얼음이 녹고 비가 더 많이 내려 남극해가 냉각되다

전 세계 기후 모델은 남극 주변의 바다가 따뜻해질 것으로 예측하지만, 실제로 그 바다의 물은 지난 40년 동안 대부분 냉각되었습니다.

스탠포드 대학 과학자들은 모델 결과와 관측된 냉각 사이의 불일치가 주로 융해수가 부족하고 강수량이 과소평가된 데 기인한다는 것을 발견했습니다.

"저희는 남극해의 냉각 추세가 실제로 지구 온난화에 대한 반응이며, 이로 인해 빙상이 녹고 지역 강수가 가속화된다는 것을 발견했습니다." 스탠포드 도어 지속 가능성 대학의 지구 시스템 과학 조교수이자 3월 27일 지구물리학 연구 저널 에 실린 연구의 수석 저자인 얼 윌슨의 말입니다.

기온이 상승하면서 남극 대륙의 빙상이 녹고 강수량이 늘어나면서 남극해의 상층은 염도가 낮아지고 밀도도 낮아집니다. 이로 인해 차가운 ​​표면수와 아래의 따뜻한 물이 교환되는 것을 제한하는 뚜껑이 생깁니다. 윌슨은 "표면층을 신선하게 만들수록 따뜻한 물을 섞기가 더 어려워집니다."라고 설명했습니다.

하지만 이러한 신선함은 최첨단 기후 모델에 완전히 표현되지 않았습니다. 이는 과학자들이 오랫동안 미래 해수면 상승 예측에서 불확실성의 주요 원인으로 인식해 온 결함입니다. 윌슨은 "빙하 융수가 해양 순환에 미치는 영향은 대부분 기후 모델에서 완전히 빠져 있습니다."라고 말했습니다.

세계적 불일치를 조정하다

남극 주변의 관측된 해수면 온도와 시뮬레이션된 해수면 온도의 불일치는 기후 영향에 대비하고자 하는 과학자와 정부에 대한 더 큰 과제의 일부입니다. 일반적으로 글로벌 기후 모델은 지난 40년 동안 남극해와 적도 주변의 동태평양에서 관찰된 냉각이나 인도양과 서태평양에서 관찰된 온난화의 강도를 정확하게 시뮬레이션하지 않습니다. 또한 시뮬레이션과 관찰된 라니냐 날씨 조건의 빈도 사이에도 불일치가 있는데, 이는 동태평양이 평균보다 차가워지는 것으로 정의됩니다.

지난 8년 동안 남극해에서 발생한 온난화 현상은 40년간 지속된 냉각 추세를 다소 약화시켰습니다. 그러나 전 세계 해수면 온도 추세가 시뮬레이션에서 예측한 패턴으로 이동하기보다는 최근 수십 년 동안 나타난 패턴과 계속 유사하다면 과학자들이 기후 변화로 인한 단기적 영향에 대한 기대가 바뀔 것입니다. 윌슨은 "우리의 결과는 이러한 전 세계적 불일치를 조정하는 데 도움이 될 수 있습니다."라고 말했습니다.

전 세계 해양은 인간 활동으로 인해 배출되는 이산화탄소의 4분의 1 이상을 흡수했으며 온실 가스에 의해 우리 기후 시스템에 갇힌 과도한 열의 90% 이상을 흡수했습니다. "남극해는 이런 일이 일어나는 주요 장소 중 하나입니다." 지구 시스템 과학의 박사후 연구원인 주 연구 저자 Zachary Kaufman이 말했습니다.

그 결과, 남극해는 지구 해수면 상승, 해양 열 흡수 및 탄소 격리에 큰 영향을 미칩니다. 표면 온도는 엘니뇨와 라니냐 날씨 패턴에 영향을 미치며, 이는 캘리포니아만큼 멀리 떨어진 곳의 강우량에도 영향을 미칩니다.

놀라운 발견

남극해 냉각의 물리적 메커니즘을 이해하고 지구 기후 체계에 미치는 미래 영향에 대한 보다 신뢰할 수 있는 예측을 가능하게 하기 위해 Wilson과 Kaufman은 시뮬레이션에서 남극 주변 해수면 온도가 담수화에 대응하여 얼마나 냉각되었는지 확인하기로 했습니다. Wilson은 "우리는 순진하게 담수를 정확히 어디에 두는지는 중요하지 않다고 생각했습니다."라고 말했습니다.

연구자들은 표면 온도가 비로 바다에 넓게 퍼져나가는 담수 흐름보다 해안을 따라 집중된 담수 흐름에 훨씬 더 민감하다는 사실을 발견하고 놀랐습니다.

"남극 경계 근처에 담수를 적용하면 해빙 형성과 해빙 범위의 계절적 순환에 더 큰 영향을 미치며, 이는 해수면 온도에 하류 영향을 미칩니다." 윌슨은 말했습니다. "이것은 놀라운 결과이며, 우리는 향후 작업에서 더 탐구하고 싶습니다."

녹은 물의 손실 효과 정량화

이전 연구에서는 과학자들이 "호싱" 실험이라고 부르는 단일 기후 모델 시뮬레이션에 담수를 일부 추가하여 남극 융해수가 지구 기후 시스템에 어떤 영향을 미치는지 정량화하려고 했습니다. "사람들이 실험을 약간 다르게 설정하고 모델이 약간 다르기 때문에 매우 다른 결과가 나오며, 이것이 실제로 사과 대 사과 비교인지 불분명합니다."라고 윌슨은 설명했습니다.

새로운 연구를 위해 연구자들은 시뮬레이션 모음을 사용하여 이 문제를 피하고자 했습니다. 최근 시작된 남극해 담수 유입(SOFIA) 이니셔티브의 새로운 기후 및 해양 결합 모델 앙상블과 해양 밀도 및 순환 변화를 시뮬레이션하는 기존 모델 세트를 사용하여 저자는 1990년과 2021년 사이에 실제 담수 유입에 대한 반응으로 시뮬레이션된 해수면 온도가 얼마나 변했는지 분석했습니다.

"역사적 기간 동안 그 녹은 물이 실제로 중요할 만큼 충분한지에 대한 논쟁이 있었습니다." 카우프먼이 말했다. "우리는 그것이 중요하다는 것을 보여줍니다."

연구진은 17개의 다양한 기후 모델의 시뮬레이션을 통합한 새로운 방법을 사용해 1990년과 2021년 사이에 관측되고 예측된 남극해 표면 온도의 불일치 중 최대 60%가 담수 부족으로 인해 발생한다는 것을 발견했습니다.

윌슨은 "우리는 빙하가 녹으면 다음 세기와 그 이후에도 해양 순환에 영향을 미칠 것이라는 사실을 꽤 오래 전부터 알고 있었습니다."라고 말했습니다. "저희의 결과는 이러한 융해수 추세가 이미 해양 역학과 아마도 지구 기후를 변화시키고 있다는 새로운 증거를 제공합니다."

추가 공동 저자로는 스탠포드 인문과학 대학 물리학과 학부생인 유첸 리, 모나시 대학의 아리안 퓨리치, 템플 대학의 레베카 비들링이 있습니다.

이 연구는 스탠포드 대학, NSF 극지 프로그램 부문의 보조금, 그리고 호주 연구 위원회 남극 환경 미래 보호를 위한 특별 연구 이니셔티브의 지원을 받았습니다. 리는 스탠포드 도어 지속 가능성 대학의 지속 가능성, 공학 및 과학 - 학부 연구(SESUR) 프로그램의 지원을 받았습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/03/250327164534.htm