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- 1955년부터 2021년 말까지 두 개의 독립적인 데이터 시리즈를 토대로
- 표면에서 2천 미터 깊이까지 해수 온도와 염분 및 기타 매개변수에 대한 측정값 평가
- 해양 온난화는 40도선 지역의 두 반구에서 가장 두드러져
- 화재, 산업 배기가스 그리고 기타 인위적 원인으로 인한 냉각 에어로졸 부족도 원인

바다, 또다시 최고 수온 기록 경신
지구 해양 온도는 인간이 측정한 그 어느 때보다 높다.

해양 열병: 
새로운 데이터에 의하면 지구의 바다는 인간이 측정한 그 어느 때보다 따뜻하다.
2021년에는 전 세계 해수 온도가 6년 연속 사상 최고치를 경신했다. 바다의 상층 2천 미터는 열의 형태로 약 14제타줄(Zetta Joule)의 추가 에너지를 흡수했다. 이 에너지양은 모든 인류의 연간 에너지 소비량의 28배에 해당한다. 이러한 발전의 원인은 지구 온난화다. 

 

▲ 2021년에는 전 세계 해수 온도가 다시 기록적인 수준에 도달했다. © Mihtiander / iStock

바다는 지구에서 가장 중요한 기후 완충 장치다.
그들의 물 덩어리는 현재 인위적인 온실 효과에 의해 생성된 열의 약 90%를 흡수한다.
조용하게 보이지만 결과가 없는 것은 아니다. 바다가 더 따뜻해지고 해양 열파가 증가하고 산소 함량이 감소하고 있다. 온난화로 인해 해수의 층화(層化)가 증가하기 때문에 열과 양분의 수직적 교환도 어려워 진다.

바다 온도의 새로운 기록

중국과학원의 리징 쳉(Lijing Cheng)이 이끄는 국제 연구팀은 최근 새로운 데이터를 기반으로 세계 해양의 "열병" 상태를 결정했다. 연구를 위해 표면에서 2천 미터 깊이까지의 해수 온도와 염분 및 기타 매개변수에 대한 측정값을 평가했다. 1955년부터 2021년 말까지 두 개의 독립적인 데이터 시리즈가 기초가 되었다.

결과:
2021년에 해수 온도가 다시 기록적인 값에 도달했다.
Cheng과 그의 동료들은 "2021년에 전 세계 바다는 인간이 측정한 그 어느 때보다 따뜻했다"며 "전반적으로, 지역과 전 지구적 일련의 측정은 1950년대 후반 이후 해양의 강력하고 상당한 온난화를 보여준다”고 보고했다.

▲ 그림 1. (위) 1958년부터 2021년까지의 전지구 상층 2000m OHC. 히스토그램은 연간 이상을 나타낸다. 1981–2010년 기준선과 비교하여 양성 이상은 빨간색 막대로, 음성 이상은 파란색으로 표시된다. 단위: ZJ. (하단) ONI 지수와 비교한 2005년부터 2021년까지의 OHC 시계열 추이. (출처: 관련논문 PDF파일 Another Record: Ocean Warming Continues through 2021 despite La Niña Conditions)

열 흡수 계속 증가

팀은 지난 1년 동안만 바다의 상부 2천 미터에서 열의 형태로 14제타줄의 추가 에너지를 흡수했다고 보고했다. 이는 14조 줄 또는 총 연간 에너지 소비량의 28배에 해당한다. 이것은 열 흡수와 그에 따른 해양 온난화가 장기 평균에 비해 다시 크게 증가했다는 의미다. 과학자들에 따르면 1958년 이후 10년마다 이전보다 더 따뜻해지고 있다.

콜로라도에 있는 미국 국립 대기 연구 센터(US National Center for Atmospheric Research)의 공동 저자인 케빈 트렌버스(Kevin Trenberth)는 "바다의 열 함량은 계속해서 가차 없이 증가하고 있다"고 말했다. 이 경향은 7개 주요 해역 모두에 영향을 미치며 자연 기후 현상으로 인한 단기 변동을 넘어선다고 연구팀은 설명했다. 올해 상반기에 라니냐 현상이 태평양에 우세하여 일반적으로 더 낮은 온도를 보장한다. 그러나 이것조차 새로운 더위 기록을 막기에는 역부족이었다.

