미국·유럽 동시 덮친 거대한 열 덮개 70년간 3배 늘었다

작성일 07-01

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 미 펜실베이니아대 연구진 준공진증폭 현상 증가 현상 발견 홍수·산불·폭염 지역 심화 현상 관련 
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 <img alt="지난 6월 28일 스페인 마드리드에서 여름 첫 폭염이 몰아친 가운데, 마드리드 리오 레크리에이션 지역에서 사람들이 물 분수 아래에서 더위를 식히고 있다. /AFP" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202507/01/chosunbiz/20250701054643404ogft.jpg" data-org-width="5000" dmcf-mid="FnQbAEP3i5" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202507/01/chosunbiz/20250701054643404ogft.jpg" width="658">
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 지난 6월 28일 스페인 마드리드에서 여름 첫 폭염이 몰아친 가운데, 마드리드 리오 레크리에이션 지역에서 사람들이 물 분수 아래에서 더위를 식히고 있다. /AFP
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 미국과 유럽 지역에 40도가 넘는 이례적인 불볕더위가 동시에 덮치면서 수천만 명이 심각한 폭염에 시달리고 있다. 스페인 일부 지역에선 한때 기온이 46도까지 치솟아 6월 중 최고 기록을 세운 것으로 나타났다.
 과학자들은 미국과 유럽을 동시에 강타한 폭염 원인으로 열돔을 꼽고 있다. 이런 가운데 1950년 이후 기상 현상인 열돔과 관련 대기 현상이 3배나 증가했다는 연구 결과가 나왔다.
 영국의 파이낸셜타임스(FT)는 29일(현지 시각) 미국 펜실베이니아대 연구진의 연구를 인용해 기후 변화의 영향으로 지난 1950년 이후 폭염과 홍수, 산불에 영향을 주는 정체된 대기 현상이 거의 3배 증가한 것으로 나타났다고 보도했다.
 최근 프랑스와 스페인, 그리스 등 유럽 일부 국가에서는 고기압이 열을 가두는 현상인 열돔이 형성되면서 이례적인 불볕더위를 겪고 있다. 스페인 국립기상청에 따르면 지난 28일 남부 내륙 마을인 엘 그라나도에서는 6월 관측 사상 최고 온도인 46도까지 올라간 것으로 기록됐다. 지난 26일 아테네 남쪽에서 발생한 대형 산불로 수니온의 관광 명소인 포세이돈 신전으로 이어지는 해안 도로가 폐쇄됐는데 당시 기온이 40도에 달했다.
 영국 기상청은 이번 주 초반에 더 높은 기온이 나타날 가능성이 높다고 밝혔다. 영국 남동부와 웨일스 동부 지역에서는 최고 기온이 35도에 달할 것으로 예보됐고 런던도 35도까지 올라갈 수 있다고 경고했다. 영국 기상청은 “일부 지역에선 열대야가 이어지면서 당분간 20도 이하로 떨어지지 않을 것”이라고 전망했다.
 미국은 최근 1주일 새 2800개 고온 기록을 깼다. 7개 주가 같은 날 6월 역대 최고치를 경신했고 밤 최저 기온이 28도로 역대 가장 따뜻한 밤을 기록했다. 25일 뉴욕 맨해튼의 기온은 37도까지 올라가고 존 F. 케네디 공항은 38.9도까지 치솟았다.
 미국 서부와 캐나다 전역은 산불과 치명적인 도심 폭염을 겪고 있다. 녹지 공간이 부족한 저소득층 지역에서 콘크리트 복도 위로 열돔이 형성돼 연립주택, 버스, 보도를 무더위의 위험 지역으로 만들고 있다. 한반도도 남쪽의 덥고 습한 공기가 유입되면서 전국적으로 찜통더위와 열대야가 이어지고 있다.
 반면 다른 아시아에선 심각한 물난리를 겪고 있다. 중국 남서부 지역에선 지속적인 저기압의 영향으로 홍수가 발생해서 사망자가 발생하고 수천 명이 대피했다. 중국 기상청은 구이저우, 윈난, 쓰촨 일부 지역에 극심한 폭우가 내릴 것이라고 경고했다. 파키스탄과 인도 북부에서도 돌발 홍수에 따른 사망자가 보고됐다.
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 <img alt="2023년 8월 말 준공진증폭이 발생할 당시 제트 기류 구성." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202507/01/chosunbiz/20250701054645044buwx.jpg" data-org-width="3746" dmcf-mid="3o2png9HRZ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202507/01/chosunbiz/20250701054645044buwx.jpg" width="658">
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 2023년 8월 말 준공진증폭이 발생할 당시 제트 기류 구성.
