엘 니 뇨 - 발생과 영향

부산대학교 대기과학과 안 중 배

작년 봄부터 시작하여 지금까지 진행되고 있는 1997-98 엘니뇨는 적도 수온 관측이래 가장 강도가 큰 엘니뇨로 기록되었다. 이번 엘니뇨 발생으로 인하여 지구의 곳곳은 각종 기상이변으로 심한 몸살이를 했고 아직도 그 여파가 가시지 않고 있다.

작년 여름의 북한 가뭄과 10월까지 계속된 가을 가뭄과 지난 겨울과 올 봄까지 이어지는 고온 현상과 많은 강수량 그리고 영동지방의 폭설과 기습적인 한파 등은 모두 엘니뇨와 상관되어 나타난 기상 이변들이다. 그러나 이번 엘니뇨에 의한 이러한 이변들은 부정적인 모습과 더불어 긍정적인 모습도 많이 보여 주었다. 특히 IMF 체제하에서 포근한 겨울 날씨가 이어짐으로써 지난 겨울 동안 약 20-30 억 달라 정도의 난방비가 절약되어 경제적 이득이 있었던 것으로 추산되었고 또한 지난 수년동안 이어진 가뭄으로 전국의 댐과 저수지의 저수율이 상당히 낮았었는데 그 동안 많은 강수로 현재 전국의 모든 댐과 저수지에서 높은 저수율을 확보하고 있다.

세계적으로 보면 근번 엘니뇨에 의한 피해는 약 23조-37조원에 달할 것으로 추산되고 있다. 피해가 가장 큰 지역은 아프리카, 남미 등의 저개발국가와 서태평양에 있는 인도네시아, 태국, 말레이시아 등 동남아 국가들이다. 특히 경제적 어려움에 빠진 동남아 일부 국가들의 나라살림에 엘니뇨는 더욱 깊은 주름살을 만들어 주었다.

원래 엘니뇨란 페루나 에콰도르 해안가의 어부들이 그들의 어업 활동과 관련하여 지역적으로 쓰던 용어로 스페인말로 어린 남자아이 또는 어린 예수라는 뜻을 갖고 있다. 이 용어가 사용되게 된 배경은 다음과 같다

동태평양의 남아메리카 근해에는 남동풍의 영향으로 해류가 해안을 따라 북상하는데, 이 해류의 영향으로 해안으로부터 태평양으로 빠져나가는 바닷물을 보충하기 위해 바다 밑바닥에 있는 찬물이 수면까지 올라오게 되는데 이를 용승이라 한다. 용승은 바다 밑바닥에 깔려있는 영양분을 끌어 올리고, 이를 먹기 위하여 물고기들이 몰려들어 이 앞바다에는 좋은 어장이 형성된다. 그러나 매년 크리스마스를 전후로 해안을 따라 흐르는 해류의 방향이 바뀌면서 용승이 일시 중단되고, 해안의 찬 물은 더운 물로 바뀌면서 동시에 물고기들이 자취를 감추게된다. 이때부터 어부들은 이 현상이 지속되는 이듬해 3-4월까지 일손을 놓고 쉰다. 그 곳의 어부들은 크리스마스를 전후로 해서 해안을 따라 남하하는 이 따뜻한 해류를 엘니뇨라 불러왔다. 그런데 2-7년 정도의 불규칙한 주기로 초봄에 나타나는 용승이 나타나지 않을 뿐만 아니라 오히려 더욱 따뜻한 해수가 줄곧 해안에 나타나서 그 다음해 봄까지 이어지는 경우도 생기기도 한다. 이 비정상적인 엘니뇨는 이 지역의 어업 활동과 경제에 큰 타격을 안겨줘 어류의 격감과 먹이 사슬의 파괴로 주변 해역 생태계의 위기를 몰고 오곤 한다. 또한 같은 기간 동안에 페루 해안가에는 집중호우나 폭우, 그리고 내륙지방에는 심한 가뭄으로 고생을 하게 된다.

그 동안 기상학자들은 연구를 통해 전세계적으로 수년마다 불규칙하게 발생하는 많은 기상이변과 비정상적인 엘니뇨 현상이 동일한 현상임을 알아냈다. 이로 인해 우리가 요즘 흔히 말하는 엘니뇨는 바로 이 비정상적인 엘니뇨를 일컫는 말로 변천되어 버렸다.

엘니뇨는 태평양상의 적도 해류와 기압의 진동에 기인한다. 적도 태평양의 해수면 온도가 평년보다 섭씨 0.5도 이상이 되는 상태가 6개월 이상 지속될 때를 엘니뇨라 한다. 또한 요즘 돌아올 겨울에 발생 여부를 놓고 또 한번 우리를 긴장시키는 라니냐(La Nina)는 반대로 적도 태평양 해수면 온도가 평년보다 0.5도 낮은 상태가 6개월 이상 지속될 때로 정의 한다.

