기후 변화에 따른 동해 순환 변화 예측에 대한 사례 연구

Abstract

동해는 해수면 및 수온 상승, 그리고 어종의 변화 등과 같은 직접적인 기후 변화 증거가 비교적 뚜렷하게 나타나는 바다이다. 정부간 기후변화 협의체 (IPCC)의 온실가스 배출 시나리오에 따라 다양한 기후 변화 모델들을 이용한 예측 실험이 수행되고 있지만, 동해와 같은 지역해의 변화를 이로부터 직접적으로 판단, 예측하기란 쉽지 않다. 왜냐하면, 기후 모델 대부분이 매우 성긴 격자의 해양 모델을 기반으로 하기 때문이다. 본 연구에서는 IPCC 4차 기후 변화 전망 보고서에 공헌한 예측 모델들의 시나리오 별 결과를 이용하여, 미래 동해 순환 변화를 예측하는 방법을 제시하고, 그 일례로서, 이산화탄소 농도를 2100년 이후 720 ppm으로 안정화 시킨다는 A1B 시나리오에 대한 미국 지구유체역학연구소(GFDL) 기후 모델 (CM 2.1) 결과를 보다 상세한 격자의 동해 순환 모델에 적용하여, 동해의 미래상을 전망하였다.GFDL CM2.1의 A1B 실험 결과에 따르면, 21세기 말 태평양에서의 바람 응력 컬의 남북방향 경사가 약화되어 아열대 해양 순환의 강도 역시 약화될 것으로 예측된다. 또한 동해상의 연평균 기온은 3 ~ 4 ℃ 정도 오르고, 계절적으로는 겨울철의 기온이 여름철에 비해 현재보다 더 많이 상승한다. 그러나, 동해로 유입/유출되는 동해 통과류의 경우, 연평균 수송량은 20세기와 크게 다르지 않지만, 겨울철 수송량은 현재에 비해 약 0.3 Sv (1 Sv = 정도 증가하고, 여름철에는 비슷한 정도로 감소하는 것으로 나타난다.이와 같은 변화를 동해 순환 모델에 적용한 결과, 21세기 말 동해는 해표면에서 약 2 ℃ 이상, 수심 500m 이내에서 약 1 ℃ 이상의 수온 상승을 겪게 되고, 지역적으로는, 동해 중부 극전선 부근에서의 영향이 가장 크게 나타나며, 특히 겨울철 동한만 부근의 온난화가 심화되는 것으로 예측되었다. 또한 이러한 변화에 의해 심층 대류가 약화되고, 결국 저층 냉수의 형성도 더욱 억제될 것으로 예상된다. 그러나, 이는 하나의 실험적인 예로서, 정량적으로, 보다 신뢰성 있는 예측을 위해서는 다양한 모델 및 시나리오를 이용한 복합적이고 지속적인 연구가 필요하다.