환경 지구 온난화로 인해 수수께끼 같은 강력한 극지방 소용돌이가 '큰 불확실성'에 직면
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지구 온난화로 인해 수수께끼 같은 강력한 극지방 소용돌이가 '큰 불확실성'에 직면
1월에 남부에 눈이 내리는 원인인 극지방의 기온 변화 현상은 수십 년 동안 연구되어 왔지만, 과학자들은 여전히 남아 있는 많은 의문에 답을 찾고자 노력하고 있습니다.
지구 상공 몇 마일 떨어진 곳에서는 극지방 제트기류와 성층권 극지방 소용돌이라는 두 개의 빠르게 움직이는 기류가 때때로 함께 탱고를 추며 북반구의 날씨에 영향을 미칩니다.
북극은 지구 다른 지역보다 최대 3배 더 빠른 속도로 온난화가 진행되고 있으며, 일부 연구자들은 두 가지 대기 패턴이 함께 작용하여 뼈저리게 추운 공기가 더 자주 발생한다고 말합니다.
하지만 이 상호작용에 대한 의문은 완전히 해결되지 않았으며 여전히 과학적 논쟁의 대상입니다.
여러 가지 일이 동시에 일어날 때 "원인을 밝혀내기 어렵다"고 국립 대기 연구 센터의 과학자 이슬라 심슨은 말했다.
한 가지 확실한 것은 "극지방 와류"라는 문구가 대중의 관심을 끌었고, 이제는 종종 단기간의 극한의 날씨를 설명하는 데 오용되고 있다고 전문가들은 USA TODAY에 말했습니다. Climate.gov의 Polar Vortex Blog에 따르면 극지방 와류는 "한파"의 동의어가 아니며, 차가운 공기의 돌풍을 탓할 수 있는 유일한 날씨 패턴이 아닙니다.
심슨은 "성층권에서 무슨 일이 일어나고 있든 날씨는 항상 변할 수 있다"고 말했다.
극지 제트기류와 성층권 극지 소용돌이는 무엇입니까?
고속 극지 제트기류는 일반적으로 지구 표면으로부터 5~9마일 높이, 대류권이라 불리는 대기의 하층에서 회전합니다.
제트기는 북반구의 기상 체계를 차가운 전선에서 허리케인까지 조종하는 데 도움이 되는 능선과 골짜기에서 위아래로 기복합니다. 제트기의 한 봉우리나 계곡에 덥고 건조한 조건이 발생하면 다른 봉우리나 계곡은 더 차갑고 습한 조건을 경험할 수 있습니다.
극지방 소용돌이는 겨울철 제트기류의 윗층 이웃으로 여겨질 수 있습니다. 기상학자이자 Polar Vortex Blog의 공동 저자인 로라 시아스토는 9월에 나타나며, 이때 계절적으로 햇빛이 부족해 북극 지역 내부가 외부보다 더 시원해진다고 말했습니다. 소용돌이는 보통 4월에 사라집니다.
극소용돌이는 북극 상공의 더 높은 대기층인 성층권에서 순환하며, 표면에서 10~30마일 위에 있습니다.
어떤 이웃 인간들처럼, 극지방 제트기류와 소용돌이는 일반적으로 스스로 유지되지만, 가끔 이웃 중 하나가 균형을 잃거나 모양이 틀어져 빠르게 움직이는 다른 기류를 방해할 수 있습니다.
극지방의 소용돌이와 제트기류는 날씨에 어떤 영향을 미치는가?
극지방 소용돌이가 강하고 원형이면 극지방 위의 차가운 공기와 남쪽의 따뜻한 공기 사이에 장벽 역할을 하여 제트기류의 서쪽 흐름을 가속화하여 파도가 덜하고 더 제한되게 할 수 있습니다.
대기 및 환경 연구소의 계절 예보 책임자인 주다 코헨은 이로 인해 미국 동부와 유럽 북부의 날씨가 온화해지는 경향이 있다고 말했습니다 .
소용돌이가 붕괴되고 약해지거나 늘어나면 제트기류의 파동이 더 가파르거나 "파도처럼" 변할 수 있습니다.
코헨은 12월에 IOP 과학 저널인 환경 연구: 기후에 게재된 성층권 소용돌이에 관한 심사평가 논문의 12명 이상의 국제 공동 저자 중 한 명으로서, 반구가 "심각한 기상 현상이 더 많이 발생할 위험"에 처하는 경향 이 있다고 말했습니다 .
코헨은 1월에 플로리다 서부 팬핸들 지역의 해변을 뒤덮었던 극심한 날씨와 드문 눈보라와 같은 "미국에 정말 큰 영향을 미치는" 단계라고 말했습니다 .
하지만 소용돌이가 제트기류에 영향을 미치는 유일한 것은 아닙니다. 다른 요인으로는 전 세계의 대기파 , 엘니뇨, 심지어 해수 온도도 있습니다. 무언가가 제트기류의 서쪽 흐름을 막으면 북극 공기의 주머니가 남쪽으로 밀려납니다.
