KIOST, 강한 태풍 만드는 고수온 정체·영향규명

38년간 발생한 312개의 태풍의 분석 기반 토출

비슷한 강도 태풍 고수온 해역 지나면서 급강화

네이처자매지 ‘지구·환경 커뮤니케이션즈 게재해

고수온 해역에서 가열된 바닷물과 대기 온도 차

수증기를 활발하게 공급하는 ‘수분 불균형’ 원인

강한 비구름 떼 촉진 해양-대기수분 불균형현상

강도 비슷한 태풍 고수온 해역에서 급강화 연구결과 네이처 자매지 ‘지구·환경 커뮤니케이션즈’게재

한국해양과학기술원(KIOST)은 고수온이 태풍에 미치는 영향을 규명하기 위해 지난 38년간 발생한 312개의 태풍을 분석한 결과, 비슷한 강도의 태풍이라도 고수온 해역을 지나면서 급강화된다는 사실을 밝혀냈고, 이를 네이처 자매지인 ‘지구·환경 커뮤니케이션즈(Communications Earth & Environment)’에 게재했다.

고수온이 태풍을 강화시킨다는 제목으로 KIOST 최환영과 박명숙을 비롯한 KMOU 김형석 등이 Communications Earth & Environment, 2024년 2월호(Marine heatwave events strengthen the intensity of tropical cyclones)에 올렸다.

분석 결과에 따르면, 태풍이 고수온(Marine Heatwaves) 해역을 지날 때 가열된 바닷물과 대기 사이에 온도 차로 인해 바닷물이 대기 중으로 수증기를 활발하게 공급하는 ‘수분 불균형(Moisture Disequilibrium)’ 현상을 강하게 발생한다고 한다.

이로 인해 대기 아래층에 형성된 태풍 중심에 많은 양의 수증기가 유입되면서 발생된 강한 비구름 떼가 많은 강수를 동반한 저기압성 소용돌이(Vortical Hot Tower)일으켜 기존 태풍의 순환을 강화시킨다.

각 해역에서 지난 30년 동안 관측(미국해양대기청)된 모든 해수면 온도 값 중 상위 10% 기준을 넘는 고온의 상태가 5일 이상 지속되는 경우와 바람이 반시계 방향으로 회전하는 10-30km 규모의 소용돌이가 태풍을 키운다.

1982~2019년 고수온 해역통과 128개 태풍과 일반 해 지나는 184개의 태풍을 비교하는 추적분석

반면, 일반 해역에서는 ‘수분 불균형’ 현상이 크게 발생하지 않기 때문에 바다 표면에서 대기 하층으로의 수증기 유입량이 고수온 해역보다 훨씬 적고, 비구름 떼도 약하게 나타난다는데 주안점을 두었다.

KIOST 해양 위성센터 박명숙 박사 연구팀은 대표적인 태풍 발생 해역인 북서태평양과 대서양의 고해상도 해수면 온도 자료(미국해양대기청/NOAA), 마이크로파 위성 강수 자료(미국항공우주국/NASA) 등의 활용 기반으로 지난 38년간(1982~2019) 고수온 해역을 지나는 128개 태풍과 일반 해역을 지나는 184개의 태풍을 비교·분석했다.

                            【고수온이 태풍을 강화시키는 주요 메커니즘 도식도】

(a) 태풍 최대강도일(LMI) 5일전(-5 day)은 고수온 해역에서 뜨거운 바다와 대기의 수분 불균형 현상이 잠열 속 교환(바다에서 대기 증발)을 촉진시키면서 대기층에 수증기를 공급한다.

해수 표면에서 해수면 온도 기준으로 공기 중에 최대 포함할 수 있는 수증기의 양과 약 10m 위 대기 수증기의 양 차이를 나타냈다.

b) 태풍 최대강도일(LMI) 3일전(-3 day)은 일반 태풍보다 약 1.5~2.5배 이상 강한 강수량을 동반한 비구름 떼가 태풍 중심에 발생하면서, 강한 강수량을 동반한 저기압성 소용돌이(Vortical Hot Tower)는 기존 태풍 순환을 강화시킨다.

이때 바람이 반시계 방향으로 회전하면서 10-30km 규모의 소용돌이를 형성한다.

(c) 태풍 최대강도일(LMI)은 고수온 해역을 지나는 태풍은 태풍 최대 평균 강도가 106.72 노트로 기존보다 약 35% 더 강화된다.

태풍 생애주기 최대강도 LMI: Lifetime Maximum Intensity

이 연구에 따르면 태풍이 일반 해역을 지날 때 최대강도는 평균적으로 78.80 노트(knot)지만, 고수온 해역에서는 평균 최대 강도가 106.72 노트(knot)로 약 35% 더 강해진다. 또한 강수량도 일반 해역을 지날 때 보다 고수온 해역을 지날 때 약 1.5~2.5배 증가한다는 사실을 확인했다.

