해양의 움직임 둔화

Mar 14, 2023

작성자: Angela Colbert, Ph.D., NASA 제트 추진 연구소

북대서양의 해류 시각화. 색상은 해수면 온도를 나타냅니다(주황색과 노란색은 더 따뜻하고, 녹색과 파란색은 더 차갑습니다). 출처: NASA 고다드 우주 비행 센터

바다가 따뜻해지고 육지의 얼음이 녹으면서 해양 순환(해류에 의한 지구 주위의 열 이동)이 영향을 받을 수 있습니다. 더 많은 정보를 얻기 위해 현재 NASA 위성 및 기타 데이터를 이용한 연구가 진행 중입니다.

역동적이고 강력한 바다는 지구의 기후에 중요한 역할을 합니다. 이는 지구의 온도를 조절하고 대기에서 이산화탄소(CO2)를 흡수하며 물 순환에 연료를 공급하는 데 도움이 됩니다. 바다의 가장 중요한 기능 중 하나는 해류를 통해 지구 주위로 열을 이동시키는 것입니다.

대서양의 해류는 지구 기후에 특히 중요한 역할을 합니다. 기후 변화로 인해 대서양 전역의 남북으로 물의 이동이 약화되어 문제가 될 수 있습니다. 이유를 이해하는 데 도움이 되도록 대규모 해양 순환을 일으키는 원인을 살펴보겠습니다.

바람과 지구의 자전은 바다에 대규모 표면 해류를 생성합니다. 해양 분지의 서쪽 가장자리를 따라 흐르는 따뜻하고 빠른 해류는 적도에서 북극과 남극을 향해 열을 이동시킵니다. 그러한 해류 중 하나가 걸프 스트림(Gulf Stream)입니다. 이 흐름은 열대 지방에서 유럽으로 따뜻한 물을 운반하면서 북미 동부 해안을 따라 이동합니다. 이 따뜻한 물과 그것이 대기로 방출하는 열은 유럽이 미국 북동부와 캐나다보다 더 온화한 기후를 경험하는 주된 이유입니다. 예를 들어, 적도에서 북쪽으로 거의 같은 거리에 있는 뉴욕 시와 스페인 마드리드의 기후를 비교해 보세요.

밀도의 차이로 인해 심해에서 느리게 움직이는 해류가 발생합니다. 밀도는 단위 부피(얼마나 많은 공간을 차지하는지)당 물체의 질량(그 물체가 가지고 있는 물질의 양)입니다. 온도와 염도(염분도)는 모두 물의 밀도에 영향을 미칩니다. 차가운 물은 따뜻한 물보다 밀도가 높고, 짠물은 담수보다 밀도가 높습니다. 따라서 심해류는 일반적으로 표면에서 가라앉은 차갑고 염분이 많은 물로 만들어집니다.

표층수가 심해로 가라앉는 곳 중 하나는 북대서양입니다. 물이 증발하여 공기 중으로 열을 일부 방출하면 바다는 더 추워지고 염도가 더 높아집니다. 게다가 해빙이 형성되면 표층수는 얼고 소금만 남게 되어 남은 바닷물이 더 짜게 됩니다. 이 차갑고 염도가 높은 물의 밀도가 충분히 높아지면 깊은 바다로 가라앉습니다. 멕시코 만류로부터 더 따뜻하고 밀도가 낮은 물이 흘러들어가 가라앉는 물을 대체합니다. 이 움직임은 지구 주위로 열을 이동시키는 열염분 순환으로 알려진 해류의 글로벌 "컨베이어 벨트"에 전력을 공급하는 데 도움이 됩니다. 과학자들은 대서양 자오선 순환(AMOC)의 강도를 평가하기 위해 지표면과 심해에서 북쪽과 남쪽으로 흐르는 대서양의 흐름을 측정합니다.

인간의 활동으로 인해 대기 중 이산화탄소 농도가 증가함에 따라 지구의 공기와 바다 온도가 뜨거워집니다. 따뜻한 물은 밀도가 낮아 가라앉기가 더 어렵습니다. 동시에 그린란드의 빙상은 따뜻해지는 공기와 바다 온도로 인해 녹고 있으며, 녹은 얼음은 북대서양에 담수를 추가하고 있습니다. 이러한 변화로 인해 물의 염도가 감소하여 밀도가 낮아지고 가라앉기가 더 어려워집니다.

충분한 양의 물이 가라앉지 않으면 AMOC가 약해집니다. AMOC가 얼마나 약화되는지에 따라 강수량과 같은 지역적 기상 패턴이 바뀌고 작물이 자라는 장소와 방법에 영향을 미칠 수 있습니다. 수백 명의 과학자들의 연구를 포함하는 IPCC(국제 기후 변화 패널)의 최신 보고서에 따르면 AMOC는 기후 변화로 인해 "21세기에 걸쳐 약화될 가능성이 매우 높습니다".

온도와 해수면 기록을 사용하는 과학자들은 지난 세기 동안 AMOC의 강도를 추론해 왔으며, 증거에 따르면 AMOC가 이미 약화되었을 수도 있습니다. 그러나 지난 30년 동안의 직접 측정에서는 아직 그러한 감소가 확인되지 않았습니다.