광고 창닫기

토네이도 예측 불가?···바다온도로 수개월 전 알아낸다

IBS 연구진, 봄철 기후와 토네이도 발생 관계 밝혀
그동안 2주 전 부정확한 예보가 전부···"발생 횟수 장기 예측 전망"
언제 닥칠지 알 수 없었던 북미 토네이도를 수개월 전에 예측할 방법이 나왔다.
 
IBS(원장 김두철)는 악셀 팀머만(Axel Timmermann) 기후물리연구단 단장 연구팀이 북미 토네이도 발생 횟수가 해수면 온도와 대규모 기압에 의해 조절됨을 확인했다고 22일 밝혔다.
 
주로 4월에 등장하는 토네이도는 최소 시속 100㎞로 빠르게 회전하는 바람이다. 문제는 해마다 다른 발생 횟수를 예측하기 어려워 피해가 크다는 것이다. 
 
장기 예측을 하려면 열용량이 크고 변화가 느린 해수면 온도와 토네이도의 관계를 밝혀야 한다. 그러나 지금까지는 그 원리를 설명할 수 없었다. 발생 1~2주 전에 낮은 신뢰도로 예보하는 게 전부였다. 
 
IBS 연구진은 빠르게 변하는 봄철 '기후'에 주목했다. 4~5월에는 수증기량이 2배 이상 증가한다. 지난 62년간 축적된 북미 토네이도 관측 자료와 모형 시뮬레이션을 분석한 결과, 4월의 경우 해수면 온도가 특정 패턴을 보이면 토네이도 횟수가 증가했다.
 
여기서 말하는 특정 패턴은 중앙 태평양 지역이 평년보다 따뜻하고 미국 서쪽 해안이 차가우며 멕시코만이 따뜻할 때 형성되는 '음의 태평양-북미 기압패턴'이다. 연구진은 이 패턴이 나타나면 4월에 멕시코만에서 다량의 수증기가 유입됨을 발견했다. 
 
이때 유입되는 수증기는 내륙의 강한 바람을 수직으로 회전시키는 연료 역할을 해 미국 동부 내륙에 슈퍼셀 뇌우와 토네이도를 만든다. 다시 말해, 특정 기압패턴이 멕시코만에서 수증기를 끌어와 토네이도를 강화한다는 것이다.
 
연구팀의 실험에서 해수면 온도의 영향력은 4월에 국한됐다. 4월에는 내륙에 수증기가 충분하지 못해 수증기가 토네이도 발생 횟수를 증가시키는 직접적인 원인이 된다. 하지만 5월에는 로키산맥 우측에 풍부한 수증기와 강한 회전성 바람이 있기 때문에 해수면 온도와 토네이도의 연관성이 사라진다.
 
연구팀은 이번 연구로 토네이도 예측을 수개월 앞당길 것으로 내다봤다. 이준이 연구위원은 "4월 해수면 온도 예측은 세계 여러 기후 모델링 센터에서 정기적으로 수행하고 있다"며 "이번 연구와 해수면 온도 예측값을 이용해 토네이도 발생 횟수를 장기 예측할 수 있을 것"이라고 설명했다.
 
추정은 연구위원은 "이번 연구로 대규모 기후 조건과 토네이도의 인과관계를 밝혔다"며 "기후변화가 북미 지역 토네이도에 어떻게 영향을 미치는지 슈퍼컴퓨터를 이용해 연구할 계획"이라고 말했다.
 
연구 결과는 학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advances) 8월 22일 자 온라인판에 실렸다.

4월 토네이도 활동을 강화시키는 대규모 해수면 온도 분포와 대기 순환 패턴. 붉은색은 평년보다 따뜻한 해수면 온도, 푸른색은 차가운 해수면 온도 지역을, 흰색은 고기압(H), 어두운색은 저기압(L)을 나타낸다. 해수면 온도 분포가 기압패턴을 발생시키고, 이는 수증기 수송을 증폭시킨다(붉은 화살표). 하단의 그래프는 미국 중남부 지역으로 유입되는 수증기의 월별 분포로 검정 선은 평년, 붉은 선은 4월에 대규모 기압패턴 발생 시를 나타낸다. <그림=IBS 제공>4월 토네이도 활동을 강화시키는 대규모 해수면 온도 분포와 대기 순환 패턴. 붉은색은 평년보다 따뜻한 해수면 온도, 푸른색은 차가운 해수면 온도 지역을, 흰색은 고기압(H), 어두운색은 저기압(L)을 나타낸다. 해수면 온도 분포가 기압패턴을 발생시키고, 이는 수증기 수송을 증폭시킨다(붉은 화살표). 하단의 그래프는 미국 중남부 지역으로 유입되는 수증기의 월별 분포로 검정 선은 평년, 붉은 선은 4월에 대규모 기압패턴 발생 시를 나타낸다. <그림=IBS 제공>

 
한효정 기자의 다른 기사 더보기
독자의견
로그인 독자분들의 소중한 의견은 과학과 국민을 잇는 밑거름이 됩니다
0/ 300자