극지硏, 북극 해빙(海氷) 두께 추정 방법 개발…기후변화 연구에 활용

20년 전 변화도 추정 가능

▲북극 해빙(海氷) 두께 추정 방법. (극지연구소)

우리나라 연구팀이 북극 바다를 덮고 있는 얼음의 두께가 얼마나 변화했는지를 파악할 수 있는 새로운 기술을 개발했다.

여름철 북극 해빙(海氷)의 두께 변화는 기후를 연구하는 전문가들의 주요한 연구대상이 되고 있는데 새 두께 추정방법을 활용하면 여름철 북극해빙의 변화를 보다 정확히 알아낼 수 있을 것으로 기대된다.

해양수산부와 극지연구소는 북극 해빙의 두께를 추정하는 기존 방법의 한계를 크게 개선하는 방법(수동형 마이크로파 위성 관측을 이용한 겨울철 북극해빙의 해수면 위 총 높이 추정)을 개발해 국제 학술지 '대기와 해양기술(Journal of Atomospheric and Oceanic Technology)' 10월호에 발표했다고 8일 밝혔다.

해빙은 북극으로 유입되는 태양빛을 반사해 지구의 온도를 낮추는 ‘거울판’ 역할을 한다. 지구온난화로 해빙이 녹으면서 북극해는 더 많은 태양빛을 흡수하게 됐고 이렇게 따뜻해진 북극의 바다와 대기가 한반도를 포함한 중위도에 영향을 미쳐 한파 등 이상기후를 초래하기도 했다.

해빙의 면적은 곧 태양빛을 반사하는 거울판의 크기를 결정하고 이 거울판의 크기는 지구의 온도에 직접적인 영향을 미치기 때문에 1970년대 후반부터 인공위성을 활용한 해빙 면적의 관측이 활발히 이뤄져 왔다.

그러나 해빙의 변화를 보다 정확하게 분석하고 예측하기 위해서는 면적뿐만 아니라 두께 정보가 필수적인데 인공위성은 해빙의 표면만 직접적으로 볼 수 있도록 설계돼 있어 정확한 해빙의 두께 정보를 확보하는 데 어려움이 있었다.

▲극지연구소 연구원이 북극을 탐사하고 있다. (사진제공=극지연구소)

이에 극지연구소 김현철 박사 연구팀은 새로운 두께 추정 방법을 개발했다. 이 방법은 해빙이 두꺼울수록, 해빙에서 방출되는 마이크로파는 더 긴 구간을 통과해야 하므로 더 많이 퍼지게 된다(산란정도가 강해진다)는 점을 활용했다. 마이크로파 신호를 수신하는 위성으로 해빙의 산란정도를 알게 되면 역으로 해빙의 두께를 추정할 수 있어 북극 바다를 덮고 있는 해빙의 광범위한 두께 정보를 확보할 수 있는 것이다.

이 방법은 과거 다른 위성에서 확보한 자료에도 적용할 수 있다. 이번 연구에서 사용된 자료는 20여 년 전부터 관측을 수행한 위성자료로, 새로운 해빙 두께 추정 방법을 사용하면 지난 약 20년간의 겨울철 북극해빙 두께도 추정할 수 있을 것으로 기대된다.

아울러 새로운 추정 방법으로 수면 아래에 있는 해빙의 부피까지 알아낼 수 있을 뿐만 아니라, 이를 통해 기후변화에 따라 북극 해빙의 부피가 얼마나 사라졌고, 앞으로 어떻게 변화할 것인지 더 정확히 예측할 수 있다.

연구팀은 앞으로 특히 여름철 북극 해빙의 두께를 산출하는 데 관련 기술을 집중 활용할 계획이다. 여름철은 북극 해빙이 더위로 가장 많이 녹기 때문에 두께 변화가 가장 심하다. 따라서 기후를 연구하는 전문가들의 주요한 연구대상이 되고 있다.

국내외 기후변화 전문가들은 늦어도 2050년에는 여름철 북극해빙이 사라질 것으로 전망하고 있는데 새 방법을 활용하면 여름철 북극해빙의 변화를 보다 정확히 알아낼 수 있을 것으로 기대된다.