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- 아마존 지역은 2만km 떨어진 히말라야의 기후에 영향 미쳐
- 아마존이 따뜻해지면 티베트도 따뜻해질 것
- 아마존 지역에 비가 더 많이 내리면 티베트에 눈이 적게 내린다.

기후: 지구 절반에 걸쳐 결합된 전복(顚覆) 요소
아마존 지역은 2만km 떨어진 히말라야의 기후에 영향을 미친다.

아마존 지역의 기후가 변하면 약 2만km 떨어진 티베트에 영향을 미칠 것이라는 연구 결과가 발표됐다. 기후 시스템의 이러한 요소와 기타 전복 요소는 글로벌 장거리가 서로 연결된다. 과학자들은 "자연 기후 변화(Nature Climate Change)"에서 기후 시스템의 지역적 변화가 지구 반대편에서도 심각한 전복 요소를 초래할 수 있는 위험을 증가시킨다고 경고했다. 

▲ 번호가 매겨진 기호는 지구 시스템의 잠재적인 티핑 요소를 나타내며, 노란색 파선은 이러한 티핑 요소2 사이의 가능한 연결을 나타내고 빨간색 실선은 이 기사에서 밝히지 않은 원격 연결을 나타낸다. 화살표는 영향의 방향을 나타낸다. (출처: 관련논문 Teleconnections among tipping elements in the Earth system / nature climate change / Published: 05 January 2023)

아마존 지역, 해빙 또는 북대서양 해류는 지구의 기후 시스템에 영향을 미치는 요소다. 특정 임계값에 도달하면 갑자기 새로운 평형 상태로 전환될 수 있다. 그린란드 빙상과 서남극 대륙의 일부는 이미 그러한 변곡점에 접근하고 있을 수 있다. 더 심각한 것은 이러한 전복 요소가 고립된 것이 아니라 피드백을 통해 서로 밀접하게 연결되어 있다는 것이다. 따라서 이러한 스위치 중 하나가 뒤집히면 도미노 효과에서 전체 기후 시스템의 균형을 깨뜨릴 수 있는 티핑 포인트의 전체 다단계를 발화할 수 있다.

숨겨진 장거리 연결 검색

Beijing Normal University의 텡류(Teng Liu)와 동료들은 이제 이러한 팁 요소의 결합이 얼마나 광범위한지 알아냈다. 연구를 위해 그들은 아마존 열대우림과 같은 팁 요소와 다른 팁 요소 사이에 장거리 연결에 대한 구체적인 징후가 있는지 조사했다. 이를 위해 지난 40년 동안 전 세계 6만5000개 이상의 서로 다른 노드에서 표면 근처 기온이 어떻게 변했는지 분석했다. Luis의 동료 진팡 팬(Jingfang Fan)은 "물론 아마존 지역 자체가 지구 시스템의 중요한 요소이지만, 이 지역의 변화가 세계의 다른 부분에 영향을 미칠 수 있는지와 방식에 대한 뜨거운 질문도 있다"고 설명했다. 삼림 벌채, 화재, 도로 건설 및 온난화로 인한 심각한 압박과 이러한 경향은 앞으로도 계속될 것이다.

아마존 지역과 티베트 고원은 연결되어 있다.

분석 결과 아마존과 적어도 두 개의 다른 티핑 포인트 사이에는 실제로 장거리 연결이 있다. 첫 번째는 서남극 빙상으로 이미 남미의 기후와 결합된 것으로 알려져 있다. 그러나 두 번째 장거리 연결은 지구 반 바퀴를 돈다. 보이지는 않지만 상당한 영향이 아마존 지역의 기온과 강수량을 히말라야 티베트 고원의 기후와 연결하기 때문이다. 이러한 티핑 요소 사이의 연결은 2만km의 거리에 걸쳐 있다. "우리는 아마존 지역의 극한 기후가 티베트의 극한 기후와 얼마나 강력하게 연관되어 있는지 보고 놀랐다"고 포츠담 기후 영향 연구소(PIK)의 공동 저자 위르겐 쿠어츠(Jürgen Kurths)는 말했다. “아마존이 따뜻해지면 티베트도 따뜻해질 것이다. 따라서 기온에는 양의 상관관계가 있다.” 반대로 강수량에 대한 피드백은 음수다. 아마존 지역에 비가 더 많이 내리면 티베트에 눈이 적게 내린다. 