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 열돔은 뚜껑이나 모자로 덮은 것처럼 대기가 뜨거운 공기를 가두어 극심한 열을 발생시키는 기상 현상이다. 강한 고기압 대기 상태가 비정상적으로 오랫동안 머물며 대류와 강수를 방해하고 뜨거운 공기를 특정 지역에 가둬 둘 때 나타난다. 열돔은 주로 여름철 고기압과 약해진 제트 기류가 합쳐질 때 발생한다. 영국 왕립기상학회에 따르면 제트 기류 위치와 강도에 따라 그리스 문자 오메가(Ω) 형태의 블록과 같은 막힘 상황이 나타난다. 고기압이 두 저기압 사이에 끼어 이런 모양을 형성한다.
 미국 펜실베이니아대 마이클 만 교수 연구팀은 폭염과 폭우와 같은 기상 현상의 배후에 준공진증폭(Quasi-resonant amplification·QRA)이라고 알려진 현상이 있으며 1950년 이후 지난해까지 75년간 발생 빈도가 3배 가까이 늘어났다고 국제 학술지 미국립과학원회보(PNAS)16일자에 소개했다.
 이번 연구 공동 저자인 미국립로렌스버클리연구소 마이클 웨너 선임 과학자는 “지금까지 기온 상승에 따른 기후 변화의 열역학적 영향은 잘 알려졌으나 극한 기상을 유발하는 역학적 과정에 대한 해석은 훨씬 어려운 문제”라며 “이번 연구는 대기 운동의 이런 복잡한 측면에서 중요한 변화를 발견했다”고 말했다.
 준공진증폭은 8~15㎞ 상공에서 부는 좁고 빠른 공기 흐름인 제트 기류에 있는 행성파(지구 자전으로 대기 중에 나타나는 파동)가 증폭되고 갇히면서 정체되는 현상이다. 한 지역의 기상 패턴을 장기간 정체시켜 폭염과 홍수, 산불을 유발하는 원인으로 지목된다. 이번에 미국과 유럽을 강타한 열돔이나 중국에서 발생한 폭우처럼 특정 지역에만 극심한 기상 현상을 지속시킨다.
 쉐커 리 박사후연구원은 “파동의 강도와 지속 시간을 증가시켜 종종 장기간 극한 기상 현상으로 이어지는 원리”라고 설명했다. 지구를 둘러싼 빠르게 움직이는 공기 띠인 제트 기류의 파동이 증폭되면서 대기 현상이 극적으로 늘어나면서 더위, 산불, 홍수가 늘고 있다.
 최근 20년 동안 북반구 중위도에서는 기록적인 여름철 극심한 더위가 여러 번 발생했다. 2003년 유럽의 폭염, 2010년 러시아의 폭염, 2011년 미국 텍사스의 폭염과 가뭄은 대표적인 사례다. 2021년 태평양 북서부 열돔 사례는 이 가운데 가장 심각한 사례로 평가된다.
 당시 미국 오리건주 포틀랜드에서는 기온이 47도, 워싱턴주 시애틀에서는 42도를 넘었고, 6월 말에서 7월 초까지 이어졌다. 연구진의 분석 결과 준공진증폭을 통해 토양에 수분이 부족해졌고 하층 대기에 온난화가 증폭되면서 전례 없는 폭염이 발생한 것으로 나타났다.
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 <img alt="1950년부터 2024년까지 북반구 여름 준공진증폭(QRA) 사건 계수의 시계열. ERA5(5세대 국제 기후대기 재분석) 데이터를 기반으로 한 연간 QRA 계수(단위 없음)는 파란색 선으로 표시. 세 가지 관측 표면 온도 시리즈(GISTEMP, HadCRUT4, Cowtan 및 Way 데이터 세트)를 사용해서 QRA 유리 조건과 관련된 온도 지문인 QRA 지문 시리즈(단위 없음)는 각각 녹색, 주황색, 빨간색 선으로 표시된다. QRA 지문 시리즈(1950년부터 2016년까지 사용 가능)는 연간 QRA 계수 시리즈와 차원적으로 일치하도록 중앙에 배치하고 크기를 조정해서(재료 및 방법 의식6) 두 시리즈를 직접 비교할 수 있다. 중복 기간 동안 각 시리즈의 선형 추세는 두꺼운 점선으로 표시되며 해당 기울기는 범례 내의 괄호 안에 표시된다. 선형 추세는 2024년까지 전체 QRA 사건 수에 대해서도 표시(얇은 점선)." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202507/01/chosunbiz/20250701054646399ivze.jpg" data-org-width="986" dmcf-mid="0Vos7ByjeX" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202507/01/chosunbiz/20250701054646399ivze.jpg" width="658">
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 1950년부터 2024년까지 북반구 여름 준공진증폭(QRA) 사건 계수의 시계열. ERA5(5세대 국제 기후대기 재분석) 데이터를 기반으로 한 연간 QRA 계수(단위 없음)는 파란색 선으로 표시. 세 가지 관측 표면 온도 시리즈(GISTEMP, HadCRUT4, Cowtan 및 Way 데이터 세트)를 사용해서 QRA 유리 조건과 관련된 온도 지문인 QRA 지문 시리즈(단위 없음)는 각각 녹색, 주황색, 빨간색 선으로 표시된다. QRA 지문 시리즈(1950년부터 2016년까지 사용 가능)는 연간 QRA 계수 시리즈와 차원적으로 일치하도록 중앙에 배치하고 크기를 조정해서(재료 및 방법 의식6) 두 시리즈를 직접 비교할 수 있다. 중복 기간 동안 각 시리즈의 선형 추세는 두꺼운 점선으로 표시되며 해당 기울기는 범례 내의 괄호 안에 표시된다. 선형 추세는 2024년까지 전체 QRA 사건 수에 대해서도 표시(얇은 점선).
