<사진. 북극 융해 연못의 이미지
출처. KISTI 미리안>
북극 해빙의 융해를 예측하는 새로운 방법
북극 해빙의 범위(Arctic sea ice coverage)는 2012년 여름 사상 최저치를 기록한 후 2014년 지속적으로 회복될 것이라고 영국 레딩 대학(University of Reading) 소속의 전문가들은 밝혔다.
레딩 대학 산하 기상학부(Department of Meteorology) 소속의 한대 기후 과학자들은 북극 9월 해빙 융해(Arctic September sea ice)가 최대치에 이르기 전 3개월에 대한 연간 여름철 융해의 크기를 예측하기 위하여 가장 능수능란한 예측 방안을 개발했다.
연구진은 매년 여름철 북극 해빙의 융해 크기를 예측하는 새로운 방안을 제안했다. 새로운 방안을 이용하여 해빙 표면에 대한 융해 연못(melt pond)의 크기와 범위를 분석하여 2014년 9월 해빙의 최소 영역(September 2014 sea ice minimum)이 540만 km2로 2013년 수준과 유사할 것이라는 전망을 2014년 6월 16일 공표했다. 이러한 수치는 490~590만 km2의 범주에 포함된다.
이 수치는 2012년 사상 최저치였던 340만 km2보다 훨씬 더 높은 수치인 한편, 아직까지 1981~2010년 평균치인 650만 km2보다 18% 더 낮은 수준으로 장기적인 감소가 지속되고 있다는 것을 암시하고 있다.
레딩 대학 산하 CPOM(NERC Centre for Polar Observation and Modelling)을 주도하는 Daniel Feltham 교수는 2014년 5월 북극 빙하 전역에 대한 예측 방법에서 핵심 요소인 상대적으로 적은 면적의 융해 연못이 관찰됐다고 밝혔다.
지난 5년과 비교했을 때, 북극은 더 차가운 대기 온도를 나타냈지만, 상응하는 지역에서 약간 더 두꺼운 얼음을 가지며, 이러한 사실은 융해 연못이 2014년에 빠르게 발달하지 않았다는 것을 의미한다고 Feltham 교수는 밝혔다.
일광을 반사시켜 우주로 훨씬 더 많이 되돌려 보내는 하얀색 얼음보다 표면 위 검은 물이 일광으로부터 더 많은 에너지를 흡수하기 때문에, 융해 연못은 연간 빙하 융해의 속도에 중요하다. 그러나 현재까지 물리적 기반 융해 연못 모델(physically-based melt pond model)은 확보되지 못했다.
북극 빙하의 감소에 대한 다른 속도는 완전히 일반적이고 예측된 것이라고 레딩 대학 산하 NCAS(National Centre for Atmospheric Science) 소속의 Ed Hawkins 박사는 밝혔다. 북극 9월 해빙 면적은 지속적으로 감소하고 있다. 이러한 감소의 강도는 과학 단체가 예측했던 것보다 더 큰 수준이다.
증가하는 북극 해양 활성에 따라, 북극 여름철 해빙에 대한 예측이 시급하게 요구되고 있다. 빙하의 계절적 예측에서 이전의 시도는 기술적 한계를 가지고 있다. 그러나 이 연구에서 연구진은 북극 해빙 최소치(Arctic sea-ice minimum)가 봄철에 융해 연못 면적으로부터 정확하게 예측될 수 있다는 것을 보여주었다.
연구진은 봄철 연못 비율과 9월 해빙 정도 사이의 강력한 상관관계를 발견했다. 이것은 양의 피드백 메커니즘에 의해 설명될 수 있다. 더 많은 연못은 알베도(albedo)를 감소시킨다. 더 낮은 알베도는 더 많은 융해를 유발하는 원인이 된다. 더 많은 융해는 연못의 비율을 증가시킨다. 연구진의 결과는 과거 10년 동안 북극 해빙 감소의 가속화를 설명하는 데 도움을 준다. 연구진이 제안한 새로운 융해 연못 모델의 투입이 북극에서 기후 모델과 미래 예보에 대한 기술을 개선하는데 유망하다.
최신 기후 모델은 북극 해빙이 21세기가 진행됨에 따라 점차 줄어들 것이라고 제안하고 있다. 만약 온실가스 배출이 현재의 속도 수준에서 지속적으로 증가한다면, 북극 해양은 약 40년 이내에 완전하게 얼음이 사라지게 될 것이라고 Hawkins 박사는 밝혔다.
그러나 이러한 장기적인 하향 동향이 일어나는 동안, 연구진은 해빙이 매우 빠르게 융해될 때 몇 년의 기간 동안 이러한 현상을 보게 될 것으로 예측하고 있으며, 상대적으로 안정적인 얼음 수준을 나타내는 것과 유사하여, 감소는 완만하게 일어날 것이라고 Hawkins 박사는 밝혔다.
2012년에 북극 빙하의 매우 낮은 수준을 확인하고 많은 사람들이 놀랐다. 만약 이러한 새로운 예측이 정확하다면, 감소가 보다 더 안정적인 기간 중 하나에서 임의로 나타나게 될 것이라는 것을 암시한다.
새로운 예보 시스템은 상당한 응용을 확보할 수 있다고 Feltham 교수는 밝혔다. 이 시스템은 북극을 통과하는 새로운 경로를 제공할 수 있는 기회를 찾고 있는 해운, 여행 및 오일 산업 등에 의해 사용될 수 있다고 Feltham 교수는 밝혔다.
또 이 연구가 지구 기후 모델이 보다 더 정확하게 구현될 수 있도록 도와줄 것이며, 기후가 수년 이내 및 수십 년 뒤 어떻게 변할 것인지에 대한 우리의 확신을 더욱 강화시킬 것이라고 Feltham 교수는 밝혔다.
오늘날 예보는 매년 6월 전 세계 과학자들로부터 9월 해빙 정도의 예측을 수집 및 분석하는 ARCUS(Arctic Research Consortium of the United States)의 해빙 예측 네트워크(Sea Ice Prediction Network)에 따르고 있다. 그러나 Feltham 교수는 그의 연구팀이 개발한 시스템이 모든 다른 방법과 비교했을 때 이례적인 기량으로 최근 분석을 보여주고 있다고 밝혔다. 분석은 2014년 5월 Nature Climate Change 저널에 발표됐다.
■ KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 http://mirian.kisti.re.kr