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- 1979년부터 2024년까지 북극 해빙에 대한 기상 데이터와 위성 데이터를 분석
- 저기압은 구름, 강수, 강풍 동반. 지구 기후에서 이들은 북극에도 부정적인 영향
- 저기압은 종종 따뜻한 기단을 북극으로 이동시키고, 이 구름은 기온이 식는 것을 막아.
- 발생하는 빈도가 과거에 비해 크게 증가한 것은 아니지만, 북극 해빙에 미치는 피해는 오히려 더 커져
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북극: 반복적인 저기압이 북극 해빙을 파괴하는 방식

북극 해빙은 지구온난화뿐만 아니라, 연이어 발생하는 폭풍우로 인해 더욱 심각하고 장기적인 피해를 입고 있다는 연구 결과가 나왔다. 폭풍우는 기후 변화로 이미 얇아지고 있는 해빙을 찢어 부수고, 동시에 따뜻한 심층수를 표면으로 끌어올린다. 이로 인해 해빙이 재생되는 것이 점점 더 어려워진다. 

▲ 북극 해빙은 이미 기후 변화로 인해 크게 줄어들었다. 연이은 폭풍은 상황을 더욱 악화시키고 있다. · 사진: © Alfred-Wegener-Institut / Stefan Hendricks

저기압은 구름, 강수, 강풍을 동반한다. 지구 기후에서 폭풍, 폭우, 해일을 일으키는 요인들은 북극에도 부정적인 영향을 미친다. 저기압은 종종 따뜻한 기단을 북극으로 이동시키고, 이 기단의 구름은 기온이 식는 것을 막는다. 또한, 폭풍우는 해빙을 찢고 유빙을 산산조각낸다.

그렇다면 여러 개의 저기압이 북극을 연달아 통과할 때는 어떤 일이 벌어질까? "유럽에서는 이러한 저기압 현상이 강풍, 폭우, 해안 해수면 상승 등으로 상당한 피해를 초래하는 경우가 많았다"고 포츠담에 있는 헬름홀츠 극지해양연구센터(AWI)의 수석 저자인 라르스 아우(Lars Aue)에는 설명했다. 하지만 이처럼 반복적으로 발생하는 저기압 시스템이 북극 해빙에 미치는 영향은 아직 체계적으로 연구되지 않았다.

반복되는 저기압 시스템은 두 배 더 파괴적이다.

아우에와 그의 연구팀은 이러한 연구 공백을 메웠다. 그들은 1979년부터 2024년까지 북극 해빙에 대한 기상 데이터와 위성 데이터를 분석했다. 아우에는 "우리는 북극에서 빠르게 연속적으로 발생하는 저기압 시스템을 감지할 수 있도록 기상 시스템 추적 알고리즘을 수정했다"며, "그런 다음 위성 이미지를 사용하여 이러한 저기압 집단이 지나가기 전과 후의 해빙 상태를 비교할 수 있었다"고 설명했다.

분석 결과, 저기압 시스템이 북극을 연속적으로 통과할 때 해빙에 훨씬 더 심각한 피해를 주는 것으로 나타났다. 라르스 아우에는 "북극 전체 평균적으로 저기압 집단은 일반적인 개별 저기압 시스템보다 해빙 면적을 약 두 배 더 많이 감소시킨다"고 보고했다. 베링해를 포함한 일부 지역에서는 이러한 연속적인 저기압 시스템이 겨울철에 동일한 수의 개별 저기압 시스템보다 6.8배 더 많은 해빙을 파괴한다.