일반적으로 적도 태평양의 해수온 분포를 살펴보면 동태평양이 서태평양보다 무려 섭씨 7-8℃ 정도 낮다. 그 이유는 적도 태평양에는 무역풍이란 바람이 동태평양에서 서태평양쪽으로 사철 불어서 적도의 더운물이 인도네시아와 필리핀이 위치한 서태평양으로 몰리기 때문이다. 그런데 에쿠아도르나 페루의 어부들이 비정상적인 엘니뇨를 겪는 것과 같은 주기로 이 무역풍이 불지 않거나 아주 약해지면서 적도의 더운 물이 서태평양으로 이동하지 않고 적도 중앙태평양이나 동태평양으로 역류하게 된다. 이로 인해 엘니뇨가 발생하는데 엘니뇨 기간 동안에는 적도 중앙 태평양의 수온이 약 2-10 도 정도 상승며 이로 인해 적도 중앙태평양에 소나기 구름의 활동이 증가하고 구름에서 방출되는 열은 대기에 충격을 가하게 된다. 이 충격의 여파는 곧바로 높은 위도에 있는 미국이나 유럽, 인도, 중국 등의 지역에 연쇄적으로 전달되며 이로 인해 전 지구는 이상 기온과 이상 강수 현상에 시달리게 된다. 전형적인 엘니뇨인 경우 적도 태평양상에 이상 수온이 봄부터 나타나기 시작해서 이듬해 봄에서 여름까지 이어진다. 많은 이론이 있지만 현재까지 엘니뇨의 발생원인은 정확하게 규명되어 있지 못하다. 단지 이 현상은 단순한 대기나 해양 현상이 아니라 대기와 해양이 에너지 등의 교환을 통해 서로 불안정하게 상호 작용함으로써 나타난 자연 현상이라는 것은 알려져있다.엘니뇨는 일반적으로 대단히 다양한 형태로 나타난다. 즉 적도 태평양 상에서 발생하는 엘니뇨들은 그 발달 강도나 진행해 나가는 양상과 형태, 그리고 시기 등이 모두 제각기 다르기 때문에 어느 해에 엘니뇨가 발생하였다 하더라도 세계의 기후에 미치는 영향도 제각기 다르다. 그러나 그럼에도 그 영향을 비교적 뚜렷하게 받는 지역들이 있는데 가령 서태평양에 있는 인도네시아, 말레이지아, 필리핀, 호주 같은 나라들은 극심한 가뭄을 겪고 동태평양에 있는 페루, 에쿠아도르, 칠레 같은 나라들은 예외 없이 홍수를 겪게 된다. 또한 미국과 유럽, 중국, 인도 등은 가뭄과 폭설과 혹한 그리고 집중호우 등으로 비교적 영향을 뚜렷하게 받는 지역으로 알려져 있다. 인간의 입장에서 보면 엘니뇨는 전세계에 기상 이변을 일으키는 주범으로 비난받지만, 자연의 입장에서 보면 엘니뇨는 괴물과 같은 현상이 아니라 적도에 뜨거워진 열을 다른 곳으로 전파하는 지극히 자연스러운 현상일 뿐이다.

엘니뇨는 지난 50년 동안 13회 발생하여 여러 가지 지구상의 기상이변을 일으켜왔다. 특히 1982-83년 발생한 기록적인 엘니뇨에 뒤이어 1997-98년 엘니뇨는 또 다른 기록적인 자연 현상으로 남을 것이다. 그러나 대기과학자들이 최근 들어 엘니뇨가 연이어 발생 할 뿐만 아니라 강력해지는 것에 대해 더 관심을 갖고 있다. 즉 엘니뇨가 82-83, 86-87, 91-92, 92-93, 94-95년에 이어 이번까지 합하면 15년 동안 무려 6회의 발생 빈도를 보이는 것과 산업혁명 이후 인간 활동에 의해 이산화탄소와 같은 온실 기체가 대기 중에 방출되면서 금세기 들어서 전구 평균기온이 0.6℃ 이상 상승한 최근의 기후 온난화와 어떤 연관이 있는 것이 아닌가 의심하고 있다.

엘니뇨는 발생 주기에서 뿐만 아니라 성장과정도 제각기 다르기 때문에 피해가 발생하는 지역과 피해 내용과 피해 규모도 매 엘니뇨마다 다르다. 또한 엘니뇨 현상은 정적인 현상이 아니고 대단히 역동적인 현상이어서 일단 발생하면 1년 정도를 두고 계속 진행해 나가면서 대기와 해양의 순환을 교란시킴으로써 각가지 형태로 지구는 구석 구석에 기상이변을 일으킨다. 지금까지 대기 대순환(Atmospheric General Circulation Model)만을 이용한 예보로는 1-2개월 이상 장기 예보를 하는데 있어서 예보의 한계성(predictability)으로 인해 신뢰성이 지극히 낮았다. 더구나 엘니뇨 현상은 대기와 해양의 상호작용에 의해 발생하기 때문에 대기 모형만을 이용한 예측에는 더욱 한계가 있었다. 이 분야를 연구하는 대기과학자들은 고성능 슈퍼 컴퓨터를 이용하여 전 지구의 대기권 ,수권(해양, 호수, 강 등), 빙권(얼음, 눈 등), 생물권(식생 등), 암권(토양 등)을 총체적으로 다룰 수 있는 소위 접합 대순환 모형(Coupled General Circulation Model)을 개발하여 엘니뇨 등과 관련한 대기와 해양 이변 현상에 대한 발생 예측과 발생시 미치는 영향에 대한 평가 작업을 시도하고 있다. 우리대학교 대기과학과의 기후 모델링 연구실에서도 지난해 선진 7개국이 이어서 국가로는 8번째, 모형으로는 17번째로 접합 대순환 모형 개발에 성공하여 이를 이용한 여러 가지 모사 실험(Simulation)을 실시하고 있는데 앞으로 멀지 않은 장래에 엘니뇨 현상에 대한 예보의 단계에 도달하게 될 것으로 확신하고 있다.