폭염-혹한 지구 극단적 날씨변화 원인… “지구온난화-자연변동 둘 다 맞다”

영국 연구진 근거 제시

북극 대류권에 부는 최대 지름 6000㎞의 ‘극 소용돌이(Polar Vortex)’가 약해지면 찬 공기가 중위도까지 밀고 내려와 한파가 불어닥친다. 과학자 사이에선 수년 사이 겨울 한파가 심해진 이유가 지구온난화 때문인지 혹은 자연적인 기후 변화 때문인지를 놓고 논쟁이 있었다. 동아사이언스DB

미국항공우주국(NASA)은 올해 7월이 기상 관측을 시작한 1880년 이후 ‘가장 뜨거운 달’이었다고 8월 16일 밝혔다. 작년 10월부터 10개월 연속 최고 기온을 기록하고 있는 셈이다. 8월 또한 역대 최고 기온이었을 가능성이 높다.

가을이 오며 폭염의 기세는 한풀 꺾였지만 과학계에서 기상이변의 원인을 둘러싼 논쟁은 더 뜨거워졌다. 여름 한철 문제가 아니라 당장 다가올 겨울도 이상기온을 겪을 우려가 높다. 여름엔 폭염이, 겨울엔 혹한이 찾아오는 극단적인 날씨 변화가 잦기 때문이다.

학자들 사이에선 ‘극단적인 날씨 변화는 지구온난화로 대기의 균형이 깨졌기 때문’이라는 주장과 ‘지구 기후가 자연스럽게 변하는 자연 변동’ 때문이라는 주장이 맞선다.

실제로 북극은 점점 따뜻해져 온도가 올라가는데 한국, 유럽, 미국 등이 속한 중위도 지방엔 강추위와 폭설이 맹위를 떨치고 있다. 작년 겨울 북극의 기온은 115년 만에 최고치를 찍었으나 중국 네이멍구는 영하 40도 아래로 내려갔고 미국 동부 지역엔 100cm가 넘는 눈이 쌓였다. 일견 모순돼 보이는 이런 현상을 자연 변동과 지구온난화로 각각 설명하는 학설이 충돌하고 있다.

이를 두고 “자연 변동과 지구온난화의 영향을 둘 다 인정해야 한다”는 연구 결과도 발표됐다. 이분법을 거두고 두 가지 모두에서 근거를 찾아야 한다는 주장이다.

테오도르 셰퍼드 영국 레딩대 기상학과 교수팀은 과학저널 ‘사이언스’ 9월 2일자에 논문을 발표하고 지구 기온 변화가 자연 변동과 지구온난화의 영향을 모두 받는다는 근거를 제시했다.

우선 지구온난화의 영향은 명백한 걸로 보인다. 북극 기온이 올라가 얼음이 급격히 녹기 시작한 1990년대부터 중위도 지방이 추워지기 시작했기 때문이다. 1990년대 이전과는 확연히 다른 모습이다.

이 까닭을 셰퍼드 교수팀은 극지방 대기권에 부는, 최대 지름이 6000km에 이르는 강한 바람인 ‘극 소용돌이(Polar Vortex)’의 약화에서 찾았다. 극 소용돌이는 극지방의 차가운 공기가 다른 곳으로 빠져나가지 못하게 막는데, 지구온난화로 북극 기온이 올라가면서 상황이 달라졌다. 극지방과 중위도 사이의 온도 차가 줄어들면서 극 소용돌이가 약해지고, 이를 틈타 북극의 차가운 공기가 남하해 중위도가 추워지는 것이다.

하지만 셰퍼드 교수팀은 태평양의 수온이 오르락내리락할 때 극 소용돌이의 궤도도 들쑥날쑥하게 변하는 소위 ‘북극진동’ 현상은 자연적인 기후 변동의 영향도 함께 있다고 분석했다.

연구진은 이 원인을 태평양 표면온도에서 찾았다. 태평양 온도는 주기적으로 변하는데, 이 온도가 극 소용돌이의 궤도에 영향을 미친다. 즉, 기후 변화를 촉발한 건 지구온난화지만, 이 변화가 불규칙하게 이어지는 건 자연적인 원인이 크다고 분석했다.

셰퍼드 교수는 “자연 변동과 지구온난화 중 어떤 것이 기상이변의 원인이냐는 질문은 잘못된 것”이라며 “그보다 어떤 것이 중위도 한파에 더 많은 영향을 미치느냐고 질문하는 편이 더 낫다”고 말했다.
　
변지민 동아사이언스 기자 here@donga.com