대표적으로, 지난 2017년 중국 등에 큰 피해를 준 태풍 탈림(Talim)은 북서태평양의 고수온 해역(30º 이상)을 지나면서 태풍 최대 강도가 40 노트(knot)에서 120 노트(knot)로 강화된 사례가 있다.

장기간 발생한 수백 개 태풍과 고수온의 직접적 영향 규명 분석·추적한 연구는 세계 최초다

그간 고수온과 특정 시기에 발생하는 단일 태풍과의 상관관계를 규명하는 연구가 수행된 적이 있었으나, 본 연구처럼 장기간 발생한 수백 개의 태풍과 고수온과의 직접적 영향 규명을 위해 분석·추적한 연구는 세계 최초다.

고수온에 대한 정의는 2016년 처음으로 학계에 보고됐고, 이후 최근에야 고수온과 단일 자연 현상(태풍, 폭염, 저염수 등) 과의 직접적인 상관관계를 규명하는 연구가 시작됐기 때문이다.

호주 연방과학산업연구기구(CSIRO) Alistair Hobday, 호주 연구협의회(ARC) Lisa Alexander & Sarah Perkins, Progress in Oceanography, 2016년 2월호(A hierarchical approach to defining marine heatwaves / 고수온을 정의하는 계층적인 접근)

한마디로 이번 연구 결과는 고수온과 태풍의 직접적인 상호작용을 이해하는 데 중요한 계기를 제공했고, 이 결과는 향후 기후변화와 이상기상 현상을 예측하고 대응 체계를 구축하는 데 필요한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

아울러 본 연구는 해양수산부 ‘북서 태평양 온난화 진단 및 한반도 영향 태풍 발생·급강화 연구’와 한국연구재단 ‘인공지능을 이용한 위성-수치모델 기반 한반도 주변 태풍 강도 예측 시스템 개발 사업’으로 계속 연구를 추진 중이고, 현재 KIOST와 국립한국해양대학교(KMOU)가 참여하고 있다.

총사업비 250억 원(2024년 26.4억 원) / 2022.~2026. / 한국해양과학기술원 주관(연구책임자 김경옥 박사)

총사업비 6.42억 원(2024년 1.2억 원) / 2021.~2026. / 한국해양과학기술원 주관(연구책임자 박명숙 박사)

점차 심각해지는 기후 위기로부터 국민 생명과 재산을 보호하기 위해서는 해양과 대기 현상을 지속적인 주의 깊게 관찰해야 한다고 강조한 이희승 KIOST 원장은 “기후변화 대응을 위해 관련 연구 결과들이 실제 정책 수립에 적극 활용될 수 있도록 노력하겠다”고 어필했다.

KOMSA 전국 61개 주요 항로 여객선 운항 여부 사전 안내 예보 ‘날씨 경영 우수기업’ 3회 연속 선정

이런 날씨 영향은 바다를 누비는 선박 항로와는 아주 민감하고 밀접한 상황이라 전국 61개 주요 항로 여객선 운항 여부 사전 안내하는 한국해양교통안전공단(KOMSA) 역할은 아주 중요하다.

어선을 비롯한 도서민‧섬 여행객 안전을 지원하고 있는 ‘날씨경영 우수기업’ 3회 연속 선정돼 날씨를 정보 잘 활용했다는 평을 받았다.

이번 추석 연휴 귀향과 귀성길을 안내하는 한국해양교통안전공단(KOMSA)은 지역 방송사와의 송출 협업으로 안전한 길라잡이가 될 것으라고 강조했다.

한국해양교통안전공단(KOMSA)이 기상청이 주관하는 '날씨 경영 우수기업'에서 지난 2017년에 이어 올해로 3회 연속 선정됐기 때문이다.

‘날씨 경영 우수기업’ 선정 제도는 기업경영에서 기상 정보를 활용하여 매출액 향상·비용 절감, 인적·물적 피해를 예방하는 등 날씨 경영활동을 통해 부가가치를 창출하고 기상재해로부터 안전성을 획득한 기업 대상으로 선정하는 제도다.

공단은 기상 정보를 분석해 여객선 안전관리 현장에 적용하고, 도서민‧여객들의 편의 향상에 적용한 성과를 인정받았다.

이 공로는 목포‧인천‧완도‧군산‧제주‧포항 6개 지역 기항지 36곳에 ‘여객선 특화 지능형 CCTV’ 설치를 통해 그간 눈으로 확인이 어려웠던 항구 1.5km 밖의 너울성 파도나 바다 위 안개 정보 등 날씨 정보를 관측하고, 여객선 출항 통제를 판단하는 등 각종 재난 예방에 적극 대응을 통해 피해를 최소화했다.