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- 온도와 염분 차이로 움직이는 이 북대서양의 "순환 펌프"는 기후변화에 매우 민감
- 대서양 남북순환(AMOC)이 약화되고 임계점에 가까워지고 있어 냉각 덩어리가 발생
- 이 해류는 이번 세기 중반쯤에 이러한 전환점을 맞이할 수 있다.
- 전환점이 발생한다면, 유럽은 기후 변화에도 불구하고 상당히 추운 미래에 직면할 것

기후 변화: '한랭 지대'를 둘러싼 미스터리가 깊어지고 있다

놀라운 이상 현상:
전 세계 해양이 온난화되고 있는 가운데, 북대서양의 한 지역은 수십 년 동안 오히려 차가워지고 있다. 그 이유는 무엇일요? 새로운 분석에 따르면, 이 "차가운 해역"은 유럽에 광범위한 영향을 미칠 기후 변곡점의 전조일 수 있다는 의혹을 뒷받침한다. 이 분석에 따르면, 이러한 국지적 냉각은 대서양 남북 순환(AMOC)의 약화로 인해 발생하고 있으며, AMOC가 붕괴될 경우 심각한 결과를 초래할 것이다. 

▲ 1880년부터 2025년까지 해수면 온도 선형 추세(°C), NASA GISTEMP 데이터(Lenssen et al., 2024). 회색 영역은 데이터가 누락된 부분을 나타낸다. 이 대화형 지도는 2026년 1월 14일에 https://data.giss.nasa.gov/gistemp/maps/ 에서 생성되었다. (출처:Multidecadal Atlantic “Warming Hole” Heat Content Variations Are Caused by Ocean Heat Transport, Not by Surface Fluxes / 28 May 2026 / AGU)

기후 변화는 전 세계 해양을 점점 더 빠른 속도로 온난화시키고 있으며, 인간 활동으로 인한 온난화의 90%는 해양이 흡수하고 있다. 그러나 100년이 넘는 기간 동안 전 세계적인 추세와는 달리, 북대서양의 그린란드와 아이슬란드 남쪽 해역은 오히려 냉각되고 있다. 1900년 이후 이 지역의 해수면 온도는 약 1도C 하락했다. 그 이유는 무엇일까?

이 "차가운 해역"의 원인은?

기후 과학자들은 오랫동안 북대서양의 "열 구멍" 또는 "냉각 덩어리"의 원인을 놓고 논쟁을 벌여왔다. 일부 모델 시뮬레이션은 이러한 이례적인 국지적 냉각이 적어도 부분적으로는 이 해역의 특정한 바람과 기상 조건 때문이라고 제시한다. 이 이론에 따르면, 이러한 조건으로 인해 해당 해역은 다른 지역보다 더 많은 열을 잃게 된다.

그러나 다른 연구들은 더 크고 잠재적으로 더 위협적인 연관성을 지적한다. 이 연구들은 대서양 남북 순환(AMOC)이 약화되고 임계점에 가까워지고 있기 때문에 냉각 덩어리가 발생한다고 주장한다. 멕시코 만류를 포함하는 이 해류는 열대 대서양의 따뜻하고 염분이 높은 물을 극북 지역으로 운반하여 유럽의 중심 난방 시스템 역할을 한다.

▲ 1955년부터 2024년까지 전 수심에 걸친 해양 열 함량(W/m2)의 추세를 나타낸 그래프. 이 기간은 해당 데이터가 충분히 신뢰할 만하다고 간주되는 기간이다(Cheng et al., 2024). 유의미하지 않은 추세(90% 유의수준)는 점선으로 표시했다. 지구 전체가 온난화되고 있는 상황에서 "냉각대" 영역에서 추세가 나타나지 않더라도 이는 매우 중요한 의미를 가진다. (출처:Multidecadal Atlantic “Warming Hole” Heat Content Variations Are Caused by Ocean Heat Transport, Not by Surface Fluxes / 28 May 2026 / AGU)

대서양 남북 순환이 원인일까?

온도와 염분 차이에 의해 움직이는 이 북대서양의 "순환 펌프"는 모델과 측정 결과가 보여주듯이 기후 변화에 매우 민감하다. 대서양 순환(AMOC)이 심각하게 불균형해지면 완전히 멈추거나 매우 약해지는 등 영구적으로 새로운 상태로 전환될 수 있다. 그러나 이러한 전환점이 언제 발생할지, 그리고 지구 기후와 인류에 미칠 결과가 얼마나 심각할지는 매우 논란의 여지가 많다. 마찬가지로, 차가운 해수 덩어리(Cold Blob)가 이러한 현상과 관련이 있는지도 논쟁거리다.

