2023년 7월 말, 중국 북부 지역에 갑작스럽게 폭우(23.7도)가 쏟아져 베이징, 허베이 등지에 심각한 홍수 피해를 입혔고, 막대한 인명 피해와 재산 피해를 초래했습니다. 이 기록적인 폭우는 어떻게 발생했을까요? 태풍 독수리와 지형의 복합적인 영향일까요?

이 질문에 흥미를 느낀 중국과학원 중국과학기술대학(USTC)의 자오춘 교수가 이끄는 연구팀은 전지구적 변수 해상도 지역 암호화  수치 시뮬레이션  과 기후 귀속 분석을 수행하여 이전에 간과되었던 핵심 요인인 몽골 고원(MP) 지역을 밝혀냈습니다. 이 연구는 지오피지컬  리서치 레터스(Geophysical Research Letters)  에  게재 되었습니다 .

이 연구는 지구 온난화의 맥락에서 모든 지역이 동시에 균일한 기온 상승을 경험하는 것은 아니라는 점을 지적했습니다. 한편, 그중에서도 MP는 심각한 온도 상승 지역이었습니다.

MP에서는 최근 수십 년간 기온 상승률이 세계 평균의 3배를 넘어섰으며, 주변 지역을 훨씬 뛰어넘어 임계점을 돌파했습니다.

MP가 중국 북부의 극심한 강우를 상당히 촉진하고 증폭시킨 것으로 나타났습니다. 이 지역의 이상기후는 지역 생태계에 직접적인 영향을 미쳤을 뿐만 아니라, 우리나라에 모래와 먼지를 발생시키는 주요 원인이 되었습니다. 그러나 그 영향은 그보다 훨씬 더 클 수 있습니다.

총 강수량과 피해 범위 측면에서 볼 때 이번 사건은 중국 북부 역사상 많은 극심한 강수 사건을 크게 능가했습니다.

23.7도 폭염의 극심함은 상상을 초월했습니다. 베이징에 관측된 744.8mm의 강수량은 지난 140년간 기록된 모든 강수량을 능가했습니다. 허베이성 린청현의 최대 강수량은 1,003.4mm에 달했는데, 이는 이 지역의 2년 평균 강수량을 단 3일 만에 쏟아낸 것과 맞먹는 수치입니다.

연구진은 MP가 수백 킬로미터 떨어진 중국 북부 지역에 어떤 영향을 미쳤는지 파악하기 위해 자체 개발한 통합 대기 모델(iAMAS)을 활용했습니다. 중국의 신형 선웨이 슈퍼컴퓨터의 지원을 받아 연구진은 극한 강우 과정을 정밀하게 시뮬레이션하고 재현했습니다.

시뮬레이션 결과는 강수량 분포, 강도, 시공간적 변화 측면에서 실제 관측 결과와 매우 일치했습니다.

연구진은 고정밀 시뮬레이션과 스토리라인 기후 귀속 원리를 바탕으로 비교 실험을 설계하여  극심한 강우를 초래하는 여러 요인 중에서 MP의 비정상적으로 빠른 온난화 추세가 정확히 숨겨진 손이라는 것을 발견했습니다.

MP 지역의 기온이 비정상적으로 상승하는 추세. 출처: USTC

태평양 상공의 공기(중층 대기)가 빠르게 따뜻해지면서 "히터"처럼 작용하여 이 지역에 비정상적으로 강하고 안정적인 고기압이 형성되었습니다. 이 공기는 발달하여 서북태평양 아열대 고기압과 연결되었습니다. 결국  중국 북부 지역에 고기압이  형성되었습니다.

이 시스템은 덕수리의 잔여 수증기가 북쪽이나 동쪽으로 계속 이동하는 것을 방해하여 북중국의 타이항산(TM) 앞 지역에 오랫동안 갇히게 했습니다.

차단된  수증기는 TM 지형의 지속적인 융기 효과로 인해 수렴하고 상승하게 되었고, 이로 인해 비가 집중되어 좁은 지역에 오랫동안 쏟아졌으며, 결국 기록적인 극심한 폭우 재해가 발생했습니다.

연구 결과에 따르면, 다양한 지역의 기후 영향 간의 연관성은 우리가 생각했던 것보다 훨씬 복잡하고 미묘할 수 있으며, 특히 지역별로 기온이 계속 상승하는 지속적인 지구 온난화 상황에서 더욱 그렇습니다.

이러한 원격 연결 메커니즘을 이해하는 것은 극한 기상 및 기후 현상에 대한 예측 및 경고 역량을 강화하는 데 매우 중요합니다.