엘니뇨(스페인어, La Niйa, 작은 소년)란, 적도 부근 지구 평균 해수면 온도보다 비정상적으로 따뜻한 상태입니다. 기상학적 정의는 대략 2~7년마다 발생되며, 열대 태평양의 해수면 온도가 평년 대비 0.5도씨 이상 높은 상태로 9~12개월 동안 지속되는 현상입니다. 에콰도르와 페루의 국경 부근에서 매년 12월 정도 되면 따뜻한 바닷물이 흘러들어오면서 해수면 또한 높아지며, 이때의 해수면 온도도 이상 고온 현상이 나타납니다. 이러한 엘니뇨 현상이 20세기 들어 빈번해지고, 강력해지면서 인류에게 막대한 피해를 야기하고 있습니다.
엘니뇨 현상 원리
엘니뇨는 20세기부터 나타난 현상이 아니라 자연적인 지구 대기 순환 시스템이며, 과거에도 있었습니다. 이러한 현상은 엘니뇨의 기원에서 찾을 수 있습니다. 열대 태평양의 비정상적인 따뜻한 바닷물이 크리스마스 즈음에 남아메리카에 도착을 하는데, 이때 수많은 어종과 함께 같이 도착합니다. 이러한 풍요로운 현상을 남미 어부들은 크리스마스 선물과 같은 느낌의 아기 그리스도 혹은 작은 소년이란 단어를 사용하면서부터 엘니뇨라고 불리기 시작했습니다. 엘니뇨의 반대현상인 라니냐 또한 차가운 바닷물이 남아메리카 연안으로 들어오면 어린 소녀로 불리는 라니냐(스페인어, La Niйa)란 단어를 사용하면서 기원이 되었습니다. 엘니뇨 현상은 원래부터 지구 균형을 위한 대기 순환 시스템이며, 기상학적으로는 난방 진동(Southern Oscillation) 현상입니다.
엘니뇨가 발생하는 원리는 남방 진동(Southern Oscillation)과 워커 순환의 관계에서 찾을 수 있습니다. 길버트 워커는 워커 순환과 남방 진동을 발견하면서 기상학적으로 엘니뇨-난방 진동(ENSO, El Niño Southern Oscillation) 시스템이 만들어졌으며, 이후 모니터링을 하면서 엘니뇨와 라니냐를 판정하고 있습니다. ENSO에 라니냐란 단어가 없는 이유는 엘니뇨의 기원에서 찾을 수 있듯이 이때 당시에 라니냐란 현상을 포함하지 않고 ENSO(엘니뇨-난방 진동)라는 명칭을 만들었기 때문입니다.
워커 순환
워커 순환은 적도를 기준해서 동태평양과 서태평양의 거대한 대기 순환 고리입니다. 이때 동남아시아(서태평양)는 따뜻한 바닷물에 의해 저기압이 형성되어 따뜻한 공기가 상승합니다. 반대로 남아메리카(동태평양) 지역에서는 차가운 바닷물에 의해 고기압이 형성되어 찬 공기가 하강하는 순환을 말합니다.
남방 진동
남방 진동(Southern Oscillation)은 2~7년에 걸쳐 열대 태평양의 서태평양과 동태평양의 기압 분포가 서로 반대로 나타나는 주기적인 현상입니다.
엘니뇨-난방 진동(ENSO, El Niño Southern Oscillation)
해수면 온도 (SST: Sea Surface Temperature) 변화와 대기 순환의 변칙 상태를 나타내며, 이상기후의 예측 변수로 사용합니다. 즉, 엘니뇨(해수면 온도 높음)와 라니냐(해수면 온도 낮음) 사이의 기후 순환을 의미합니다.
이러한 ENSO상태를 판단하여 NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)에서 매월 엘니뇨 예보를 합니다.
엘니뇨 예보 기준
- 적도 태평양 Niño 3.4 지역의 평균 해수면 온도는 지난달 평균보다 최소 0.5°C 높아야 합니다.
- 이상현상이 5회 연속, 또는 3개월 동안 지속되어야 합니다.
- 대기는 평소보다 약한 동풍의 무역풍이 나타납니다.
- 인도네시아의 평균 표면 기압이 증가함에 따라 강우량이 감소합니다.
- 남미의 평균 기압이 증가하고 강우량이 증가합니다.
이러한 일련의 과정을 통해 엘니뇨, 라니냐 예보가 발표되며, 열대 태평양의 Nino 3.4 지역의 해수면 온도(SST, Sea Surface Temperature)를 보면 엘니뇨 또는 라니냐를 구분할 수 있습니다. 데이터를 보면 과거보다 해수면 온도가 올라가면서 최근에 엘니뇨 현상이 강력해지는 현상을 볼 수 있습니다.
엘니뇨로 인한 피해원인
강력해지는 엘니뇨 현상의 주된 원인은 지구온난화로 귀결됩니다. 지구 온난기후와 빙하기는 인류가 문명을 세우기 전부터 지구 순환 시스템으로 수만 년에 걸쳐 매우 느리게 반복되는 기후 패턴이었습니다. 그로 인해 자연 생태계도 그 속도에 맞게 기후에 적응하며 생존해 왔으며, 인류도 안정된 기후 속에 지역 특색에 맞는 생활양식을 만들며 지금까지 이어오고 있었습니다. 하지만 세계 기상기구(WMO)에 따르면 영국에서 시작된 산업화 이전보다 지구 평균기온이 1.1도씨가 200년 만에 높아졌습니다. 그 결과 빠르게 변하는 기후에 적응할 수 없는 인류와 자연생태계는 그 피해를 고스란히 입고 있는 상황입니다.
