엘니뇨와 한반도 기후 변화

2023년 가을, 기상청이 "역대급 엘니뇨"를 예보했을 때 많은 사람들이 반신반의했다. 하지만 그해 겨울 서울의 12월 평균기온은 평년보다 2도 가까이 높았고, 이듬해 여름 장마는 예년보다 열흘 가까이 늦게 시작됐다. 태평양 적도 부근 바닷물 온도가 몇 도 오르내리는 현상이 어떻게 한반도 날씨를 이렇게까지 흔들어놓을 수 있는지, 그 연결고리를 따라가 보면 지구 기후 시스템이 얼마나 촘촘히 얽혀 있는지 실감하게 된다.

엘니뇨는 남미 페루·에콰도르 앞바다에서 몇 년에 한 번씩 표층 수온이 평년보다 0.5도 이상 높은 상태가 5개월 넘게 지속되는 현상을 말한다. 이름은 스페인어로 '아기 예수'라는 뜻인데, 크리스마스 무렵 나타나는 경우가 많아 페루 어부들이 붙인 이름이다. 반대로 수온이 낮아지면 라니냐라고 부른다. 기상청과 미국 해양대기청(NOAA)은 니뇨 3.4구역이라는 특정 해역의 해수면 온도 편차를 기준으로 엘니뇨·라니냐를 공식 판정한다.

한반도가 이 현상에 영향을 받는 경로는 직접적이지 않고 대기 원격상관(teleconnection)이라는 간접 경로를 탄다. 적도 태평양 해수온이 오르면 그 위 대류 활동이 강해지고, 이게 대기 상층의 제트기류 흐름을 바꾸면서 동아시아 몬순 패턴 전체가 재배치된다. 국립기상과학원 분석에 따르면 엘니뇨 발달기(여름~가을)에는 북태평양고기압 확장이 지연되면서 장마전선이 예년보다 오래 정체하는 경향이 있고, 반대로 겨울철에는 시베리아고기압이 약화돼 한파 강도가 완화되는 패턴이 통계적으로 나타난다. 다만 이건 어디까지나 '경향'이지 법칙은 아니다. 2009-2010년 겨울처럼 엘니뇨 시기인데도 한반도에 기록적 한파와 폭설이 몰아친 예외 사례도 있어서, 학계에서도 엘니뇨-한반도 겨울철 상관관계는 여름철만큼 뚜렷하지 않다는 지적이 꾸준히 나온다.

더 논쟁적인 지점은 엘니뇨 발생 빈도와 강도 자체가 지구온난화로 바뀌고 있느냐는 문제다. IPCC 6차 평가보고서는 온난화가 지속될 경우 강한 엘니뇨·라니냐 사건의 발생 빈도가 늘어날 가능성이 높다(likely)고 평가했지만, 개별 엘니뇨 사건의 강도 변화까지 온난화 탓으로 못박기는 어렵다는 신중론도 함께 담았다. 즉 "엘니뇨가 기후변화 때문에 세졌다"는 단정은 과학적으로 아직 조심스러운 영역이라는 뜻이다. 그럼에도 2023-2024년 엘니뇨가 관측 사상 가장 더운 해를 만드는 데 일조했다는 점, 그리고 그 여파가 한반도의 이상고온·집중호우 패턴과 겹쳐 나타났다는 점은 기상청 통계로도 확인된다. 결국 엘니뇨는 한반도 기후를 '결정'하기보다 이미 진행 중인 온난화 추세 위에 변동성을 얹어 극단적 계절을 더 자주, 더 세게 만드는 증폭기 역할을 한다고 보는 게 현재 기후과학계의 대체적인 해석이다.

판정 기준 및 대기 원격상관 체계

엘니뇨는 남미 페루와 에콰도르 연안의 표층 수온이 평년보다 0.5도 이상 높은 상태가 5개월을 초과하여 지속되는 현상이다. 기상청과 미국 해양대기청(NOAA)은 니뇨 3.4구역 해역의 해수면 온도 편차를 측정하여 엘니뇨와 라니냐를 공식 판정한다. 엘니뇨가 한반도 기후에 미치는 영향은 대기 원격상관(teleconnection) 메커니즘을 통해 단계적으로 전달된다. 첫째, 적도 태평양의 해수면 온도가 상승한다. 둘째, 해수면 온도 상승에 따라 상공의 대류 활동이 강화된다. 셋째, 강화된 대류 활동이 대기 상층 제트기류의 흐름을 변화시킨다. 넷째, 제트기류의 흐름 변화가 동아시아 몬순 패턴 전체를 재배치하여 한반도 대기 순환에 간접적인 변화를 유발한다.

계절별 영향과 통계적 한계

국립기상과학원의 분석에 따르면 엘니뇨 발달기인 여름철과 가을철에는 북태평양고기압의 확장이 지연된다. 북태평양고기압 확장 지연으로 인해 장마전선이 예년보다 오랜 기간 정체하는 경향이 나타난다. 겨울철에는 시베리아고기압이 약화되는 변화가 발생한다. 시베리아고기압 약화에 따라 한반도 한파의 강도가 완화되는 통계적 패턴이 확인된다. 이러한 계절별 영향은 통계적 경향성에 해당하며 절대적인 법칙으로 성립하지는 않는다. 2009년부터 2010년까지 이어진 겨울철에는 엘니뇨가 발생한 시기였음에도 한반도에 기록적인 한파와 폭설이 발생한 예외 사례가 존재한다. 이에 따라 학계에서는 엘니뇨와 한반도 겨울철 날씨 사이의 상관관계가 여름철에 나타나는 상관관계만큼 뚜렷하지는 않다는 분석이 나온다.