▲ 그림 2. (a) 2021년 해양 열함량 편차 1981-2010 기준선. (b) 상부에 대한 OHC의 차이 2021년과 2020년 사이 2000m. (c) (b)와 같지만 NCEI/NOAA 데이터. 단위: 109 Jm-2. [다음에서 업데이트된 데이터 Cheng et al. (2017) (a) 및 (b), Levitus et al. (2012) (c)].

▲ 그림 3. (a) CESM1-LE 및 CESM1-SF 추정 기여도에서 0–2000 m OHC의 앙상블 평균 경향 (c)산업 및 (d) 바이오매스 에어러솔, (e) 온실 가스, (f) 토지 이용 및 토지 피복의 변화. 단위: 109 Jm–2. 점선 및 빗금친 영역은 양수 및 음수 추세가 표준 앙상블의 두 배를 초과하는 영역에 해당. (출처: 관련논문)

핫스팟과 해양 열파

평가에서 알 수 있듯이 해양 온난화는 40도선 지역의 두 반구에서 가장 두드러진다.
대서양과 남부 바다의 일부도 지난 수십 년 동안 불균형적으로 따뜻해졌다. 해류가 이에 대한 책임이 있지만 화재, 산업 배기가스 그리고 기타 인위적 원인으로 인한 냉각 에어로졸 부족도 원인이다.

▲ 그림 4. 1981-2010년 기준선과 비교하여 1955년부터 2021년까지 지역에서 관측된 2000m 상층 OHC 변화. 시계열(검정색)은 LOWESS(로컬 가중치. 스팬 너비가 24개월인 산점도 평활화). 회색 음영은 95% 신뢰 구간. [Cheng et al.에서 업데이트된 데이터. (2017)].

북태평양은 오랫동안 비교적 안정된 상태를 유지했지만 1990년대 이후 특히 급격히 따뜻해졌다. 측정 데이터에서 알 수 있듯이 2021년 수면의 온도는 1981년에서 2010년 사이 평균보다 약 2도 높았다. 300미터 깊이에서는 여전히 1도 더 있었습니다. 2021년 가을, 북태평양은 여러 해양 열파를 경험했다.

지중해는 또한 새로운 기록을 세웠다. 자료에 따르면, 온난화는 수십 년 전 해역의 동쪽 부분에서 처음 시작되어 서쪽으로 퍼졌다.

▲ 그림 6. 1981~2010년 기준선에 대한 2021년(1월~9월) 해양 온도 변화의 3차원 필드. 북태평양(30°-62°N)(상단) 및 남태평양(78°-30°S)(하단). IAP/CAS 데이터가 사용되며, 그림은 Seidov et al.에서 수정되었다. (2021).

끝이 보이지 않는다.

적어도 인공 기후 변화가 계속되는 한, 이 해양 온난화 추세의 끝은 당분간 보이지 않는다. 공동 저자인 Pennsylvania State University의 Michael Mann은 "바다는 CO2 배출을 유발하는 대부분의 열을 흡수한다. "배출량을 순 제로로 줄이지 않는 한 이 해양 온난화는 계속될 것이며 계속해서 새로운 기록을 경신할 것이다.”

이것은 또한 자연과 인간이 그 결과를 안고 살아야 한다는 것을 의미한다.
해양 온난화는 해양 생태계를 변화시키고 해수면을 상승시킬 뿐만 아니라 지구 기상 패턴에도 영향을 미치고 있다. "따뜻한 물은 기상 시스템에 영향을 미치고 더 강한 폭풍과 허리케인을 유발한다. 결과적으로 강수량과 홍수 위험도 증가한다"고 Cheng이 말했다.
(Advances in Atmospheric Sciences, 2022; doi: 10.1007 / s00376-022-1461-3)
출처: Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences
중국과학원 대기물리연구소

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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