적도 태평양의 해수 온도가 크게 바뀌면 다음 해 겨울 추위 예측이 더 정확해질 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

울산과학기술원(UNIST)은 지구환경도시건설공학과 이명인 교수팀이 영국 기상청 해들리센터와 공동 연구를 통해 엘니뇨와 라니냐가 서로 전환되는 시기에 겨울 날씨를 좌우하는 북대서양진동(NAO)의 예측 정확도가 크게 높아지는 현상을 규명했다고 26일 밝혔다.

북대서양진동은 북극의 찬 공기를 가두는 제트기류의 강도에 영향을 미치는 대기 순환 패턴이다.

북반구 한파와 폭설에 큰 영향을 미치지만 해마다 변동 폭이 커 한 달 뒤 상황도 예측하기 어렵다.

연구팀은 엘니뇨에서 라니냐로, 라니냐에서 엘니뇨로 바뀌는 해에는 다음 해 겨울 기후 모델의 북대서양진동 예측 성능을 나타내는 상관계수가 0.60까지 높아지는 것을 확인했다.

반면 엘니뇨나 라니냐 상태가 계속 유지되는 해에는 상관계수가 0.03 수준에 머물렀다.

엘니뇨는 적도 태평양의 해수면 온도가 평년보다 높아지는 현상이고, 라니냐는 반대로 해수면 온도가 낮아지는 현상이다.

연구팀은 해수 온도 변화로 시작된 강한 대기 변화가 북쪽으로 서서히 전달되면서 북대서양진동에 영향을 줘 모델의 예측 정확도가 높아지는 것이라고 분석했다.

해수 온도 변화로 유발된 대기 각운동량(회전하는 물체의 운동 세기)이 약 1년 뒤 북반구 대기 순환에 영향을 주는 '지연 효과'와 로스비 파동을 통해 대기 신호가 바로 전달되는 '동시 효과'가 겹치면서 북대서양진동 패턴이 강화된다는 것이다.

로스비 파동은 지구 자전의 영향으로 대기 흐름이 물결처럼 굽이치며 이동하는 현상이다.

이 이론은 최근 북반구 겨울 기후 사례와 잘 맞아떨어진다.

2024∼2025년 겨울은 직전 해 엘니뇨에서 라니냐로 전환된 시기로, 기후 예측 모델들이 북대서양진동을 비교적 정확하게 예측한 사례로 꼽힌다.

반면 2025∼2026년 겨울은 라니냐 상태가 계속 유지돼 전환 신호가 나타나지 않았고, 북극 상공 성층권 온난화 등 다른 요인이 작용하면서 한파 예측이 쉽지 않았던 것으로 연구팀은 풀이했다.

이명인 교수는 "적도 태평양에서는 해마다 해수 온도와 대기 순환이 함께 바뀌는 엘니뇨 남방진동 현상이 나타나는데, 이러한 변화가 1년 뒤 북반구 대기 순환으로 이어지는 과정을 역학적으로 규명했다"며 "겨울 기후 변동성을 고려한 장기적 농업 생산이나 에너지 수요 관리 대응 전략, 향후 개발될 한국형 기후 예측 모델의 정확도를 높이는 데 기여할 것"이라고 말했다.

기상청과 국립기상과학원의 지원을 받은 이번 연구 결과는 '네이처'(Nature)의 자매지인 '네이처 커뮤니케이션스'(Nature Communications)에 25일 공개됐다.