<사진. 위성관측에서 얻어진 대조기(a)와 소조기(b)의 해면수온 공간분포
출처. KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』>

 
해면수온 변화에 의한 해상 대기 변화

- 하계의 세토내해 해상의 기온 및 바람은 해양 조석과 동기하여 대조기에는 기온이 낮고, 바람이 약하게 된다는 것을 발견: 기상예보의 정도 향상에 기대

큐슈대학 응용역학연구소 동아시아해양대기환경연구센터 연구그룹은 하계 세토내해 상의 기온 및 풍속분포 데이터를 위성관측, 현장관측으로부터 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 해석하여 조류가 빠른 연안지역에서 나타나는 대조기, 소조기의 주기적인 해면 수온변화가 해상대기의 변화에 영향을 미치는 것을 세계에서 처음으로 밝혀내었다.

기온 및 풍속의 변화가 해류 및 수온을 변화시킨다는 것과 같이 대기의 변화가 바다에 미치는 영향은 지금까지의 기상학 및 해양학에서는 잘 알려져 있다. 그런데 최근 위성관측기술의 발달에 의해 해류 및 수온의 변화도 대기에 영향을 미친다는 것이 해명되었다. 단, 대기에 미치는 해양의 영향에 착안한 연구의 대부분은 대기와 해양의 현상이 모두 큰 시공간 규모를 가진 외해양을 대상으로 하고 있으며, 세토내해와 같은 소규모 연안지역이 대기에 미치는 영향을 증명한 연구사례는 상당히 적다.

세토내해는 대조기 및 소조기에 조류의 강도가 크게 다르며, 그에 따라 해수 혼합의 정도도 변화된다. 한편 하계 세토내해는 해면부근이 가장 따뜻하고, 깊어질수록 차가워지는 특징을 가지고 있다. 그리고 조류가 빠른 해수 혼합이 활발한 대조기에는 깊은 층의 냉수와 혼합되어 해면수온이 저하되고, 반대로 소조기에는 상승하는 주기적인 변화가 나타난다. 연구팀은 이러한 하계 세토내해의 대조/소조에 의한 주기적인 해면수온 변화와 대기의 응답에 착안하였다.

본 연구그룹은 우선 세토내외 대부분의 해역에서 대조기에는 해면수온이 차갑고, 소조기에는 따뜻하다는 것을 위성관측 데이터로 확인하였다. 그 후 이 수온변화에 대한 대기의 응답을 조사하기 위해 대조기와 소조기의 해면수온 분포에 영향을 미친 대기순환의 컴퓨터 시뮬레이션을 대조기와 소조기에 실시하였다. 그 결과 해면수온이 높은 소조기에는 해상기온도 높아지고, 이것이 의해 대기 하층이 불안정하게 되어 연직대류가 발달하여 상공의 강풍과의 혼합이 진행됨으로써 해상풍이 가속된다는 것과, 반대로 대조기의 해상기온은 낮아 결과적으로 해상풍이 감속된다는 것을 밝혀내었다. 또한 이 해면수온 변화에 대한 대기의 응답은 시뮬레이션뿐만 아니라 현장관측에서도 관측되었으며, 세토내해의 해상뿐만 아니라 육역에도 확대된다는 것을 발견하였다.

본 연구의 결과는 대조기/소조기에 변동하는 연안지역의 수온정보가 국지적인 기상예보의 정도향상에 유용하다는 것을 시사하고 있다. 또한 이 연구에서는 세토내해에 착안하였지만, 대조/소조 주기의 해황변화는 세계 연안지역에 보편적이며, 본 연구가 밝혀낸 국지적인 대기응답은 세계 중의 연안지역에서도 발생하고 있을 가능성이 높다고 생각된다. 앞으로는 하계의 세토내해에서 대조기와 소조기에 의해 변화하는 해면수온이 해륙풍 및 강수에 미치는 영향과 이 해면수온의 주기변화가 만들어 내는 대기응답이 다시 바다에 영향을 미치는 피드백 과정에 관하여 조사할 예정이다.

■  KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 http://mirian.kisti.re.kr