중앙태평양 엘니뇨가 발생한 해의 겨울에는 북반구 겨울 기후의 예측 정확도가 높아질 수 있다는 연구 결과가 나왔다.   

지구환경도시건설공학과 이명인 교수 연구팀은 한국과학기술연구원(KIST), 영국 기상청 해들리센터와의 공동 연구를 통해 중태평양에서 발달하는 엘니뇨가 겨울철 북대서양진동(NAO)의 예측 정확도를 크게 높이는 현상과 원인을 규명했다.   

북대서양진동(North Atlantic Oscillation, NAO)은 북극의 찬 공기를 가두는 제트기류의 강도를 좌우하는 대기 순환 패턴이다. 북반구 한파와 폭설에 큰 영향을 미치지만 해마다 변동 폭이 커 한 달 뒤 상황조차 예측하기 어렵다.  

연구에 따르면, 중앙태평양 엘니뇨가 발생한 겨울에는 북대서양진동을 훨씬 더 잘 예측할 수 있었다. 여러 계절 예측 시스템이 11~12월에 내놓은 이듬해 1~2월의 NAO 예측값을 실제 관측과 비교한 결과, 전체 분석 기간의 예측 상관계수는 0.48이었지만 중앙태평양 엘니뇨가 발생한 겨울에는 0.78까지 높아졌다. 이 수치가 1에 가까울수록 해마다 달라지는 NAO의 변화를 잘 예측했다는 뜻이다.   

연구진은 이러한 차이가 중앙태평양 엘니뇨가 북태평양 수온과 북대서양 대기 사이의 연결을 강화하기 때문인 것으로 분석했다. 중앙태평양 엘니뇨가 발생하면 알래스카와 하와이 사이 알류샨 열도 남쪽 바다, 즉 북태평양의 수온 변동이 커지면서 저기압이 주로 발달하고 이동하는 경로인 ‘스톰트랙’의 위치와 세기도 바뀐다.   이 스톰트랙 변화가 제트기류의 변화와 맞물려 북미를 거쳐 북대서양까지 이어진다는 것이다. 북태평양 수온은 대기보다 천천히 변해 비교적 오래 유지되기 때문에, 북태평양 수온과 북대서양 대기의 연결이 강해질수록 이후 NAO 변동을 미리 가늠할 수 있는 단서도 강하게 나타나게 된다.    

제1저자인 김기욱 연구원은 “북대서양은 대기의 자연 변동성이 매우 강해 기후 모델이 예측 가능한 신호를 충분히 포착하기 어려운 지역인데 중태평양 엘니뇨가 발생할 때 강화되는 원격상관으로 NAO를 예측할 수 있는 ‘기회의 창’이 열리는 셈”이라고 설명했다. 원격상관은 멀리 떨어진 두 지역의 기후 현상이 대기나 해양의 흐름을 통해 서로 연결돼 함께 변하는 현상이다.   

기후 모델이 이러한 예측 단서를 충분히 반영하지 못하고 있다는 점도 확인됐다. 중앙태평양 엘니뇨가 발생한 겨울에는 실제 관측과 비교한 NAO 예측 성능이 크게 높아졌지만, 여러 차례 기후 모델을 돌린 결과에서 계산한 예측 가능한 신호의 크기는 그만큼 증가하지 않은 것이다. 실제 대기가 기후 모델 내부에서 나타나는 것보다 더 잘 예측되는 이러한 현상을 ‘신호 대 잡음 역설’이라고 한다. 연구진은 북태평양 수온과 북대서양 대기 사이의 연결을 기후 모델이 실제보다 약하게 표현하는 것이 신호 대 잡음 역설의 한 원인일 수 있다고 분석했다.   

이명인 교수는 “엘니뇨의 발생 위치와 위상에 따라 달라지는 원격상관을 기후 모델에 정확하게 반영하는 것이 겨울철 예측 성능을 높이는 데 중요하다”며 “이번에 규명한 북태평양과 북대서양 사이의 원격상관 과정을 기후 모델이 보다 잘 재현한다면 북대서양진동뿐 아니라 한파와 폭설 등 겨울철 이상기후의 장기 전망을 개선하는 데도 도움이 될 것”이라고 설명했다.   

이번 연구 결과는 세계적 권위지 네이처(Nature)의 지구·환경과학 분야 자매지인 ‘커뮤니케이션스 어스 앤드 인바이런먼트(Communications Earth & Environment)’에 8월 27일 공개됐다.   

연구 수행은 기상청의 ‘기후위기 대응 국가기후예측시스템 개발’ 사업과 과학기술정보통신부의 한국연구재단(NRF) 사업(RS-2026-25492386)의 지원을 받아 이뤄졌다.