극한 폭염 키우는 토양·대기 순환…새 연구, 기온 이상치의 약 10% 기여 추정
6일 발표된 연구는 건조한 토양과 고기압성 대기 순환의 상호작용이 일부 중위도 극한 폭염을 더 키운다고 분석했다. 10%는 기온 자체가 아닌 평년 대비 이상치의 기여분이며, 지역별 차이가 있다.
독일 포츠담기후영향연구소 등이 참여한 연구진은 6일 극심한 폭염에서 토양 수분과 대기 순환이 맞물려 기온 상승을 증폭할 수 있다는 분석을 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 발표했다. 연구진은 이 상호작용이 일부 습윤 중위도 지역의 가장 강한 폭염에서 최고기온 이상치에 평균 약 10% 기여한 것으로 추정했다.
기온 자체가 아닌 평년 대비 편차의 10%
연구진은 1979~2023년 재분석 기상자료를 바탕으로 3일 평균 일최고기온과 중층 대기 고도, 표층 토양 수분의 관계를 기계학습 모델로 살폈다. 기온에 대한 대기와 토양의 개별 기여에 더해 두 요소가 함께 작용할 때 나타나는 몫을 분리해 계산했다.
여기서 10%는 당일 기온이 10% 올랐다는 뜻이 아니다. 평년 수준을 웃도는 기온 이상치를 설명하는 성분 가운데 상호작용의 비율이다. 논문은 이러한 현상이 습윤 중위도 지역의 약 28%에서 뚜렷했다고 밝혔다.
토양이 마를수록 커지는 상호작용
고기압성 순환은 햇빛이 지면에 닿기 쉬운 조건을 만들고, 더워진 땅은 마르면서 증발에 의한 냉각 효과를 잃는다. 연구진은 일정한 고온 문턱을 넘으면 토양과 대기의 상호작용이 강해지는 양상을 확인했다.
중부 유럽의 2022년 폭염 사례에서는 상호작용 성분이 연구 모델이 예측한 기온 이상치의 13%를 차지했다. 연구진이 추정한 문턱은 이 지역의 여름 평균보다 약 3.8도 높은 수준으로, 모든 지역에 통용되는 고정 기온은 아니다.
모형의 시작 조건, 극단적 폭염 예측에 영향
연구진은 현행 일부 기후모형이 폭염 시작 때 토양을 실제보다 건조하게 나타내 이후 토양 수분 감소와 이에 따른 되먹임을 작게 계산할 수 있다고 분석했다. 이는 장래의 모든 폭염 예측이 같은 비율로 틀렸다는 뜻이 아니라 특정 지역·강도의 극단적 사건에서 모형을 개선할 여지가 있다는 지적이다.
독립적으로 발표된 2월 논문도 토양 수분을 대기와 상호작용하도록 설정한 기후모형 실험에서 여름철 대기 흐름과 극한기온이 달라진다고 보고했다. 다만 그 논문은 단일 기후모형의 장기 평균 순환을 비교한 것으로, 이번 연구의 개별 폭염 기여율을 별도로 검증한 결과는 아니다.
이번 연구는 관측을 재구성한 자료와 설명 가능한 기계학습, 기후모형 비교에 기반한다. 기계학습의 기여율은 측정기로 분리해 잰 값이 아니며, 국내 폭염에 동일한 수치를 적용할 근거도 제시하지 않았다.
자료와 연구 단계
원논문: https://www.science.org/doi/full/10.1126/sciadv.aeh9111
독립 배경 연구: https://www.nature.com/articles/s41612-025-01294-4
대표 이미지: AI 생성 이미지 / 데이마크
