고기후 패턴이 미래 온난화 단서를 제공하다

연구진이 고기후 데이터, 모델링, 그리고 해수면 온도 측정을 통해 미래 기후에 대해 더 자세히 알아보았다. 2016년 사진에서 보이는 서태평양 온난 풀Western Pacific Warm Pool을 기준점으로 삼아 다른 해양 지역 온도와 비교했다. 사진 제공: Yi Ge Zhang

by Rebecca Owen, Eos

이산화탄소(CO2) 농도 상승은 지구 대기 온도를 상승시키는 것으로 알려져 있다.

그러나 해양의 열 저장과 탄소 순환의 변화를 포함한 느린 피드백 과정으로 인해 이러한 온도 변화가 즉시 나타나지 않는 경우도 있다.

지구가 평형 상태equilibrium에 도달하는 데 수십 년, 심지어 수천 년이 걸릴 수도 있다. 

그러나 기후 모델마다 평형 상태에 도달하는 시점에 대한 추정치가 크게 다르다.

이러한 차이의 한 가지 이유는 "패턴 효과pattern effect", 즉 해수면 온도의 불균일한 변화가 대기 순환, 나아가 운량, 강수량, 열 전달에 영향을 미치는 독특한 해양 온난화 패턴을 만들어내는 방식 때문이다.

이러한 복잡한 요인들의 상호작용은 온난화를 증가시키거나 감소시키고, 온실가스에 대한 기후의 민감도를 형성할 수 있다. 

장기적인 온난화 패턴이 어떻게 될지 예측하는 한 가지 방법은 과거를 살펴보는 일이다.

특히 지구가 더운 기후를 경험한 시기의 고기후 데이터에서 패턴을 발굴하면 미래의 온난화 패턴에 대한 통찰력을 얻을 수 있다. 

장기적인 온난화 패턴을 예측하는 한 가지 방법은 과거를 살펴보는 일이다. 특히 지구가 더운 기후를 경험한 시기의 고기후 데이터에서 패턴을 발굴하면 미래의 온난화 패턴에 대한 통찰력을 얻을 수 있다. 

이거 장(Yi Ge Zhang)과 동료들은 1천만 년 동안 해수면 온도 기록을 분석해 이산화탄소 농도 상승 하에서 각 해양 지역의 상대적인 온난화를 파악했다. 연구 결과는 AGU Advances 저널에 게재되었다. 

이 연구는 지구에서 가장 크고 따뜻한 표층수인 서태평양 온난수역(Western Pacific Warm Pool)을 기준점으로 삼아, 해당 지역 해수면 온도 데이터를 다른 17개 해양 지역 데이터와 비교하여 지구 온난화 패턴을 확립했다. 

그런 다음 연구진은 이러한 고기후 데이터에서 나타난 온난화를 산업화 이전 수준에 비해 이산화탄소 농도가 네 배로 급격히 증가한 상황을 기반으로 온난화를 시뮬레이션하는 여러 모델의 결과와 비교했다.

연구진은 고기후 데이터와 모델링 결과가 특히 고위도 지역에서 수천 년 규모의 유사한 온난화 패턴을 보였다는 사실을 발견했다. 

그러나 두 자료를 지난 160년간 해수면 온도 측정치와 비교했을 때, 온난화 패턴에 약간의 차이가 있었다.

현대의 온난화는 여전히 해양 열 흡수 영향을 받는 일시적인 상태인 반면, 고古 온난화 패턴은 완전한 평형 반응을 나타낸다. 

연구진은 새로운 평형에 도달하는 데 수천 년이 걸릴 것이라고 지적한다.

이 연구는 현재의 일시적인 온난화와 비교할 때, 미래의 온난화 패턴은 북태평양, 북대서양, 남극해를 포함한 중위도 및 고위도 지역에서 더욱 강해질 것임을 시사한다.

이러한 고위도 지역 온난화는 이전 추정치보다 더 강할 가능성이 높으며, 세기 단위 예측보다는 밀레니얼 세대 수준에서 더욱 두드러질 것이다. 

More information: Xiaoqing Liu et al, Connecting Warming Patterns of the Paleo-Ocean to Our Future, AGU Advances (2025). DOI: 10.1029/2025av001719 

Journal information: AGU Advances 

Provided by Eos