AWI 연구는 남극 대륙의 기후 변화 영향에 대한 신뢰할 수 있는 예측의 기초를 제공합니다.
지구 온난화와 북극의 해빙 감소에도 불구하고 남극 해빙의 범위(남극 대륙)는 1979년 이후 거의 변하지 않았습니다. 그러나 기후 모델에 기반한 기존 계산은 해빙의 상당한 손실을 나타내며 실제 관측과 일치하지 않습니다.
알프레드 베게너 연구소(Alfred Wegener Institute)의 전문가들이 보여주듯이, 바다는 남극 대륙 주변의 온난화를 약화시키고 해빙의 후퇴를 지연시킬 수 있습니다. 많은 모델이 이 요소와 해양 소용돌이의 역할을 정확하게 포착할 수 없다는 점을 감안할 때 Nature Communications 저널(DOI: 10.1038/s41467-022-28259-y)에 발표된 연구는 개선된 모델링 및 남극 대륙의 미래 개발 예측.
지구온난화가 급속히 진행되면서 전 세계적으로 체감되는 영향을 받고 있다.
기후 변화의 영향은 북극에서 특히 극적이며, 지구 온도 상승에 직면하여 1979년 위성 관측이 시작된 이래로 해빙이 크게 줄어들었습니다. 최신 계산에 따르면 여름 북극은 2050년까지 얼음이 없는 상태로 유지될 수 있으며 몇 년 동안은 2030년까지 계속될 수 있습니다.
그러나 지구 반대편 남극에서는 해빙이 지구 온난화 추세를 벗어난 것으로 보입니다.
2010년 이후에는 이전 기간보다 더 많은 경년 변동이 있었습니다. 그러나 2016년과 2019년 사이에 상당한 음의 편차를 제외하고는 남극 대륙 주변의 장기 평균 얼음 면적은 1979년 이후 안정적으로 유지되었습니다. 따라서 관측된 현실은 같은 기간 동안 상당한 해빙 손실을 보여주는 대부분의 과학적 모델과 일치하지 않습니다.
제1저자인 알프레드 베게너 연구소(Alfred Wegener Institute)의 북극 및 해양 연구 센터(Center for Polar and Marine Research)의 토마스 라코프(Thomas Rakow)는 “이러한 이른바 남극 해빙 역설이 과학계에 의해 점령된 지 얼마 되지 않았습니다. 헬름홀츠(AWI).
“기존 모델은 아직 남극 해빙의 행동을 정확하게 설명할 수 없습니다. 일부 핵심 요소가 누락된 것 같습니다. 또한 기후 변화에 관한 정부간 패널이 미래 남극 해빙에 대한 모델 기반 예측의 신뢰도가 낮다고 결론지은 이유를 설명합니다.”
대조적으로, 북극에서는 모델이 이미 매우 강력하여 IPCC는 그들의 예측에 높은 수준의 신뢰를 부여합니다. "우리의 연구 덕분에 이제 남극 대륙에 대한 미래 예측을 훨씬 더 신뢰할 수 있는 프레임워크를 제공할 수 있습니다."
연구 기간 동안 팀은 AWI 기후 모델(AWI-CM)을 적용했습니다. 다른 기후 모델과 달리 AWI-CM은 남극해와 같은 특정 주요 지역을 훨씬 더 자세하게 모델링할 수 있도록 합니다. 즉, "고해상도"입니다. 결과적으로 직경 10~20km의 더 작은 바다 소용돌이로 인해 바다에서 혼합되는 과정을 직접 고려할 수 있습니다.
“우리는 시뮬레이션을 위해 다양한 구성을 사용했습니다. 그 과정에서 남극을 둘러싼 남극해의 고해상도 모델만이 우리가 실제로 보는 것과 유사한 해빙 손실의 지연을 초래한다는 것이 분명해졌습니다.”라고 Thomas Rakow가 말했습니다.
“그 다음 모델을 미래로 확장했을 때 매우 불리한 GHG 시나리오에서도 남극 해빙상은 세기 중반까지 대체로 안정적이었습니다. 그 후 수십 년 동안 북극 해빙이 그랬던 것처럼 해빙은 상당히 빠르게 후퇴합니다."
요약하면, AWI 연구는 남극 해빙의 행동이 지구 온난화 추세와 일치하지 않는 이유에 대한 잠재적인 설명을 제공합니다.
“해빙 덮개의 역설적 안정성에는 몇 가지 이유가 있을 수 있습니다. 남극 대륙에서 추가로 녹은 물이 따뜻한 심해로부터 차가운 지표수를 보호하여 수주와 얼음을 안정화한다는 이론이 논의됩니다. 또 다른 이론에 따르면 기후 변화로 인해 점점 강해지는 남극 대륙을 중심으로 부는 서풍이 주범입니다. 이 바람은 넓은 지역을 덮기 위해 얇은 피자 반죽처럼 얼음을 늘릴 수 있습니다. 이 시나리오에서 얼음의 양은 이미 줄어들고 얼음으로 덮인 영역은 안정성의 환상을 만들 것입니다.”라고 Thomas Rakow가 설명합니다.
AWI의 연구 노력은 이제 해양 소용돌이에 초점을 맞추고 있습니다. 그들은 해양이 대기에서 적도를 향해 북쪽으로 추가 열을 운반하도록 허용함으로써 남극해의 기후 변화 영향을 완화하고 지연시키는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.
이 북쪽으로의 열 전달은 약 1000미터 상층 해양의 근본적인 전복 순환과 밀접한 관련이 있습니다. 남극해는 한편으로는 바람에 의해 움직이지만 소용돌이의 영향도 받습니다. 순환의 북쪽 성분은 더 강한 서풍으로 인해 증가하지만, 저해상도 기후 모델의 단순화된 소용돌이는 종종 남극 대륙으로 향하는 남쪽 성분의 이러한 요소를 과도하게 보상하는 것처럼 보입니다. 고해상도 모델에서 시뮬레이션된 소용돌이는 더 중립적인 동작을 보여줍니다.
종합적으로, 고해상도 모델에서 열 전달의 더 뚜렷한 변화를 볼 수 있습니다. 그 결과 남극을 둘러싸고 있는 바다는 더 천천히 따뜻해지고 빙상은 더 오래 안정 상태를 유지합니다.
"우리 연구는 남극 해빙의 기후 모델과 예측이 고해상도로 소용돌이로 가득한 바다를 현실적으로 모델링할 수 있게 되면 훨씬 더 신뢰할 수 있다는 가설을 뒷받침합니다."라고 Thomas Rakow는 말합니다.
"계속 증가하는 슈퍼컴퓨팅 성능과 새롭고 더 효율적인 모델로 인해 차세대 기후 모델은 이것을 귀찮은 일로 만들 것입니다."
2022-02-04 18:10:27
작가: Vitalii Babkin