▲ a, 큰 빨간색과 파란색 점은 시작 노드와 끝 노드를 나타내고 작은 점은 경로를 따라 전달되는 네트워크 노드다. 검은색 화살표는 전파 방향을 나타낸다. 이 경로에 대한 잠재적인 기상학적 해석은 다른 색상의 점선에 해당하는 세 부분으로 설명된다. (출처: 관련논문)

▲ b–e, 지구 온난화 조건에서 강력한 전파 경로. CMIP5(b,c) 및 CMIP6(d,e) 데이터 세트에서 이번 세기의 첫 번째(b,d) 및 마지막(c,e) 40년 경로를 비교하면 전체 패턴이 대부분의 모델에서 매우 안정적이라는 것을 알 수 있다.

세 단계를 통한 페어링

이 두 가지 티핑 요소가 연결되는 메커니즘은 기후 모델을 사용한 보다 자세한 분석에서 분명해졌다. 따라서 이 장거리 연결은 세 부분으로 구성된다. 첫 번째는 남아메리카의 동해안에서 남아프리카까지 뻗어 있으며 편서풍에 의해 대서양을 건너 아프리카로 불어오는 고기압 지역이 특징이다. 이 커플링의 두 번째 다리는 남아프리카와 북아프리카 및 중동을 연결한다. 연구팀은 "내열대 수렴대는 아프리카 몬순을 제어하고 따라서 남쪽에서 북아프리카로 부는 바람을 제어한다"고 설명했다. 마지막으로 세 번째 구간은 이 위도에서 우세한 서풍을 통해 북아프리카와 중동을 히말라야 지역과 연결한다.

티베트 고원도 티핑 포인트에 접근하고 있다.

Fan은 "처음으로 우리는 그러한 장거리 연결을 명확하게 식별하고 정량화할 수 있었다. 우리의 연구는 지구 시스템의 티핑 요소가 실제로 먼 거리에 걸쳐 서로 연결되어 있음을 확인했다. 아마존은 이것이 어떻게 전개될 수 있는지를 보여주는 중요한 예다”라고 설명했다.

분석 결과 티베트 고원의 적설량이 이미 티핑 포인트에 접근하고 있음이 밝혀졌다. 2008년부터 세계 정상에 있는 이 냉각 담요는 안정성을 잃어가고 있다. "그것은 지금까지 간과되었다"고 Kurths는 말했다. 티베트 고원은 외딴 위치에도 불구하고 강 유역에 있는 수백만 명의 사람들에게 중요한 저수지이기 때문에 중요하다.

"심각하게 받아들여야 할 위험"

“우리 연구는 단계별 기울기가 심각한 위험임을 강조한다. 지구 시스템의 연결된 티핑 요소는 서로에게 영향을 미쳐 잠재적으로 심각한 결과를 초래할 수 있다"고 PIK의 공동 저자 Hans Joachim Schellnhuber는 말했다. “분명히 말하자면, 기후 시스템 전체가 뒤집어질 가능성은 없다. 그러나 시간이 지남에 따라 아대륙 전이 사건은 전체 사회에 심각한 영향을 미치고 생물권의 중요한 부분을 위협할 수 있다.”

연구팀의 의견은 기후 보호 및 기후 변화에 대한 적응에서 장거리 연결 및 뒤집히는 전복 요소의 캐스케이드를 이전보다 더 많이 고려해야 한다는 것이다.
(Nature Climate Change, 2023; doi: 10.1038/s41558-022-01558-4)
출처: Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung 포츠담 기후 영향 연구소

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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