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 연구진은 유럽중기예보센터(ECMWF)에서 생산하는 5세대 전 지구 기후 재분석 자료(ERA5)를 활용해 1950년부터 2024년까지 나타난 준공진증폭 현상을 분석했다. 이 자료는 1940년부터 현재까지 지구 대기, 지표면, 해양에 대한 포괄적인 4차원 관점을 제공하며, 매시간 업데이트되는 고해상도 자료이다.
 연구진에 따르면 지구 온난화가 이어지면서 준공진증폭 현상은 더 빈번해지고 있다. 과학자들은 QRA 현상을 식별하기 위해 제트 기류의 특정 패턴을 찾았다. 제트 기류에 포함된 대기 파동 구조를 노래의 음표처럼 여러 구성 요소로 분해하는 스펙트럼 분석 기술을 파동을 분리하고 시간에 따른 강도와 지속 시간을 추적했다.
 만 교수는 “QRA 현상이 발생하려면 행성파 파동이 대기 중에 갇혀 공진하는 조건이 맞아야 한다” “최근 북극 온난화와 육지 해양 열적 대비 환경은 이런 환경 조건에 점점 잘 맞아가고 있다”고 말했다.
 연구진은 강력한 엘니뇨 현상의 성숙기에 이런 공진 증폭 현상의 빈도가 증가한다는 사실을 알아냈다. 엘니뇨는 열대 동태평양 해역의 해수면 온도가 평년보다 높은 상태로 지속되는 현상이다. 리 연구원은 “엘니뇨 남방 진동(ENSO) 현상이 발생하는 동안 열대 태평양 전역에서 열과 대류가 변화하며 외부로 파장이 퍼져 제트 기류의 구조와 강도를 바꾼다”며 “이 과정에서 행성파 공진이 발생하는 대기 상태에 미묘한 영향을 미친다”고 설명했다.
 인간이 유발한 지구온난화는 제트 기류와 기타 순환 체계에 영향을 주며 극심한 기상 현상을 더욱 빈번하고, 지속적이며, 심각하게 만들고 있다. 하지만 연구진은 이런 현상의 빈도와 영향력이 커지고 있음에도 불구하고, 현재의 기후 모델은 이를 완전히 포착하지 못하고 있다고 지적했다.
 리 연구원은 “현재의 기후 모델이 준공진증폭 현상을 제대로 포착하지 못하고 있다”며 “현재 모델이 파괴적이고 치명적인 여름철 극한 기상 현상의 증가 가능성을 과소평가하고 있을 가능성이 높다”고 말했다.
 만 교수도 파이낸셜타임스와 인터뷰에서 “지구 온난화가 지속됨에 따라 이번에 유럽과 북미에서 동시에 발생한 이중 열돔이 더 자주 나타날 가능성이 높다”고 말했다.
 아만다 메이콕 영국 리즈대 교수는 “여름철 일반적인 날씨로 여겨지던 것은 과거의 개념이고 앞으로는 날씨 패턴의 변화와 제트 기류로 기온과 강수량의 극단적인 현상이 규칙적으로 나타날 것”이라며 “기온 기록이 정기적으로 큰 폭으로 경신될 것으로 예상되며 온실 가스의 지속적인 증가로 인해 더위가 심화할 것은 확실하다”고 덧붙였다.
 참고 자료
 PNAS(2025), DOI : https://doi.org/10.1073/pnas.2504482122
 PNAS(2024), DOI : https://doi.org/10.1073/pnas.2315330121
 Science Advances(2018), DOI : https:// doi.org/10.1126/sciadv.aat3272
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