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지금까지 여름철 북극에는 번개가 없는 것으로 간주.
북위 65도 이상 3만5천개(2010년)에서 25만개(2020)로 증가.
고위도에서 여름 기온 0.3도 증가하면 번개는 3배씩 증가.

기후 변화 : 북극 주변에서 더 많은 번개가 치는가?
북극의 여름 기온에 따라 번개 발생 횟수가 증가한다.

북극에서도 번개 :
뇌우와 번개는 보통 따뜻한 기후에서 발생하는 경향이 있지만, 이제는 북극에서도 번개가 더 흔해지고 있다. 전 세계 낙뢰 측정 데이터 분석에 따르면 극북 지역의 낙뢰 횟수는 몇 년 동안 크게 증가했다. 이것은 북극 온난화 및 기후 변화와 관련이 있을 수 있다. 

▲ 극북 지역에서 번개가 증가하고 있으며 작년에 북극 근처에서도 방전이 발생했다.

 
번개는 대기에서 가장 강력한 방전이며 최대 10억 볼트에 도달할 수 있다. 심지어 반물질을 생성할 수도 있다. 일반적으로 열대 지방에서는 뇌우와 번개가 발생한다. 따뜻하고 습한 공기가 많이 상승하고 구름에서 전하 차이가 형성되기 때문이다. 이것이 여름에 가장 자주 번쩍이는 이유다. 그러나 이상하게도 겨울에는 바다에서 특히 강한 번개가 발생한다.

거의 북극에까지 번개

시애틀 워싱턴 대학의 로버트 홀즈워스(Robert Holzworth)와 연구원들은 최근 또 다른 이상한 현상을 관찰했다. 그들은 연구를 위해 전 세계 번개 모니터링 네트워크 WWLLN의 데이터를 평가했다. 여름철 북극(실제로 번개가 매우 드문 곳으로 여겨지는 지역)에 번개가 얼마나 자주 발생하는지, 그리고 그곳의 번개 빈도가 시간이 지남에 따라 변했는지 여부를 더 정확하게 알고 싶었다. 

▲ 일반적으로 모든 낙뢰의 0.5%만이 극한 북극지역에서 발생하며 따뜻한 열대 지역에서 훨씬 더 흔하다. © NASA

이는 2019년 북극에서 50km 떨어진 곳에서 발생한 낙뢰에 대한 보고에 의해 촉발되었다.
이에 따르면 이전에는 없었던 북쪽까지 관측되었다.

고위도 북극의 툰드라에서 지속적인 화재가 점점 더 자주 발화하고 있다는 관찰도 있다. 

번개 감지기의 수와 측정 네트워크의 감도가 시간이 지남에 따라 증가했기 때문에 연구원들은 북극 번개의 실제 발전을 결정하기 위해 이러한 인프라 증가도 고려해야 했다.

고위도 북극에 번개가 증가했다.

그 결과, 북위 65도 선을 넘어선 번개의 수는 2010년 약 3만 5천 개에서 2020년에 거의 25만 개로 증가했다고 Holzworth와 그의 팀은 말했다.
이러한 낙뢰의 대부분은 시베리아 극지역에서 발생했으며 캐나다와 알래스카에서는 낙뢰가 훨씬 적었다. "이것은 아마도 캐나다의 본토가 북쪽으로 북위 70도 이상으로 뻗어 나가는 반면 러시아에서는 육지의 많은 부분이 북위 77도 선까지 올라간다는 사실 때문일 것이다"라고 연구원들은 설명했다.

측정 네트워크의 개선된 감도를 고려하면 낙뢰 횟수의 증가도 지속된다.
분석은 이제 북극 근처에서도 더 빈번한 방전이 있다는 것을 확인했다.
“우리의 WWLLN 데이터는 무엇보다도 2019년 8월 13일에 반경 100km 내에서 하루에 발생한 위치가 잘 잡힌 32번의 낙뢰를 확인했다”라고 Holzworth와 그의 팀이 말했다.

온난화와의 선형 관계

고위도 북쪽 극지방에서 번개 활동이 증가하는 원인은 무엇일까?
이를 알아내기 위해 과학자들은 북극의 여름 기온 발달과 그달의 연간 번개 빈도를 비교했다. 고위도 북극 지역이 특히 더운 여름을 경험했을 때 번개 수치도 증가했다.

연구자들은 “고위도에서 번개의 비율은 여름 기온이 0.3도 상승할 때마다 3배씩 증가한다”라고 보고한 것처럼 거의 선형적인 관계가 된다. 그들의 관점으로는 지구 온난화가 북극의 번개 빈도에도 영향을 미친다는 분명한 표시다. 

결과적으로 눈이 적고 가뭄이 더 많이 발생하면 화재가 증가한다. 

▲ 고위도 북쪽 극지방에서 번개 활동이 증가하는 원인은 무엇일까? 사진은 핀란드 북쪽지역 번개 모습.

Holzworth와 그의 동료들에 따르면, 더 많은 북극 번개에 대한 추세는 기후 변화의 분명한 증상이다. "이 수치를 바탕으로 기온이 1.5도에 도달하면 북극 번개의 비율이 오늘날보다 61% 증가할 것으로 추측할 수 있다."

추가 확인 필요

이 연관성이 정말 그렇게 분명한지는 논란의 여지가 있다.
다른 연구에서는 지금까지 그러한 분명한 추세를 파악할 수 없었기 때문이다.
이것은 또한 연도 간의 변동 범위가 비교적 크고 뇌우 및 번개의 빈도에 다른 영향이 있다는 사실 때문이다. 예를 들어, 태양의 영향은 번개의 전체 빈도수를 증가시킬 수도 있다.

따라서 Holzworth와 그의 팀의 결론은 다른 측정 네트워크의 추가 데이터로 확인해야 한다. 다른 연구자들도 북극 번개와 온난화 사이의 연관성이 완전히 그럴듯하다고 생각하고 있다. (Geophysical Research Letters, ESSOAr Preprint, 2020; doi : 10.1002 / essoar.10504658.1)

출처 : Earth and Space Science Open Archive, Nature News

[더사이언스플러스=문광주 기자] "Green Soul makes Beautiful Planet" 

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