기록적으로 포근했던 지난겨울과 달리 올해는 북극에서 쏟아지는 강력한 한파가 세계 곳곳을 강타하고 있습니다. 중국 베이징은 금세기 들어 최저기온을 기록했고 스페인 마드리드에는 50년만의 폭설이 쏟아졌습니다. 일본도 기록적인 폭설로 제설작업으로 숨진 사람이 50명이 넘었습니다. 우리나라도 예외가 아니어서 부산은 1월 상순기온으로는 98년 만에 최저기온을 기록했고 잦은 폭설과 한파로 기상 관측 이후 가장 포근했던 지난겨울과는 180도 다른 양상입니다.수 십 년 만에 최강이라 불리는 북극 한파가 왜 밀려왔을까요? 원인은 하늘 높은 곳에 있었습니다. 성층권 제트기류는 성층권을 질주하는 강력한 편서풍입니다. 우리가 흔히 말하는 제트기류는 대류권 제트기류를 말하는데 성층권에는 이보다 더 강력한 제트기류가 있습니다. 대류권 제트기류는 시속 200 km 안팎이지만 성층권 제트기류는 시속 350 km를 넘는 경우도 많습니다.

왼쪽 화면이 지난해 1월, 오른쪽이 올해 1월 성층권 제트입니다. 지난해는 성층권 제트가 도넛 모양으로 북극해를 에워싸고 시계 반대방향으로 회전하고 있습니다. 이 도넛 모양이 북극의 한기를 북극에 가둬두는 댐 역할을 했습니다. 그래서 지난해 우리나라는 유례없이 따뜻했습니다. 그러나 올해는 도넛 모양이 완전히 무너졌습니다. 아시아 대륙을 가로지른 편서풍이 러시아 연해주 부근에서 180도 유턴해 풍향이 동풍으로 바뀌었습니다. 북극해 주변에서도 서풍이 아니라 시계방향의 동풍이 불고 있습니다. (풍향은 바람이 불어오는 방향입니다. 동쪽에서 서쪽으로 부는 바람이 동풍입니다. 성층권제트의 움직임을 보려면 아래 동영상을 클릭하시면 됩니다.)

보통 겨울과 차원이 다르다! 전 세계를 휩쓰는 기록적 한파, 폭설의 원인은 성층권? [엠빅뉴스]

편서풍 제트기류가 갑자기 약해지거나 정 반대방향으로 흐르는 것. 성층권 제트가 붕괴됐습니다. 성층권과 대류권은 이어져 있기 때문에 성층권 제트가 붕괴되면 대류권 제트까지 무너집니다. 대류권 제트가 무너지면 남북으로 크게 출렁이며 이상한파와 폭설 등 기상이변을 일으킵니다.[김백민/부경대 환경대기과학과 교수]
"편서풍이 붕괴되면 그 영향이 그대로 대류권까지 전달돼 대류권 제트기류도 붕괴됩니다. 그래서 둑이 터지듯이 북쪽의 찬 공기가 남쪽으로 내려올 수 있는 그런 조건을 만들어내게 되는 것이죠."

성층권 제트기류가 붕괴된 원인은 두 가지로 추정됩니다. 하나는 역대 급으로 녹아내린 북극해, 또 하나는 연해주 동쪽 해역에서 단시간에 태풍처럼 발달한 저기압 즉 ‘폭탄저기압’입니다. 이 두 가지 현상은 지구의 대기대순환에 큰 요동을 만들어 성층권까지 도달하는 충격파를 줄 수 있습니다. 북극해가 녹고 폭탄저기압이 크게 발달하는 건 바다의 고온현상과 관련이 있습니다.

[김백민/부경대 환경대기과학과 교수]
"저기압이 (서태평양의) 고수온 현상 때문에 폭탄저기압으로 계속 성장하는 현상이 발생했습니다"

현재 서태평양과 북대서양의 수온은 평년보다 최고 3도에서 5도 가량 높습니다. 따뜻한 바다는 많은 수증기를 공급해 폭설이 강해집니다. 일본과 유럽 등 세계 곳곳에 눈 폭탄이 쏟아지는 이유입니다. 여기다 올 겨울에는 라니냐도 나타났습니다. 적도 부근 동태평양의 수온이 낮아지는 라니냐 현상은 서태평양을 더 뜨겁게 만들고 시베리아의 냉기를 동아시아로 끌어당기는 역할을 합니다.

올 겨울을 간단히 요약하면 ① 북극해가 녹고 서태평양 고수온 현상으로 폭탄저기압이 발달하면서 성층권에 충격을 줬고 ② 그 결과 성층권의 제트기류가 붕괴돼 북극의 한기가 쏟아져 내려왔습니다. ③ 따뜻한 바닷물은 막대한 수증기를 공급했고 이 수증기가 폭설로 돌변한 것으로 보입니다.

지난해와 올해 지구가 더워지는 현상은 지속됐지만 성층권 제트기류 붕괴와 라니냐 현상 등 다른 조건들이 달라지면서 북반구는 정 반대의 겨울을 맞고 있습니다. 지난 해 지구의 평균기온은 관측 이후 최고를 기록했고 해수면 온도도 사상 최고치를 경신했습니다. 기후전문가들은 기후 변화가 가속화될수록 날씨의 변동성이 커지고 극단적인 기상현상이 더 자주 나타날 것으로 전망합니다.

[김백민/부경대 환경대기과학과 교수]
"한반도는 전지구 평균보다 2배 정도 빠르게 해수면 온도가 상승하고 있습니다. 그래서 조건이 맞으면 폭설이 지금까지 경험하지 못했던 그런 강도로 내릴 수 있어서 항상 대비를 해야 된다고 생각합니다."

1월 하순으로 접어들고 있는데 남은 겨울은 어떨까요? 붕괴된 성층권 제트기류가 다시 제자리를 찾는 데는 시간이 걸립니다. 따라서 제트기류가 제 모습으로 돌아올 때까지 1월 하순과 2월에도 북반구 곳곳에서 한파와 폭설 등 기상이변이 속출할 가능성이 크다는 분석이 나오고 있습니다.