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송하준 교수팀

송하준 교수팀, 바다가 열적 스트레스에 대한 회복력을 잃어버리고 있음을 밝혀 기상기후분야 국제 최고 권위 학술지 ‘Nature Climate Change’ 게재


사진 1. (왼쪽부터) 대기과학과 송하준 교수, 이채형 연구원(현재 University of Colorado, Boulder 박사과정), 최연주 박사, 조아진 박사과정생


우리 대학교 대기과학과 송하준 교수 연구팀이 인공위성 관측자료를 이용해 지난 40여 년 동안 해양이 열적 스트레스에 대한 회복력을 점차 잃어버리고 있음을 밝혀냈다. 이번 연구는 우리 대학교 송하준 교수팀이 주도하고, 메사추세츠공과대학(MIT) John Marshall 교수와 협업하여 진행되었으며, 연구 결과는 기상기후 분야 국제 최고 권위 학술지 ‘네이처 클라이밋 체인지(Nature Climate Change, IF 30.3, 상위 0.5%)’에 2월 6일(현지시간) 게재됐다.


지난 40여 년간 해수면 온도가 꾸준히 상승하는 가운데, 해양열파로 알려진 이상 고수온 현상의 발생이 증가하면서 해양 생태계뿐만 아니라 인간에게도 직·간접적인 영향을 미치고 있다. 일반적으로 해양은 이상 수온이 발생하더라도 일정 시간이 지나면 점차 원래의 상태로 회복되지만, 해양 환경 변화가 이러한 회복력에 미치는 영향은 명확히 규명되지 않았다.


그림 1. 이상 해수면 온도의 (a)평균지속시간과 (b)경향. (c-g)각 대양에서의 이상 해수면온도 지속시간(빨간선)과 해양열파 지속시간(검은선)의 시계열


연구팀은 위성에서 관측된 최근 40년의 해수면 온도 관측 데이터를 분석하여 해양의 회복력 변화를 추적한 결과, 모든 대양에서 회복력이 시간에 따라 감소하는 양상을 보였다. 1980년대에는 이상 해수면 온도가 회복되는 데 약 10일이 걸렸으나, 2020년대에는 20일 이상 소요되는 것으로 나타났다. 특히 원래 회복력이 상대적으로 약했던 해역에서 이러한 둔화 현상이 더욱 두드러졌다.


회복력 둔화의 원인을 밝히기 위해 연구팀은 자기회귀(AR(1)) 모델을 활용하여 이상 해수면 온도의 시간적 변화를 분석했다. 그 결과, 표층 해양의 회복력에 영향을 주는 주요 요인으로 (1) 혼합층 깊이, (2) 감쇠 효율, (3) 외부 강제력이 확인되었다. 해양 상층의 온도 상승으로 인해 해양 성층화가 강화되면서 열이 내부로 전달되기 어려워졌고, 바람 세기의 증가는 혼합층을 깊어지게 해 해수면 온도의 회복을 지연시켰다. 또한, 외부 강제력, 특히 해양 내부에서 제공되는 외부 강제력의 약화 역시 회복력 둔화의 원인으로 작용한 것으로 분석됐다.


표층 해양의 회복력 둔화는 상층 해양에서 해양 내부로의 열 확산 효율 감소를 의미한다. 그 결과 상층 해양의 과도한 열을 해소하는 과정에서 대기-해양 상호작용의 역할이 더 커졌으며, 이는 해양이 인간 활동으로 인해 발생한 초과 열을 흡수하는 능력이 감소했음을 시사한다. 또한, 이상 해수면 온도의 지속 시간이 길어지는 현상은 해양 열파 지속 시간의 증가 추세와 일치하는 것으로 나타났다.


송하준 교수는 “표층 해양의 회복력 둔화는 해양 생태계에 더 큰 열적 스트레스를 가할 가능성이 있으며, 해양열파 등으로 인해 생태계가 극단적인 온도에 노출될 위험을 증가시킬 수 있다”고 설명했다.


이번 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 수행되었으며, 이채형 연구원(University of Colorado, Boulder 박사과정)이 제1저자로 참여했다.


논문 제목: Observed multi-decadal increase in the surface ocean's thermal inertia
논문 주소: https://www.nature.com/articles/s41558-025-02245-w

연구진

  • 송하준 교수

    연세대학교 이과대학 대기과학

    HAJSONG@YONSEI.AC.KR

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