엘니뇨-남방진동(ENSO)은 지구에서 가장 중요한 기후 변동으로, 따뜻한 엘니뇨와 차가운 라니냐 단계 사이를 불규칙하게 번갈아 가며, 해수면 온도를 변화시키고 열대 지방의 바람과 강우 패턴을 방해한다.

일반적으로 1년간 지속되는 엘니뇨와 달리 라니냐는 엘니뇨 이후 발생하는 경향이 있고, 다년간 지속되는 것이 특징이다. 또한 산불, 홍수, 허리케인, 사이클론 및 몬순 패턴 변경과 같은 장기적이고 종합적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.

최근 중국, 호주, 미국의 연구팀은 지구 온난화로 인해 수년에 걸쳐 라니냐 현상이 증가할 것이라고 밝힌 연구를 지난 7월 26일 『네이처(Nature)』에 게재했다.

연구팀은 결합 모델 상호 비교 프로젝트 6단계(Coupled Model Intercomparison Project Phase 6, CMIP6)에서 수집한 다중 기후 모델을 기반으로 향후 100년간 라니냐 현상의 예상 빈도가 증가할 것이라고 밝혔다. 구체적인 데이터를 보면, 온실가스 배출량이 낮은 시나리오에서는 19 ± 11%로, 배출량이 많은 시나리오에서는 33 ± 13%로 크게 증가할 것이라고 보고했다.

또한 연구팀은 라니나 현상의 증가를 뒷받침하는 메커니즘을 밝혀냈다. 본 연구의 공동 저자이자 중국과학원 해양학 연구소의 지아 판(JIA Fan) 박사는 "현재의 기후 조건에서, 북반구 겨울의 강한 엘니뇨 현상은 아열대 북태평양에서 음의 북태평양 자오선 모드(North Pacific Meridional Mode, NPMM)와 같은 반응을 유도해 이듬해 겨울 라니냐를 만들어낸다"라고 설명했다.

지구 온난화 속에서 엘니뇨는 일반적으로 태평양 평균 온난화 패턴에서 비롯되는 보다 효율적인 열대-아열대 상호 작용으로 인해 다년간의 라니냐를 더욱 유발한다. 20세기와 비교했을 때 아열대 북동 태평양의 온난화 가속화로 엘니뇨의 대류 이상 현상에 대해 NPMM과 같은 반응을 유도하며, 이는  북쪽으로 더 확장된다.

게다가 이상 현상 자체는 적도 동태평양의 온난화 가속화로 더욱 심화되고 있다. 현재 북쪽으로 확장되는 동풍은 적도 태평양의 열 재충전을 훨씬 더 지연시켜 낮은 온도의 해수면 온도(SST) 이상 현상이 첫 해의 라니냐가 붕괴될 때까지 훨씬 더 쉽게 지속되는 더 차가운 상층 조건을 남긴다. 이러한 이유로 다년간 지속되는 라니나 현상이 발생하게 된다.

지아 판 박사는 이 연구 결과가 "다년간 증가한 라니냐의 악영향을 완화하기 위해 온실가스 배출량을 줄여야 한다"는 요구를 강화한다고 말했다.

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Global Warming Will Cause More Multiyear La Niña Events: Study

The El Niño–Southern Oscillation (ENSO) is the Earth's most consequential interannual climate fluctuation. Alternating irregularly between warm El Niño and cold La Niña phases, it brings shifts in ocean surface temperature and disrupts wind and rainfall patterns across the tropics. 

Unlike El Niño, which usually lasts one year, La Niña tends to develop after an El Niño and lasts for two consecutive years or more. This is known as a multiyear La Niña event and exerts prolonged and aggregated impacts, such as increased wildfires, flooding, and altered patterns of hurricanes, cyclones, and monsoons. 

Recently, researchers from China, Australia and the U.S. have revealed that multiyear La Niña events are expected to increase under global warming. 

The study was published in Nature on July 26.

Based on multiple climate models collected by the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6), the researchers reported a significant increase in the projected frequency of multiyear La Niña events over a 100-year period, from 19 ± 11% in a low greenhouse gas emission scenario to 33 ± 13% in a high emission scenario.

They then revealed the mechanisms underlying this projected increase. "Under present-day climate conditions, a strong El Niño in the boreal winter induces a negative North Pacific Meridional Mode (NPMM)-like response in the subtropical North Pacific, producing a La Niña in the ensuing winter with meridionally extensive sea surface temperature (SST) and easterly wind anomalies," said Dr. JIA Fan from the Institute of Oceanology of the Chinese Academy of Sciences (IOCAS), co-corresponding author of the study. 

These meridional patterns correspond to a weak negative wind stress curl in the off-tropics, resulting in a slow recharge of the upper ocean, which is conducive to persistence of the first year La Niña condition into the second year. 

Under global warming, El Niño is generally more efficient at triggering a multiyear La Niña due to more efficient tropical-subtropical interaction, which essentially results from a Pacific mean-state warming pattern. Compared with the twentieth century, a faster warming in the subtropical northeastern Pacific induces an NPMM-like response to El Niño's convective anomalies that is both more sensitive and extends farther north. 

Furthermore, the anomalies themselves are intensified by faster warming in the equatorial eastern Pacific. The easterlies, which now extend farther north, cause an even slower heat recharge of the equatorial Pacific, thus leaving a colder upper-ocean condition that makes it much easier for the cold SST anomalies to persist through the decay of the first-year La Niña. For these reasons, more multiyear La Niña events are expected to occur. 

"These findings suggest that weather extremes as seen during the 2020–2022 La Niña will probably occur more frequently in the near future," said Dr. GENG Tao from Ocean University of China, first author of the study. 

Dr. JIA said the results of this study strengthen calls "to reduce greenhouse-gas emissions to alleviate the adverse impacts of increased multiyear La Niña." 

[출처 = Chinese Academy of Sciences(https://english.cas.cn/newsroom/research_news/earth/202307/t20230725_333862.shtml) / 2023년 7월 27일]

[번역 = 배민지 차장]