기후 변화가 이런 날씨 패턴에 어떤 영향을 미칠 수 있을까?
과학자들은 소용돌이의 바람의 세기를 회전하는 팽이 또는 아이스 스케이터에 비유합니다.
강하고 안정적인 소용돌이는 마치 팔을 꼭 움켜쥐고 회전하는 스케이터가 북극 위의 차가운 공기를 붙잡고 있는 것과 같습니다. 하지만 회전에 흔들림이 있을 때 소용돌이 속의 바람은 제트기류와의 상호 작용이나 급격한 온도 변화에 의해 느려지거나 바뀔 수 있습니다. 그럴 때 소용돌이는 늘어나거나 길어질 수 있습니다.
코헨과 공동 저자들이 발표한 연구에 따르면, 1990년 이래로 북극의 기온 상승으로 인해 극지방의 소용돌이가 더 자주 교란되었고, 미국으로 한파가 더 자주 몰아치고 있다고 합니다. 연구자들은 미국의 겨울이 예상했던 만큼 빨리 따뜻해지지 않는 이유가 바로 이것일 수 있다고 추측합니다. 하지만 겨울은 여전히 가장 빠르게 따뜻해지는 계절입니다.
다른 연구자들은 이런 현상이 과거보다 더 자주 발생한다고 확신하지 못합니다.
지난 65년 동안 "성층권 극지방 소용돌이의 강도나 차가운 공기 폭발로 이어질 수 있는 소용돌이의 극심한 고장 빈도에 유의미한 추세는 없습니다."라고 국립해양대기청 화학과학 연구소 의 연구 과학자 에이미 버틀러가 이전에 USA TODAY에 말했습니다. 버틀러는 시아스토와 함께 소용돌이에 대한 블로그를 공동으로 작성합니다.
1월 중순에 올린 게시물에서 버틀러와 시아스토는 제트기류와 극지방 소용돌이가 상호 작용하여 극심한 날씨를 초래했을 수 있다는 데 동의했습니다.
캐나다와 허드슨 만 위로 펼쳐진 이 소용돌이는 제트기류의 남쪽 이동과 관련이 있었을 수 있지만, 그렇다고 해서 북극 폭풍을 직접 전달했다는 것은 아니라고 게시물에 나와 있습니다. 알래스카 상공에 형성된 고기압 능선이 제트기류의 남쪽으로의 급강하를 강제하는 데 도움이 되었을 수 있습니다.
과학자들은 한파 발생 빈도에 대해 완전히 의견이 일치하지는 않지만, 이러한 패턴이 지구 온난화에 미치는 강력한 영향과 이로 인한 잠재적 변화에 대한 의문이 제기되면서 추가 연구가 매우 중요하다고 입을 모읍니다.
더 따뜻한 미래에는 무슨 일이 일어날까?
과학자들은 이 모든 것이 미래에 어떤 의미를 갖는지 확실히 알지 못한다.
경쟁적인 요인들이 작용하고 있으며, 무슨 일이 일어날지 예측하는 데 있어서 모델은 분열되어 있습니다. 미국 중위도에서 해빙이 녹고 아열대 제트기류가 변하는 것과 같은 다양한 요인이 서로 상쇄될 수 있습니다.
심슨은 "우리는 성층권 극지방 소용돌이가 어떻게 될지에 대해 큰 불확실성을 가지고 있습니다."라고 말했습니다.
성층권의 급격한 온난화로 인해 극지방의 소용돌이가 더 자주 붕괴되고 제트기류가 남쪽으로 이동할 가능성이 커질 수 있는지 여부는 여전히 "아직도 매우 불분명한 문제"라고 그녀는 말했습니다.
코헨과 그의 공동 저자들은 북극의 변화가 더 많은 극지방 소용돌이 교란을 선호하며, 이는 몇 주 동안 더 심한 겨울 날씨를 유발할 수 있다고 제안합니다. 그는 앞으로 수십 년을 내다보면 상황이 더 불확실하다고 말했습니다. 지금으로서는 "교란이 우리의 겨울 기온에 한계를 두고 있습니다."
그는 얼음이 어디에서 녹는지, 아니면 대부분의 얼음이 녹는지에 따라 미국에서 겨울 기온이 모두 바뀌어 더 따뜻해질 수 있다고 말했습니다.
버틀러와 심슨은 모델들이 극한의 추위가 실제로 발생할 때 현재보다 더 따뜻할 것이라는 데 대체로 동의한다고 말했습니다.
심슨은 "우리가 확실히 아는 것은 북극이 세계 어느 곳보다 더 빨리 따뜻해지고 있다는 것입니다."라고 말했습니다. "이런 일이 일어나더라도, 그들이 가져올 공기는 더 따뜻해질 것입니다."
심슨은 기온이 눈이 내리기에는 너무 따뜻해질 때까지 더 따뜻한 겨울 대기가 더 많은 수분을 보유할 것이라고 말했습니다. 즉, 여전히 충분히 추운 지역에서는 눈이 더 많이 내릴 수 있다는 뜻입니다.
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