▲ 패널 a와 d는 2004년부터 2024년까지의 한랭기(NDJFM, (a))와 온난기(MJJA, (d))에 대한 사이클론 군집 발생률(군집 내에서 발생하는 모든 사이클론의 비율)을 나타내며, 연한 파란색 선은 해빙 경계의 평균 위치(15% 평균 해빙 면적 등고선)를 나타낸다. 나머지 패널들은 유라시아 북극("Eur", 패널 (d)의 파란색 영역), 아메리카-아시아 북극("Am", 패널 (a)의 빨간색 영역), 캐나다 군도 지역("Can", 패널 (d)의 보라색 영역)에 대한 사이클론 군집의 절대 개수(b), 군집 발생률(e), 군집 크기(c), 군집 강도(f)의 연간 주기를 나타낸다. 회색과 노란색 음영은 각각 한랭기와 온난기에 해당하는 달을 강조한다. (출처: Published: 05 August 2026 / On the relevance of serial cyclone clustering for Arctic sea ice / nature communications)

재생 불가능

연구팀은 "저기압 시스템이 연이어 발생하는 횟수가 많고 그 강도가 강할수록 북극 해빙에 미치는 영향은 더욱 심각해진다. 이는 겨울과 여름 모두, 모든 지역에 적용된다"고 밝혔다. 그 이유는 해빙이 개별 폭풍으로부터 비교적 빠르게 회복되기 때문이다. 해빙에 생긴 틈은 며칠 안에 다시 얼어붙고, 때로는 폭풍 전보다 더 두껍고 넓어지기도 한다.

그러나 여러 저기압이 짧은 시간 안에 연이어 발생하면 해빙이 재생될 시간이 부족해진다. 지속적인 폭풍은 해빙을 반복적으로 파괴하고 있다. 특히 여름철에 이러한 저기압이 연이어 발생하면 해빙이 녹는 속도가 더욱 빨라진다. 위에서는 따뜻한 공기 덩어리가 지속적으로 유입되어 해빙을 녹이고, 아래에서는 따뜻한 심층수가 휘몰아치면서 유빙을 녹이기 때문이다.

▲ 북극 저기압 시스템이 해빙을 찢어놓고 유빙을 흩어지게 하고 있다. © Alfred-Wegener-Institut

이전보다 더 심각한 결과

또 다른 영향도 있다. 분석 결과, 북극에 저기압이 발생하는 빈도가 과거에 비해 크게 증가한 것은 아니지만, 북극 해빙에 미치는 피해는 오히려 더 커진 것으로 나타났다. 연구진은 이러한 현상이 부분적으로는 기후 변화가 해양에 미치는 영향 때문이라고 설명했다. 현재 해양은 더 따뜻해지고 성층화되어 있다. 폭풍이 해수를 휘몰아치면 해빙 아래쪽이 이전보다 더 많이 가열되어 해빙이 더 빨리 녹는다.

또 다른 이유는 해빙 두께의 감소다. 북극 온난화로 인해 해빙이 얇아지고 유동성이 높아져 폭풍이 해빙을 더 쉽게 파괴할 수 있게 되었다. "우리는 악순환에 빠질 수 있다. 해빙이 약해질수록 더 많은 저기압 집단이 해빙의 부피를 줄일 수 있고, 이는 다시 해빙을 더욱 약화시키는 결과를 초래할 것이다"고 아우에는 말했다.

제트기류 약화로 인한 저기압 발생 빈도 증가

이는 북극에 좋지 않은 소식이다. 앞으로 북극에서 폭풍우가 더욱 빈번하게 발생할 수 있기 때문이다. 아우에 연구팀은 "최근 관측에 따르면 이러한 저기압은 주로 대기 정체 현상에 의해 북극으로 유입된다"며, "하지만 이러한 대기 정체 현상은 앞으로 더욱 빈번해질 수 있다"고 설명했다. 이미 여러 연구에서 정체되거나 느리게 이동하는 저기압과 고기압 시스템을 특징으로 하는 기상 패턴이 증가하고 있다는 사실이 밝혀졌다.

그 원인은 제트기류, 즉 지구 날씨를 결정하고 해양과 육지를 가로지르는 저기압 및 고기압 시스템을 이동시키는 전 지구적인 폭풍대다. 기후 변화로 인해 제트기류가 약해지고 점점 더 큰 파동을 생성하고 있다. 이로 인해 저기압 시스템이 발달하고, 파동이 더 북쪽으로 확장되면서 북극에 더 자주 도달하게 된다.

출처: Lars Aue (Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research, Potsdam) et al., Nature Communications, 2026; doi: 10.1038/s41467-026-76245-5

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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