지구온난화와의 상관관계 및 과학적 평가

기후과학계에서는 온난화와 엘니뇨의 상호작용에 대해 지속적인 분석을 진행하고 있다. IPCC 6차 평가보고서에 따르면 온난화가 지속될 경우 강한 엘니뇨 및 라니냐 사건의 발생 빈도가 증가할 가능성이 높은 것으로 평가된다. 다만 개별 엘니뇨 사건의 강도 변화를 온난화의 영향으로 확정하기는 어렵다는 신중론도 함께 제기된다. 기상청 통계에 따르면 2023년부터 2024년까지 이어진 엘니뇨는 관측 사상 가장 높은 기온을 기록하는 과정에 기여한 것으로 확인된다. 이 과정에서 엘니뇨의 영향은 한반도의 이상고온 및 집중호우 패턴과 중첩되어 나타났다. 현재 기후과학계에서는 엘니뇨가 한반도 기후 조건을 단독으로 결정하기보다, 진행 중인 온난화 추세에 변동성을 더하여 극단적인 기상 현상의 발생 빈도와 강도를 높이는 역할을 하는 것으로 해석하고 있다.

물리적 특성 및 관측 기준

엘니뇨는 적도 태평양의 표층 수온이 주기적으로 상승하여 대기 순환을 변화시키는 해양 현상이다. 이 현상은 지구 기후 시스템의 상호작용을 분석하고 계절별 기상 변화를 예측하는 데 활용된다. 남미 페루와 에콰도르 연안의 표층 수온이 평년보다 0.5도 이상 높은 상태가 5개월을 초과하여 지속될 때 엘니뇨로 규정된다. 반대로 해당 해역의 수온이 평년보다 낮아지는 현상은 라니냐로 분류된다. 기상청과 미국 해양대기청(NOAA)은 니뇨 3.4구역 해역의 해수면 온도 편차를 관측 지표로 사용하여 두 현상을 공식 판정한다. 엘니뇨라는 명칭은 스페인어로 '아기 예수'를 뜻하며, 크리스마스 시기에 출현하는 빈도가 높아 페루 어부들에 의해 명명된 것으로 알려졌다.

원격상관 전달 단계와 기상 변화 체계

대기 원격상관은 적도 해역에서 발생한 열적 변화가 대기 순환을 거쳐 원거리 지역으로 전파되는 간접적 상호작용 메커니즘이다. 이 메커니즘은 한반도를 포함한 동아시아 지역의 계절별 기상 변동 과정을 설명하는 체계로 적용된다. 전달 과정은 원인, 중간 변화, 최종 결과의 순서로 전개된다. 첫째, 적도 태평양의 해수면 온도가 상승한다. 둘째, 해수면 온도 상승에 따라 해역 상공의 대류 활동이 강화된다. 셋째, 강화된 대류 활동이 대기 상층 제트기류의 흐름 경로를 변화시킨다. 넷째, 제트기류의 경로 변화가 동아시아 몬순 패턴 전체를 재배치하여 한반도 대기 순환에 간접적인 변화를 형성한다. 이 과정은 국지적 직접 전달이 아닌 대기 순환계를 경유하는 간접 경로로 작동하는 특징을 가진다.

발달기·겨울철 변동 요인과 상관성 한계

국립기상과학원의 관측 분석에 따르면 계절별 기압계 변화는 시기별로 구분되어 나타난다. 여름철과 가을철에 해당하는 엘니뇨 발달기에는 북태평양고기압의 확장이 지연되는 현상이 일어난다. 북태평양고기압의 확장 지연은 장마전선의 정체 시간을 증가시키는 요인으로 작용한다. 2024년 여름 장마는 예년 대비 열흘 가까이 늦게 시작된 사례가 관측되었다. 겨울철에는 시베리아고기압의 세력이 약화되는 변화가 일어난다. 시베리아고기압의 약화는 한반도 한파의 강도를 완화시키는 통계적 패턴으로 이어진다. 2023년 12월 서울의 평균기온은 평년 대비 약 2도 높은 수치로 기록되었다. 이러한 계절별 변화는 통계적 경향성으로 파악되며 일정한 인과법칙으로 단정되지 않는다. 2009년부터 2010년까지의 겨울철에는 엘니뇨가 발생한 기간이었음에도 한반도에 기록적인 한파와 폭설이 발생한 예외 사례가 존재한다. 이에 따라 학계에서는 엘니뇨와 한반도 겨울철 기후 사이의 상관관계가 여름철에 관측되는 상관관계에 비해 명확하지 않다는 지적이 제기된다.

지구온난화 상호작용 및 기후 변동성 증폭

IPCC 6차 평가보고서는 온난화가 지속될 경우 강한 엘니뇨 및 라니냐 사건의 발생 빈도가 증가할 가능성이 높은(likely) 것으로 평가하였다. 다만 개별 엘니뇨 사건의 강도 변화를 온난화의 직접적인 결과로 확정하기는 어렵다는 신중론이 학계에서 함께 제기된다. 온난화와 개별 엘니뇨 강도 사이의 직접적 인과관계는 과학적으로 확정되지 않은 연구 영역으로 분석된다. 기상청 통계에 따르면 2023년부터 2024년까지의 엘니뇨는 관측 사상 최고 기온을 기록하는 데 일조한 것으로 확인된다. 이 시기 엘니뇨의 여파는 한반도의 이상고온 및 집중호우 패턴과 중첩되어 발현되었다. 기후과학계에서는 엘니뇨가 기후 상태를 단독으로 결정하는 독립 원인이 아니라, 진행 중인 온난화 추세 위에 변동성을 부가하여 극단적 기상 현상의 빈도와 강도를 높이는 증폭 요인으로 기능하는 것으로 해석하고 있다.