최근에는 기초과학연구원, 독일 막스플랑크기상연구소, 미국 하와이대에서 이산화탄소 증가에 따른 ENSO의 변동성을 슈퍼컴퓨터로 분석한 결과를 국제학술지인 네이처 기후변화(Nature Climate Change, IF 20.893) 21년 8월 27일 온라인 판에 게시하였습니다. 그 결과는 지구 온난화가 진행될수록 엘니뇨와 라니냐 현상이 강해질 수 없다는 예측 결과입니다. 반면에 세계 기상기구(WMO)는 2020~2022년 라니냐 현상으로 평균 지구온도가 낮아졌음에도 불구하고 2021년은 지난 7년 중 가장 더운 해였다고 밝혔습니다. 이처럼 지구 온난화는 인류에게 어떠한 영향을 줄지 예측 불가능한 수준으로 여전히 연구 중에 있습니다.
이처럼 강력해지는 엘니뇨의 원인은 화석연료를 사용하는 인류가 기후를 빠르게 변화시키고 있으며, 그 결과 지구 온난화가 급격하게 진행되면서 해수면이 상승하고, 대기의 순환이 바뀌면서 지구 대기 순환 균형이 깨지는 것입니다. 그 균형이 깨지면 아마도 우리의 후손은 온화하고 깨끗한 기후에서 살 수 있는 확률이 점점 줄어들 것입니다.
엘니뇨의 영향
2015년~16년에 발생한 엘니뇨의 영향에 대해 WHO(World Health Organization, 세계 보건기구)에서는 공식적으로 아래와 같이 대답하고 있습니다.
엘니뇨는 남부 아프리카, 남아메리카, 카리브해, 동남아시아 지역에서 6천만 명 이상의 사람들에게 악영향을 주었습니다.
강력한 가뭄, 식량부족, 홍수, 폭우, 기온 상승으로 인한 질병, 영양실조, 폭염 등 광범위한 건강 문제에 노출시켰습니다.
엘니뇨는 열대 태평양에서 가장 영향을 많이 받지만 그 영향이 전 지구적으로 기후 패턴을 교란시켜 예상치 못한 날씨들을 만들어 냅니다.
남미지역의 페루, 칠레, 에콰도르 지역에 엄청난 강우량을 쏟아냅니다.
동남아시아 지역의 호주, 인도네시아 지역에 극심한 가뭄을 일으킬 수 있습니다.
겨울철 미국 남부에서는 캘리포니아 남부, 플로리다, 동남부 해안 지역이 평년보다 더 습하고 춥습니다.
남미 북부 해안에서는 어류의 종에 대해 변화가 있습니다.
결론적으로, 어느 해는 집중호우가 쏟아지고 어느 해는 건조한 날씨가 지속되어 산불이 일어나는 극단적인 기후 패턴을 자주 맞이할 것입니다.
엘니뇨 문제, 해결방안
단순 엘니뇨 현상은 문제가 아닙니다. 엘니뇨는 남방 진동에 의한 것이며, 지구 대기 순환의 자연적 현상이기 때문에 해결방안 자체가 무의미합니다. 하지만 문제가 되는 점은 화석연료 기반의 문명을 만든 인간이 너무나 빠른 속도로 온실가스를 배출함으로써 지구 평균기온이 급격히 상승하여 기후가 빠르게 변화하는 것이 문제이며, 그 과정에서 강력한 엘니뇨 현상은 예측할 수 없는 날씨를 만들어 내기 때문에 인간이 적응하거나 대응할 수 없는 것이 문제입니다.
근본적인 엘니뇨 해결방안은 인간이 화석연료 사용을 줄이며, 각 나라들이 제안한 탄소 중립 목표를 실천하는 것입니다.
다만, 인간이 문명을 발전시키기 위해 이미 배출한 온실가스는 현재 과학 기술로는 회수할 수 없고, 이미 변해버린 기후는 되돌 릴 수 없기 때문에 최대한 빠른 시일에 화석연료 사용을 억제해야만 강력해지고 있는 엘니뇨 현상을 해결할 수 있습니다. 미국은 탈탄소 정책을 통해 엘니뇨 현상과 같은 기후변화 해결방안을 찾고 있습니다.
미국의 탈탄소 정책을 통한 기후변화 해결방안
2021년 11월 백악관에서 발표한 미국의 탈탄소 장기 전략으로 "Pathways to Net-Zero Greenhouse Gas Emissions by 2050"를 발표하였습니다.
2050년까지 온실가스 배출을 제로로 하는 전략과 함께 2030년까지 온실가스 배출을 2005년 수준보다 50~52%로 줄이는 목표 설정을 하여 발표하였습니다.
- 교통 : 무공해 차량 지원과 대중교통, 기차, 자전거 등과 같은 친환경 교통수단의 인프라를 구축합니다.
- 건물 : 친환경 에너지로 전환하여 탈탄소화 건물을 지원합니다.
- 산업 : 저탄소 바이오 연료, 수소, 에너지 효율 증가, CCS(탄소포집장치) 등을 사용하여 저탄소 산업을 구현합니다.
- 전기 : 발전소의 에너지원을 천연가스, 재생에너지, 무탄소 에너지를 적용하고 발전효율을 높입니다.
- CDR(Carbon Dioxide Removal) : 탈탄소 사회 구현을 위해 이산화탄소 제거(CDR) 기술 확보를 확보합니다.
지금 당장 경제성장을 멈추면 탄소 배출은 제로가 될 수 있으나, 현실적으로 불가능하기 때문에 탈탄소, 탄소중립이라는 정책 목표 달성이 그 어느 때보다 중요한 시기가 되었습니다. IPCC 6차 보고서에 따르면 티핑포인트인 지구 평균기온 1.5도씨 상승 억제를 위해 세계 각국의 노력이 절실히 필요합니다.
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