"대서양 해양순환 붕괴 땐 기후재난 못 막아…임계점 임박"

[이데일리 염정인 기자] 서울대학교 자연과학대학 연구진이 탄소중립 목표를 성공적으로 달성해도 대서양 해양순환(AMOC)이 임계점(Tipping Point) 근처에 도달했다면 광범위한 기후 재난이 초래될 수 있다는 연구 결과를 발표했다.

대서양 해양순환(AMOC) 붕괴에 의한 전 지구적 기후변화 패턴을 보여주는 자료다. a는 온도변화, b는 강수량 변화, c는 해수면 변화를 설명한다. (사진=국종성 서울대 지구환경과학부 교수팀 제공)

국종성 서울대 지구환경과학부 교수팀은 2일 연구 논문(탄소중립 시기에 따른 대서양 해양순환의 티핑포인트 발생 가능성 변화) 내용을 밝히며 “대서양 해양순환이 기후 시스템에서 얼마나 비선형적으로 반응하는지 증명하고, 탄소 농도를 안정화하더라도 임계점 근처에서의 대응 지연은 되돌릴 수 없는 기후 붕괴를 초래할 수 있음을 세계 최초로 규명했다”고 말했다.

대서양 해양순환은 기후변화의 핵심 임계 요소로 꼽히고 있다. 이른바 기후 시스템의 ‘엔진’으로서 전 지구적인 열과 염분을 순환시키는 역할을 수행하기 때문이다.

이번 연구로 지구온난화가 이어지면서 대서양 해양순환 강도는 점차 약화하고 있고 이로 인해 임계점에 근접하고 있음이 밝혀졌다. 여기서 임계점이란 안정 상태를 유지하던 특정 시스템이 작은 변화만으로도 급격하고 돌이킬 수 없는 대규모 변화를 만들기 시작하는 한계 지점을 말한다.

이는 탄소중립 목표를 성공적으로 달성해도 대서양 해양순환이 임계점에 도달한다면 시스템 스스로 붕괴를 가속화 하는 경로로 진입할 수 있다는 점을 시사한다. 연구팀은 기후모델을 활용한 대규모 앙상블 시뮬레이션을 분석해 탄소 배출량을 줄여 대기 중 이산화탄소 농도를 안정화하더라도 해양순환이 자체적인 관성에 의해 회복되지 않고 수 세기에 걸쳐 완전히 붕괴할 수 있다는 사실을 밝혀냈다.

아울러 임계점 근처에서 해양순환의 미래 운명을 결정짓는 핵심 요인이 대기 내부의 예측 불가능한 변동인 확률적 노이즈(Stochastic Noise)라고 설명했다. 가령 해양순환이 임계점 근처에 다다르면 시스템 안정성이 매우 낮아지는데 이때 그린란드 남쪽 해역 상공에서 발생하는 지속적인 고기압 이상 현상이 해양순환 붕괴의 결정적인 촉발자 역할을 한다는 것이다. 연구팀은 이 같은 확률적 노이즈의 구조적인 패턴과 물리적 기작을 세계 최초로 규명했다. 확률적 노이즈는 장기적인 기후변화와 달리 단기간의 날씨 변동이나 대기와 해양 간 복잡한 상호작용에 비롯되는 잡음으로 정의된다.

연구진은 탄소중립 성공 여부뿐만 아니라, 그 정책을 얼마나 조기에 시행하느냐가 해양순환 붕괴를 막는 데 핵심임을 입증했다고 자평했다. 이들 분석 결과, 기후 완화 조치가 5~10년만 지연돼도 해양순환이 임계점을 넘어 붕괴할 확률이 급격히 증가하는 것으로 나타났기 때문이다.

제1 저자인 오지훈 박사는 “현재의 기후 모델들이 해양순환의 안정성을 과대평가하고 있을 가능성이 크다”며 “실제 임계점은 예상보다 훨씬 가까울 수 있기에 더 강력하고 즉각적인 국제적 탄소중립 정책 수립이 시급하다”고 말했다.