26일 제8호 태풍 '바비' 영향권에 들어간 제주에서 강풍 피해가 발생하고 있다. 이날 오전 7시44분 서귀포 회수동에서는 가로수가 도로 위로 쓰러지면서 통행에 차질이 빚어졌다. 사진은 소방이 안전조치를 하고 있는 모습.(제주소방안전본부 제공)2020.8.26/뉴스1 © News1 홍수영 기자

기초과학연구원(IBS)의 악셀 팀머만 기후 물리 연구단장 연구팀이 대기 중 이산화탄소 농도가 2배 증가하면 3등급 이상의 강한 태풍이 50%가량 증가하고, 약한 태풍의 발생은 감소할 것으로 예측했다. 올해 8월 한반도 남부 및 서부 지역에 피해를 일으킨 태풍 '바비'가 3등급에 해당한다.

과학기술정보통신부와 IBS는 이같은 내용의 연구 성과가 17일 오전 4시 국제학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에 게재됐다고 밝혔다.

이번 연구 결과는 연구진이 IBS의 슈퍼컴퓨터 알레프(Aleph)를 이용해 대기 중 이산화탄소 농도 증가에 따른 기후 변화 시뮬레이션을 통해 열대저기압 변화를 분석한 결과다.

태풍과 허리케인 등 열대저기압으로 매년 수백만 명의 사람들이 피해를 입지만, 지구 온난화가 열대저기압의 발생 및 세기에 어떤 영향을 미치는지는 명확하게 밝혀지지 않았다.

지난 20여 년간 진행된 기후모형 시뮬레이션 연구는 주로 격자 간격이 큰(약 100km 이상) 저해상도 기후모형을 이용해 왔기 때문에 열대저기압과 같은 작은 규모의 대기와 해양 간 상호작용이 상세히 시뮬레이션 되지 않아서 불확실성이 크다는 한계가 있었다. 격자가 조밀하면 더 상세한 분석이 가능하며 이전 세대의 기후 모형에 비해 해양 온도를 잘 시뮬레이션 한다는 장점이 있다.

연구진은 대기와 해양을 각각 25km와 10km의 격자 크기로 나눈 초고해상도 기후모형을 이용하여, 태풍·강수 등 규모가 작은 여러 기상 및 기후 과정을 상세하게 시뮬레이션했다. IBS는 "이는 지금까지 전 세계에서 수행된 미래 기후 변화 시뮬레이션 연구 중 격자 간격이 가장 조밀한 결과"라며 "생성된 데이터는 1TB(테라바이트) 하드디스크 2000개에 달하는 용량"이라고 밝혔다.

노란색 점은 태풍 발생지점, 붉은색 선은 경로를 의미한다. 아래 그림은 대기 중 이산화탄소 농도가 2배 증가했을 때 각 격자를 지나는 태풍의 밀도 변화를 나타는 것으로, 파란색은 감소, 붉은색은 증가를 나타낸다. 변화량이 클수록 원의 크기가 크다. (과학기술정보통신부 제공) 2020.12.16 /뉴스1

연구진은 대기 중 이산화탄소가 2배 증가하면 적도 및 아열대 지역에서의 대기 상층이 하층보다 더욱 빠르게 가열되어 기존에 있던 대규모 상승 기류(해들리 순환)를 약화하고, 이로 인해 열대저기압의 발생 빈도가 감소한다고 밝혔다.

반면, 대기 중 수증기와 에너지는 계속 증가하기 때문에 태풍이 한 번 발생하면 3등급 이상의 강한 태풍으로 발달할 가능성이 약 50% 높아진다고 분석했다.

이산화탄소가 현재보다 4배 증가한 시뮬레이션에서는 강력한 열대저기압의 발생 빈도가 이산화탄소 농도를 2배 증가시킨 시뮬레이션에 비해 더 증가하지는 않았다. 하지만 각 열대저기압에 의한 강수량은 계속 증가하여 현재 기후 대비 약 35% 증가했다.

공동 교신저자인 이순선 연구위원은 "시뮬레이션 된 미래 열대저기압 변화가 최근 30년간 기후 관측 자료에서 발견된 추세와 상당히 유사하다"며 "지구 온난화가 이미 현재 기후를 변화시키기 시작했다는 것을 의미한다"고 밝혔다.

악셀 팀머만 단장은 "지구 온난화가 열대저기압에 영향을 미치는 메커니즘에는 더욱 복잡한 과정이 얽혀있어 앞으로도 추가 연구가 필요하다"면서도 "이번 연구는 미래 열대저기압 상륙에 의한 해안 지대의 극한 홍수 위험이 커짐을 보여준다"라고 말했다.

IBS 기후물리 연구단은 대전 도룡동에 위치한 IBS 본원 데이터센터 내 구축된 IBS 슈퍼컴퓨터 알레프를 이용하여 연구를 진행했다. 알레프는 지구 시스템의 단기 기후 예측 및 장기 전망, 열대 저기압의 미래 변화 등 최첨단 기후 역학 연구에 활용되고 있다. (과학기술정보통신부 제공) 2020.12.16 /뉴스1