지구 온난화로 연속 라니냐 발생 증가

Nature 619권, 774~781페이지(2023)이 기사 인용

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측정항목 세부정보

대부분의 엘니뇨 현상은 산발적으로 발생하며 한 겨울에 최고조에 달하는 반면1,2,3, 라니냐는 엘니뇨 이후에 발생하여 2년 이상 지속되는 경향이 있습니다4,5,6,7. 1년 라니냐에 비해 연속적인 라니냐는 자오선 방향으로 더 넓은 동풍을 일으키므로 적도 태평양의 열 재충전 속도가 느려지고6,7 한랭 이상 현상이 지속되어 지구 기후, 생태계 및 농업에 장기간 영향을 미칩니다8,9,10 ,11,12,13. 수년간 지속된 라니냐 현상에 대한 향후 변화는 아직 알려지지 않았습니다. 여기서는 미래 온실가스 강제력에 따른 기후 모델을 사용하여14 저배출 시나리오에서 19 ± 11%, 고배출 시나리오에서 33 ± 13% 범위의 연속적인 라니냐의 빈도가 증가한 것을 발견했습니다. 배출량이 많은 시나리오에서 모델 합의가 더욱 강력해졌습니다. 온실 온난화 하에서, 아열대 북동 태평양의 평균 상태 최대 온난화는 섭동에 대한 지역 열역학적 반응을 강화하여 엘니뇨 따뜻한 이상 현상에 반응하여 20세기보다 더 북쪽으로 변칙적인 동쪽 기류를 생성합니다. 북쪽으로 확장되는 이상 패턴의 민감도는 적도 동태평양의 온난화 최대치에 의해 더욱 증가됩니다. 북쪽으로 확장된 동쪽 이상 현상과 관련된 느린 열 재충전으로 인해 1년차 라니냐의 한랭 이상 현상이 2년차 라니냐까지 지속됩니다. 따라서 역사적으로 연속된 라니냐 사건에서 볼 수 있는 극한 기후 현상은 아마도 21세기에 더 자주 발생할 것입니다.

엘니뇨-남방 진동(ENSO)은 따뜻한 엘니뇨와 추운 라니냐 현상을 불규칙적으로 번갈아 가며 발생하는 가장 강력한 연간 기후 변동으로, 전 세계 기상 패턴, 농업 및 생태계를 심각하게 파괴합니다15,16. ENSO는 시간적 진화에서 다양성을 보여줍니다. 특히, 대부분의 엘니뇨 현상은 북반구 겨울에 성숙된 후 빠르게 종료되는 반면, 라니냐 현상의 약 절반은 지속되다가 이후 1~2년 내에 다시 강화되어 다년간의 라니냐 현상이 됩니다1,17,18,19. 1년에 발생하는 라니냐 현상과 비교할 때, 2020~2022년과 같은 다년에 걸쳐 발생하는 라니냐 현상은 미국 남서부 지역의 가뭄과 산불8,9, 홍수 등을 포함하여 전 세계적으로 극단적인 기상 현상이 발생할 위험이 더 높거나 누적됩니다20. 동남아시아21,22 및 태평양과 대서양을 가로지르는 허리케인, 저기압 및 몬순의 변화된 패턴20,21,22,23. 다년간 지속되는 라니냐가 온실가스 온난화에 어떻게 반응하는가는 광범위한 환경적, 사회경제적 영향을 미치는 중요한 문제입니다.

라니냐 현상의 지속성은 종종 이전 엘니뇨의 진폭과 아열대 북태평양의 영향에 의해 조절됩니다. 다년간에 걸쳐 발생하는 라니냐 현상은 강한 엘니뇨를 따르는 경향이 있습니다4,5,6. 예를 들어, 20세기의 세 가지 극심한 엘니뇨 현상(1972/73, 1982/83, 1997/1998)은 모두 다년간의 라니냐 현상으로 이어졌습니다(확장 데이터 그림 1). 다년간에 걸쳐 발생하는 라니냐 현상은 강한 엘니뇨로 인해 발생하는 적도 태평양의 대규모 상층 해양 열 방출로 인해 기후 상태로 재충전하기 위해 두 번 이상의 라니냐 현상이 필요하기 때문에 발생합니다.24 라니냐 동안의 재충전 과정은 일반적으로 약하기 때문입니다. El Niño25와 관련된 방출보다.

또한, 아한대의 봄에 첫 번째 라니냐가 발생하는 단계에서 아열대 북태평양의 변칙적인 북동풍은 공변하는 차가운 해수면 온도(SST) 변칙과 함께 적도까지 남서쪽으로 확장됩니다(확장 데이터 그림 2). 북태평양 자오선 모드(NPMM)7,26,27의 단계. 음의 NPMM과 유사한 패턴은 적도 동부 태평양의 강력한 엘니뇨 관련 SST에 대한 길 유형 대기 반응으로 인해 증가된 온대 무역풍과 엘니뇨 대기 원격 연결에 의해 유발된 중위도 대기 변동을 특징으로 합니다. 또는 내부 확률론적 변동성30,31,32,33. 음의 NPMM과 유사한 패턴은 열역학적 공기-해양 상호 작용, 특히 바람-증발-SST(WES) 피드백34 하에서 대봄-여름에 자라고 지속되어 자오선 방향으로 넓은 라니냐의 발달을 선호합니다7. SST와 동풍 이상 현상의 자오선 방향으로 더 넓은 패턴은 중위도 지역에서 더 약한 음의 바람 응력 컬을 동반하여 적도 태평양의 재충전 속도를 늦춥니다6,7. 따라서 한랭 SST 이상 현상은 1년차 라니냐의 붕괴 단계를 통해 봄까지 지속되며 늦여름과 가을의 계절적 긍정적인 Bjerknes 피드백에 의해 강화되고35 아마도 또 다른 라니냐 현상으로 이어질 가능성이 높습니다.