성층권돌연승온이란 무엇일까요?

성층권 돌연승온이란 무엇일까요?

성층권 돌연승온(Sudden stratospheric warming)의 성층권(stratosphere)은 지구 대기권의 한 부분입니다. 지표면에 가까워질수록 온도가 내려가며, 위로 올라갈수록 따뜻해지는 특성을 가지고 있습니다. 이는 지표면에 가까워질수록 온도가 상승하는 대류권과는 정반대의 현상입니다. 그리고 지구온난화(Global Warming)는 범지구적, 세계적 규모로 수십 년 이상 동안 점진적으로 변화하는 지구 기후의 변화 중에서도 계속 지속되고 있는 온도의 상승 쪽을 의미합니다.

즉 SSW라고도 줄여 말하는 성층권 돌연승온이란, 말 그대로 갑작스러운 성층권 부분의 온난화를 의미합니다. 이는 지표면 상의 날씨 변화를 이끌 수도 있으며, 성층권 높은 곳에서 급속하게 온난화가 일어날 때 일어나는 사건 또한 함께 설명합니다. 그렇다면 성층권 돌연승온은 정확히 어떤 상황을 의미할까요?

 

성층권 돌연승온 현상의 정의

최근 몇 년 동안의 극도의 추위와 겨울 눈사태는 대부분 성층권 돌연승온과 연관되어 있습니다. 이는 왜 온난화라고 불리는 현상인데 추위를 가져오는 걸까요?

성층권 돌연승온이라는 용어는 말 그대로 성층권에서 관찰되는 현상을 말합니다. 즉, 지구 표면에서 10km에서 50km 사이의 빠른 온난화를 의미합니다. 그리고 이 부근은 너무 높아서 우리 스스로는 따뜻함을 느낄 수 없습니다. 하지만, 보통 몇 주 후에, 제트 기류에 노크온 효과를 보기 시작할 수 있고, 이는 결과적으로 우리의 대류권의 낮은 기후에 영향을 미치게 됩니다. 하지만, 이런 성층권의 갑작스러운 온난화, 즉 성층권 돌연승온은 매년 일어나는 것도 아니고, 그렇다고 해서 항상 우리의 날씨에 영향을 주는 것도 아닙니다.

 

성층권 돌연승온의 발생 원인

그렇다면 왜 성층권 돌연승온 현상이 발생하는 걸까요?

매년 겨울에, 강한 서풍이 성층권 높은 곳의 극 주위를 돕니다. 이것은 성층권 극 소용돌이라고 불리는데, 이런 소용돌이가 북극의 높은 곳에서 차가운 공기를 순환시킵니다. 몇 년 동안, 극 소용돌이의 바람은 일시적으로 약해지거나 심지어 역방향으로 흐르는 경우가 있습니다. 그러면 극 소용돌이에 찬 공기가 매우 빠르게 내려가고 이로 인해 성층권의 온도는 며칠 동안 50°C까지 매우 빠르게 상승하게 됩니다. 그리고 성층권 높은 곳에서 찬 공기가 흩어지면서 차가운 공기가 성층권에서 대류권으로 가라앉을 때 제트 기류의 형태에 영향을 미칠 수 있습니다. 이것이 바로 우리의 날씨를 변화시키는 제트기류의 변화입니다.

 

성층권 돌연승온이 미치는 영향

그럼 성층권 돌연승온이 우리의 날씨에 어떤 영향을 미칠까요?

성층권의 갑작스러운 온난화는 때때로 제트 기류를 더 날아오르게 만들 수도 있는데, 이것은 고기압을 막는 넓은 지역을 만드는 경향이 있습니다. 일반적으로 이것은 북대서양과 스칸디나비아에서 형성됩니다. 이것은 영국을 포함한 북유럽은 건조하고 추운 날씨가 장기간 지속될 가능성이 있는 반면, 남유럽은 더 온화하고 습하며 바람이 부는 경향이 있다는 것을 의미합니다. 이들 지역의 경계에는 차가운 동풍이 발달해 실제로 기온이 떨어져서 눈이 내리는 경우도 있었습니다.

 

성층권 돌연승온을 예측하는 방법

만약 우리가 이 사건들을 미리 예측하는 것이 가능할까요?

현재 우리는 약 일주일 전에 각각의 성층권 돌연승온을 신뢰성 있게 예측할 수 있으며, 위성 및 다른 관측을 통해 그것들을 조기에 발견할 수도 있습니다. 이는 우리가 그것들이 어떻게 발달하고 우리의 미래 날씨에 영향을 미칠 수 있는지 확인할 수 있는 시간이 있다는 것을 의미합니다. 갑작스러운 성층권 돌연승온은 보통 지표면에서의 우리의 날씨에 영향을 미치는데 몇 주 혹은 한 달 정도가 필요합니다. 제트기류는 북반구와 남반구 전역에서 우리 대기의 높은 곳에서 서쪽으로부터 동쪽으로 지구를 일주합니다. 이들 중 하나인 폴라 나이트 제트기는 북극을 일주합니다. 때때로 평소의 서쪽 흐름은 자연적인 기상 패턴이나 북반구에 있는 큰 고기압의 영역과 같은 대기의 하부에서의 방해에 의해 방해될 수 있습니다. 이것은 폴라 제트를 흔들게 하고 이 흔들림 혹은 파도는 마치 해변의 파도처럼 부서지게 합니다. 그것들이 부서질 때, 그것들은 약해지거나 심지어 서풍을 역전시킬 수 있을 만큼 충분히 강할 수도 있고, 그것들을 동풍으로 휘두를 수도 있습니다. 이 일이 일어나면서 성층권의 공기는 극지방 캡으로 붕괴되어 압축되기 시작합니다. 그것이 압축되면서, 성층권 온난화가 일어납니다. 밝혀진 바에 따르면, 파도는 오직 서풍을 타고서 지구의 대기 주변을 움직일 수 있습니다. 우리 날씨의 변동은 대기를 통해 파도를 더 이상 이동하지 않는 성층권의 동풍으로 보내고, 대신 동풍을 부수고 강화하여 동풍이 더 낮아지게 합니다. 이 패턴은 동풍이 대기의 가장 낮은 부분인 대류권으로 내려갈 때까지 계속됩니다.