에 의한 해빙 감소 영향을 분리·분석키 위해 ▲최근 기후 시뮬레이션 ▲홀로세 중기 시뮬레이션 ▲1950년에 고정된 홀로세 중기 시뮬레이션 등 3가지 시험을 수행했다.

박 박사는 먼저 지구온난화가 본격화되기 전인 1950년대 이전의 최근 기후에 대한 시뮬레이션과 홀로세 중기 시뮬레이션을 수행, 홀로세 중기에 강했던 여름철 태양광선을 모델에 반영한 결과 북반구 여름 온도가 상승하고 고위도 북극 해빙이 많이 녹았다는 사실을 확인했다.

또 홀로세 중기 실험과 같지만 북극 해빙의 면적과 두께를 1950년대와 비슷한 상태로 고정시킨 '1950년대에 고정된 홀로세 중기 시뮬레이션'을 수행했다.

이 시험에서 박 박사는 현재보다 강했던 홀로세 중기 햇볕이 해빙을 많이 녹이지 못하도록 얼음 알베도(ice albedo)를 높이는 방법을 활용해 해빙의 면적과 두께를 1950년대 상태로 고정시켰다. 알베도는  표면이나 물체에 입사된 일사에 대한 반사된 일사의 비율이다.

 박 박사는 "두번째와 세번째의 시뮬레이션 결과를 비교하면 홀로세 중기 북극 해빙 감소가 북반구 기후에 줬던 영향을 추정할 수 있다"면서 "또 첫번째와 세번째의 시뮬레이션 결과를 비교하면 홀로세 중기 저위도-중위도의 태양복사량 변화의 직접적인 효과를 추정할 수 있다"고 설명했다.

 시뮬레이션 결과 북극 해빙 감소가 북태평양과 북아메리카지역의 연평균 온도를 0.5~1℃ 정도 상승시키며 유라시아 대륙 일부 지역의 온도는 낮춘다는 사실이 검증됐다.

또한 홀로세 중기 유럽의 온난화는 여름철 태양복사량 증가로 설명할 수 있으며 북태평양과 북아메리카 대륙의 온난화는 북극 해빙 감소의 결과라는 사실을 추론해 냈다.

 온도변화 이외에도 북극 해빙의 감소는 대서양 열염순환 (Atlantic thermohaline circulation)을 약화시켜 북대서양 해수 온도의 하강을 동반한다는 것도 확인됐다.

 이번 기후모델 연구는 북극 해빙 감소가 홀로세 초·중기 북반구 중·고위도 기후에 막대한 영향을 줬던 것을 제시한다고 박 박사는 덧붙였다.

 연구팀은 이번 연구 결과가 과거 기후복원 뿐만 아니라 현재 급격히 진행되고 있는 북극의 해빙감소가 미래 북반구 기후에 어떤 영향을 줄지 예측하는데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다.

박효석 박사는 "기후 민감도가 높은 홀로세 중기 연구는 지구온난화로 급변하는 기후변화에 효과적으로 대응할 수 있는 기후모델 탐색의 효과적 대안이다"며 "고기후 연구를 통해 기후변화의 영향을 밝혀 효과적으로 대응할 수 있는 연구성를 제공할 것"이라고 말했다.

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