엘니뇨-남방진동(ENSO)은 전지구 해양-대기 결합 시스템 중 가장 강력한 연도별 규모의 변화신호로서 열대지역과 전지구 해양, 날씨, 기후에 뚜렷한 영향을 미친다. ENSO는 원격상관(teleconnection)을 통해 서태평양 아열대 고기압, 몬순시스템 등 대기환류 이상을 일으킨다. 나아가서 전지구의 기온, 강수, 가뭄과 장마의 분포 및 태풍 빈도수와 강도에도 영향을 미친다. ENSO의 월별, 계절별, 연도별 규모의 변화를 정확이 예측하는 것은 기후 변화 대응에 있어서도 중요한 지도적 의미를 지닐 뿐만 아니라, 이는 국제과학 영역의 주요 이슈이기도 하다.
현재 국내외의 기후모델들은 열대편차 등의 공통적인 문제가 있어 ENSO의 예측 정확도에도 직접적인 영향을 미친다. FIO에서 개발한 해파연직혼합(wave-induced vertical mixing) 이론은 해양-대기 플럭스에서 파랑의 중요 역할을 규명하였을 뿐만 아니라, 세계 최초로 파랑 과정을 포함한 기후모형FIO-ESM을 구축함으로써, 더욱 정확한 단기 기후 예측이 가능한 새로운 계기를 제공하였다. 최신 개발된FIO-ESM v2.0은 해파연직혼합, 스톡스 표류(stokes drift)가 해양-대기 플럭스 작용에 대한 영향, 파랑 비말(sea spray)이 열 플럭스에 대한 작용 및 해수면 온도의 일변화 과정 등 4개의 특색 있는 물리 과정을 도입함으로써, 열대편차를 절반 이상 감소시켰다. 또한, 검증을 거쳐 ENSO모의와 후속 보고능력 모두를 대폭 제고하였다. 국제 최신평가 결과(Lee, et, al., 2021, GRL, doi: 10.1029/2021GL095041)에 따르면, FIO에서 개발한 신형 기후모델은 ENSO에 대한 모의 능력에 있어서 이미 국제 선진 수준을 점하고 있다고 보고 있다. 이를 기초로 차세대 단기 기후예측 시스템인 FIO-CPS v2.0을 개발하였고, 이는 현재 준 업무화 운행단계에 진입했으며, 예측 결과는 중국다모형결합예측시스템(CMMEv1.0)에 적용되고 있다. 동시에, 중국 기상국 기후연구 오픈 실험실 홈페이지에도 발표되었다. 이 시스템은 국가해양환경 예보센테의 춘계, 동계 기후 회의 등에 이용되었고, 중국 공산당 창립100주년 활동과 2022년 동계올림픽 등 중요한 활동에서도 기후보장 서비스를 제공하였다.
신형 기후모델을 통해 2021년 10월 1일부터 제공된 예측 결과에 따르면: 2021~22년 겨울에 강도가 약한 라니냐가 발생할 것이라고 한다. 적도 태평양 해수온도의 이상 신호가 올해11월에 정점을 찍을 것이고, 2022년 1월(그림1) 정상수치로 돌아올 것으로 보고있다. 올해 11월, 온도가 상대적으로 높은 칭짱고원(青藏高原), 서남지역, 동남 연해와 대만 지역을 제외한 기타 대부분 지역은 온도가 낮을 것으로 예상된다. 12월 이후, 중국 북방지역의 온도는 상대적으로 높을것이고, 남방지역은 추운날이 지속적으로 이어질 것으로 예상된다. 중국과 다르게 한국은 전체적으로 따뜻한 겨울을 보낼 수 있을 것으로 예측된다.(그림2)
그림1. FIO-CPS v2.0이 Niño 3.4에 대한 예측결과. 그림 중 검은색 실선은ERSSTv5, 파란색 실선은 집합평균결과, 파란색 점선은 10개 집합
그림2. FIO-CPSv2.0를 이용한 2021년 겨울철 지표온도 이상 예측 (단위: ℃)
[Key words : 자연자원부 제1해양연구소(FIO), 엘니뇨-남방진동(ENSO), FIO-ESM v2.0, FIO-CPS v2.0, 라니냐]
