현재 기후에서 인도·태평양 지역 태풍 발생 및 경로(위)와 이산화탄소 농도 2배 증가에 따른 태풍 발생 밀도 변화(아래). 위 그림에서 노란색 점은 태풍 발생지점, 붉은색 선은 경로이다. 아래 그림은 대기 중 이산화탄소 농도가 2배 증가했을 때 각 격자를 지나는 태풍의 밀도 변화이다. 파란색은 감소, 붉은색은 증가를 뜻하며 변화량이 클수록 원의 크기가 크다. /IBS 기후물리연구단대기 중 이산화탄소(CO₂) 농도가 현재의 2배로 높아지는 등 지구온난화가 심해지면 태풍 빈도는 줄지만 초속 50ｍ 이상 강풍을 동반하는 3등급 이상의 강한 태풍은 50%가량 증가할 것으로 분석됐다.
기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단 악셀 팀머만 단장(부산대 석학교수) 연구팀은 17일 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에서 대기 중 CO₂ 농도 변화에 따른 열대저기압 변화를 시뮬레이션해 이런 결과를 얻었다고 밝혔다.
연구팀은 대기를 25㎞ 크기로, 해양을 10㎞ 크기로 3차원 격자화하고 물리·역학 방정식을 이용해 대기 중 CO₂ 농도가 변할 때 각 격자점에서 일어날 수 있는 기후변동을 분석했다. 기존 연구보다 격자를 작게 하면서 계산량이 기하급수적으로 증가했으나 지난해 4월 가동을 시작한 IBS 슈퍼컴퓨터 알레프 덕을 봤다. 데스크톱 컴퓨터 1,560대의 성능을 갖춘 이 슈퍼컴퓨터는 초당 1,430조 번의 연산(1.43 PF)을 할 수 있으며 13개월 간의 연구에서 1TB 하드디스크 2,000개 분량의 데이터를 생성했다.
기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단의 악셀 팀머만 단장(왼쪽)과 이순선 연구위원시뮬레이션 결과 수증기와 에너지 증가로 인해 한번 발생한 태풍은 3등급 이상(Saffir-Simpson scale)으로 발달할 가능성이 커지는 것으로 분석됐다. 대기 중 CO₂ 농도가 2배 증가하면 초속 50ｍ 이상의 강풍이 부는 3등급 이상 열대저기압의 발생이 50% 증가할 것으로 예측됐다.
반면 적도와 아열대 지역의 대기 상층이 하층보다 빠르게 가열돼 해수면에서 가열된 공기가 상승하는 ‘해들리 순환’이 약해지면서 열대저기압 발생 빈도가 감소하는 것으로 나타났다. 이순선 연구위원은 “인도양과 태평양의 열대저기압 발생 빈도 감소에 영향을 미친다”고 설명했다.
만약 CO₂가 현재보다 4배 증가할 경우에는 태풍 발생 빈도는 더 증가하지 않지만 열대저기압에 동반한 강수량은 계속 증가해 현재보다 약 35% 더 많이 내릴 것으로 예측됐다. 팀머만 단장은 “이 연구는 해안 지대에서 극한 홍수 위험이 높아질 것임을 보여 준다”며 “지구온난화가 열대저기압에 영향을 미치는 메커니즘에는 더욱 복잡한 과정이 얽혀 있어 추가 연구가 필요하다”고 말했다. /고광본 선임기자 kbgo@sedaily.com