이러한 차가운 해수 덩어리의 미스터리를 풀기 위해 포츠담 기후영향연구소(PIK)의 스테판 람스토르프(Stefan Rahmstorf)와 그의 동료들은 북대서양에서 수집한 방대한 데이터 세트를 재분석했다. 연구진은 "ERA5 데이터 세트는 현재 기상 시스템에 대한 가장 완벽한 데이터를 시간 단위로 제공하며, 공간 해상도는 약 31km이다"고 밝혔다. 기후 모델과 결합해 연구진은 차가운 해수 덩어리의 발달 과정을 더욱 자세히 분석할 수 있었다.

차가운 해역이 1천m 깊이까지 확장돼

람스토르프 연구팀은 "냉각 덩어리는 단순히 표면 현상이 아니라 해양에서 발생하는 심층적인 열 손실에 기반한 현상"이라고 분석했다. 데이터에 따르면 이 냉기 이상 현상은 약 1천미터 깊이까지 확장된다. 연구진은 이 냉기 영역이 북대서양 남북 순환(NAMCC)의 북쪽으로 흐르는 해류의 깊이와 거의 같은 깊이에 도달한다고 설명했다. 이는 NAMCC가 냉기 덩어리의 발생에 기여하는 요인임을 시사한다.

또한, 냉기 덩어리의 냉각이 오로지 표면 열 손실 때문이라면, 이 열 손실은 더욱 심화되어야 한다. 주변 해역과 해류는 이 지역을 점점 더 따뜻하게 만들고 있다. 냉기 덩어리가 지속되려면 해수면에서의 열 손실이 이러한 온난화 증가를 상쇄해야 한다.

하지만 측정 데이터는 그렇지 않다는 것을 보여준다. "ERA5 데이터는 정반대의 결과를 보여준다. 차가운 해수 덩어리 지역에서 해수면 열 손실이 감소했는데, 1955년 이후로는 약간, 1993년 이후로는 상당히 감소했다"고 람스토르프와 그의 동료들은 보고했다. 이는 또한 최근 수십 년 동안 대서양 순환(AMOC)이 이 해역으로 운반하는 열의 양이 점점 줄어들었음을 시사한다.

유럽의 '지역난방'이 약화되고 있다

연구팀에 따르면, 이번 연구 결과는 AMOC 이론을 뒷받침한다. 이 이론은 북대서양에서 관측된 차가운 해수 덩어리가 북대서양 남북 순환(AMOC)의 약화를 보여주는 징후라고 주장했다. 측정 데이터 또한 이를 뒷받침하는데, 차가운 해수 덩어리가 나타난 지역의 염도가 크게 감소했다는 것이다. 라함스토르프 연구팀은 "이 '차가운 지역'의 염도가 120년 만에 최저치를 기록했다"며, "이는 아열대 지역에서 AMOC에 의한 염분 수송이 감소했음을 의미한다"고 밝혔다.

▲ 1955~2022년과 1993~2022년 해수면 온도 변화 추이(상단 패널)와 같은 기간 동안의 해양 표층 열속 변화 추이(하단 패널)는 모두 ERA5 재분석 자료(Hersbach et al., 2020)를 기반으로 한다. 등고선은 이후 그림에서 사용되는 "냉각 영역"을 나타낸다. 정확한 위치는 기간에 따라 다소 차이가 있지만 결과에는 영향을 미치지 않는다. 이 등고선은 1955~2022년 동안 해수면 온도 상승이 유의미하지 않은 영역(90% 신뢰 수준)을 둘러싸고 있다. 여기서 핵심은 온난화가 없다는 점이지만, "냉각 영역"의 중심부는 상당히 냉각습니다. (출처:Multidecadal Atlantic “Warming Hole” Heat Content Variations Are Caused by Ocean Heat Transport, Not by Surface Fluxes / 28 May 2026 / AGU)

그렇다면 이것이 유럽의 '지역난방'에 어떤 의미를 갖는 것일까? 연구팀은 "대서양 남북 순환의 약화에 대한 강력한 증거는 심각한 문제"라고 강조한다. 대서양 순환(AMOC)이 언제, 어떻게 완전히 붕괴되어 새로운 약화 상태로 전환될지에 관해서는 상당한 불확실성이 존재하지만, "미래 온난화 시나리오 시뮬레이션에 따르면 이 해류는 이번 세기 중반쯤에 이러한 전환점을 맞이할 수 있다"고 람스토르프와 그의 동료들은 설명했다. 만약 이 전환점이 발생한다면, 유럽은 기후 변화에도 불구하고 상당히 추운 미래에 직면할 수 있다.

출처: Stefan Rahmstorf (Potsdam Institute for Climate Impact Research) et al., Geophysical Research Letters, 2026; doi: 10.1029/2025GL118383

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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