적도부근 부표 띄워 해수온도 측정하면…여름폭염 봄에 예측한다

중장기 기후예측에 정확도 높은 해수관측

《#2015년 5월 태평양 동쪽 적도 부근. 망망대해에 떠 있는 부표가 바다 온도를 측정해 인공위성으로 보낸다. ‘수온이 점점 낮아지고 있다’는 정보다. ‘라니냐’가 의심되는 상황이다. 반대편인 태평양 서쪽 적도 부근에 떠 있는 부표도 수온이 높아지고 있다는 신호를 보낸다. 기상청은 이 같은 정보를 계산해 “3개월 뒤 한반도에 폭염이 찾아올 확률이 높다”고 전망한다. 예보를 접한 사람들은 무더위에 슬기롭게 대처하기 위해 ‘선풍기를 살까’ 등을 고민한다. 기업도 바빠졌다. 에어컨 같은 폭염 대비용 상품 생산을 늘려야 하기 때문이다. 2015년 여름 한반도에 폭염이 찾아왔지만 충분히 대비한 사람들은 큰 어려움 없이 여름을 지낸다.》

미국 해양대기청(NOAA) 소속 연구원들이 소형 고무보트를 타고 태평양 적도 해역에서 수온과 염도를 관측하는 적도 부표에 접근한 뒤 부표를 해양연구선 뒤에 장착된 크레인으로 끌어올리고 있다. 사진 제공 한국해양연구원

2010년 여름, 무더위가 맹위를 떨치고 있다. 5일에는 전국적으로 폭염주의보와 경보가 발령됐다. 기상청은 3일 이번 폭염의 원인을 “태평양에 나타난 라니냐 현상 때문”이라고 발표했다.

라니냐는 동태평양의 수온이 내려가며 반대쪽에 있는 인도네시아 해역의 수온이 올라가는 현상이다. 수온이 올라가면 강한 상승기류가 발생해 열에너지를 머금은 수증기를 하늘로 밀어 올린다. 올라간 열에너지는 북동쪽으로 이동한 뒤 한반도 남동쪽에 있는 북서태평양 해역에서 내려온다. 이곳이 북태평양고기압의 근원이 되는 지역이다. 기상청은 “한층 강해진 북태평양고기압이 세력을 넓히며 한반도를 뒤덮은 것이 폭염의 원인”이라고 해석했다.

이제 한반도 근처의 기상자료만 관측해서는 한파나 폭염 같은 이상기후를 예측하기 어렵다. 올해 초 발생한 한파는 멀리 떨어진 시베리아 대륙에서, 폭염은 멀리 떨어진 태평양에서 시작됐다. 기상청 기후예측과 김지영 기상연구관은 “폭염, 태풍, 가뭄 같은 이상기후는 해양 환경과 함께 다른 여러 변수가 작용해 예측이 쉽지 않다”면서도 “해수 특성을 정확히 파악하고 변화를 예측하면 3개월∼5년 뒤를 내다보는 중장기 기후예측의 정확성을 높일 수 있다”고 설명했다.

해수 온도나 염도 측정에 인공위성이 사용되기는 한다. 하지만 현재는 주로 바다에서 직접 자료를 모으는 관측 부표가 더 많이 쓰인다. 인공위성은 수면에 가까운 표층수온 위주로 관측하지만 부표는 해저까지 측정할 수 있는 센서를 통해 입체적 관측이 가능하기 때문이다. 이런 자료를 빨리 분석할 수 있다면 폭염 같은 이상기후 등 각종 예측의 신뢰성을 높일 수 있다.

부표 중 태평양에서 발생하는 ‘라니냐’나 ‘엘니뇨’를 파악하는 것은 미국 해양대기청(NOAA)이 운용하는 ‘열대대기해양(TAO)’ 관측 부표다. TAO 부표는 동경 165도, 180도, 서경 170도 등 8개 경도선상에 적도를 기준으로 북위 8도∼남위 8도에 이르는 약 2000km 구간에 일정 간격으로 6, 7개씩 떠 있다.

일정시간마다 수온-염도 측정 3개월~5년뒤 내다보기 가능
美-日등 태평양에 부표 운영 3~4년후엔 한국도 참여 계획

현재 태평양에서 이런 부표를 운용하는 나라는 미국과 일본뿐이다. 인도네시아는 미국이 설치한 부표 1개를 관리한다. 부표에서 측정한 자료는 실시간으로 공개되지만 일부 자료는 확보에 시간이 걸린다. 미국이나 일본을 제외한 다른 나라가 해양 환경 자료를 기상 예측에 즉시 활용하기 어려운 것도 이 때문이다.

3∼4년 뒤에는 우리나라도 1개 경도선 내의 2000km에 걸친 부표 7개를 운용할 수 있을 것으로 보인다. 해양 자료에 대한 접근에 용이해지는 셈이다. 한국해양연구원 이재학 기후연안재해연구부장은 “NOAA가 자국에서 멀리 떨어진 동경 165도의 부표를 관리해주기를 요청하고 있다”며 “2014년 대형해양연구선이 완성되고 관련 예산이 확보되면 참여할 계획”이라고 밝혔다.

해양연은 이를 위해 올해 3∼5월 기후연안재해연구부의 기술원 2명을 태평양에 파견해 TAO 부표를 점검하고 교체하는 훈련을 실시했다. 김선정 기술원은 “NOAA 소속 해양연구선을 타고 서경 140도와 125도 선에 설치된 부표를 점검했다”며 “운용 실태를 파악하고 선진 기술을 얻는 데 도움이 됐다”고 밝혔다.

해양연 이재학 부장은 “우리나라가 적도 부표 일부를 관리하게 되면 순수한 관측 원자료를 빨리 구할 수 있다”며 “해양예측모델이나 기후예측모델에 활용해 예보의 신뢰도도 높일 수 있다”고 전했다. 기상청 김지영 연구관도 “최근 기후예측은 해양관측자료를 기후예측모델에 적용하는 기술에 많이 좌우된다”며 “국내 기상청도 선진기술을 갖고 있는 외국 기상청과 협력해 기술을 확보하려고 노력 중”이라고 덧붙였다.

전동혁 동아사이언스 기자 jermes@donga.com