2주 동안 한국 얼린 북극한파…기후변화가 불러온 ‘투모로우’?

음의 북극진동 개념 모식도./사진=기상청 제공

최근 2주간 평균기온이 관측 사상 최저치를 기록했다. 북극에서부터 내려온 한기의 영향으로 이른바 ‘북극한파’가 한반도를 덮쳤기 때문인데 기후변화가 한반도의 겨울 추위를 강화시킨다는 분석이 나온다.

27일 기상청에 따르면 지난 14일부터 전날까지의 평균기온은 섭씨 영하 4.2도로 1973년 이래 최저였다. 서울의 한강은 크리스마스 당일인 지난 25일 공식적으로 결빙됐는데 이는 평년보다 16일 빠른 현상이다.

또 이달 중순과 하순 서해안과 제주도를 중심으로 많은 눈이 내렸다. 이 시기 광주광역시에는 일 신적설을 기준으로 관측 사상 두번째로 많은 눈이 내렸다. 광주에는 지난 23일에만 일최심신적설이 32.9㎝를 기록했다. 2005년 이후 두번째로 많은 양이다. 그 외 지역에는 지난 24일 오전 7시 기준 충남 서천 28.0㎝, 복흥(전북 순창) 58.7㎝, 전남 장성 32.4㎝, 사제비(제주산간) 92.4㎝, 삼각봉(제주산간) 76.2㎝, 울릉도 34.9㎝ 등 눈이 내렸다.

지속된 한파는 북극진동이 음의 진동으로 돌아섬에 따라 북극에 묶여있던 찬공기가 한반도가 위치한 중위도로 남하하면서 찾아왔다. 북극진동은 제트기류의 영향으로 차가운 공기가 북극에서 소용돌이 치는 현상이다. 북극진동이 양의 진동을 유지할 때는 찬공기가 북극 지역에 묶여있게 된다. 1개월 가량 양의 진동을 유지하던 북극진동이 음의 진동으로 돌아서면서 이달 초부터 북극 한기가 본격적으로 남하했다.

양의 북극진동 모식도./사진=기상청 제공

북극에서부터 한기가 내려오면서 한파가 찾아오는 것은 계절 변화에 따른 일반적인 현상이지만 기후변화가 이 추위의 세력을 강화시켰다는 분석이 나온다. 북극을 둘러싼 제트기류는 ‘온도풍’으로 저위도와 중위도의 온도 격차가 낮아지면 세력이 약해진다. 온도 차가 낮아지면 북극의 찬 공기를 가둔 한대전선인 제트기류가 힘을 축 늘어트리며 북극한파를 중위도까지 확장시킨다. 통상 저위도와 중위도의 온도 격차가 낮아지는 겨울철 찾아오는 일반적인 계절 변화로 꼽힌다.

하지만 기후변화는 북극 한기가 강한 세력을 유지한 채 한반도로 남하하기 좋은 조건을 조성했다. 녹아내린 해빙과 한반도 주변의 해수온도 상승이 북극한파가 남하하는 통로 역할을 했다는 얘기다.

(좌)최근 북극 해빙 분포. 갈색선은 평년의 해빙면적 범위. (우)12월 1~24일 기준 바렌츠해 해빙면적 연도별 순위./사진=기상청 제공

먼저 해빙 감소다. 한반도 겨울 날씨에 영향을 주는 북극 바렌츠해 해빙 면적은 이달 1~24일 기준 관측 사상 네 번째로 낮은 수치를 기록했다. 해빙이 감소하면 해수면의 면적은 그만큼 늘게 되고 물은 얼음보다 열에너지를 잘 흡수하는 성질을 띤다. 이에 따라 수증기가 늘면서 이 지역에는 저기압부가 형성된다.

이렇게 형성된 저기압부는 인접한 시베리아 고기압의 세력을 강화시킨다. 일반적으로 한반도에 찾아오는 겨울 계절풍은 시베리아 지역에서부터 불어오는 북서풍인데 이 바람이 북극의 한기를 머금고 한반도를 향해 남하하는 것이다. 오재호 부경대 환경대기학과 명예교수는 “북극이 더워지면 음의 북극진동이 강해지는 경향이 있다”고 말했다.

다른 원인으로 지목되는 것은 2020년 8월 이후 올해까지 3년째 지속되고 있는 라니냐다. 라니냐는 무역풍이 강해지며 서태평양 적도 부근엔 두꺼운 온수층이 형성되고 동태평양의 온수층은 얕아지는 현상이다. 현재 엘니뇨 감시구역인 적도 태평양 지역의 해수면 온도는 평년대비 0.8℃ 낮은 상태가 지속되고 있다. 라니냐가 3년 연속 발생하는 ‘트리플딥’이 관측된 것은 21세기 들어 처음 있는 일이다.

지난 11~17일 기준 전지구 해수면 온도 분포./사진=기상청 제공

반면 현재 한반도 주변 해수면의 온도는 평년보다 1.1℃ 높은 수준이다. 수온이 올라가면 공기중으로 유입되는 수증기의 양이 늘어 저기압을 발달시킨다. 라니냐 시기에는 일본 남동쪽 해상에 저기압이 발달하게 되고 그 서쪽에 위치한 우리나라로 북풍계열의 차고 건조한 공기가 유입되는 경향이 있다. 바람은 고기압에서 저기압으로 흐르기 때문에 북서쪽에서 유입된 찬공기가 잘 흐르도록 길을 열어준 셈이다.

기상청 관계자는 “기후변화는 북극에서 찬공기가 내려올 때 그 강도를 강하게 만들어줄 수 있다”며 “이에 따라 추위가 한번 찾아오면 예전보다 더 춥고 강한 구조를 만드는 것으로 본다”고 밝혔다.

한편 기상청은 이달 말까지는 평년과 비슷하거나 낮은 기온이 지속될 것으로 봤다. 또 내년 1월 전반까지 기온은 평년과 비슷하거나 낮을 것으로 전망했다. 1월 후반쯤에는 기온이 평년 수준을 회복하겠다.