매일 같이 우리가 겪는 날씨는 우리 동네에서만 일어나는 게 아니다. 겨울이면 시베리아에 있던 찬 공기가 내려오고, 여름이면 북태평양의 뜨겁고 습한 공기가 우리나라로 올라온다. 지구 전체로 보면 지구를 둘러싼 대기의 움직임은 매우 복잡하다. 지구로 들어오는 태양에너지는 극지방보다 적도 지방으로 더 많이 들어오는데 이 차이로 인해서 적도에서 데워진 공기가 극지방으로 이동하게 된다. 그런데 지구가 자전을 하기 때문에 공기 움직임은 더욱 복잡해진다. 게다가 지구는 기울어진 채로 자전과 공전을 하므로 계절마다 지역으로 들어오는 태양에너지도 다르다. 이렇게 해서 나타나는 지구 전체의 대기의 복잡한 움직임을 대기 대순환이라고 한다.

아래 그림은 북반구에서 공기의 움직임을 옆에서 표현한 그림이다. 적도 부근의 공기는 위로 올라가서 차가운 쪽으로 이동하다가 식어서 위도 30 부근에서 아래로 내려온다. 반면에 북극의 차가운 공기는 지표면을 따라 내려오다가 위도 60도가 되면 따뜻해지면서 위로 올라가는 식이다. 요컨대, 적도와 위도 30도 부근까지, 위도 30도에서 위도 60도 사이, 위도 60도에서 극지방 사이의 공기는 그 안에서 순환한다. 이 공기덩어리들을 해들리 순환, 페렐 순환, 극 순환이라고 한다.

해들리 순환과 페렐 순환의 경계, 페렐 순환과 극 순환의 경계에서 고도 10 km 정도에는 공기가 일정한 방향으로 매우 빠르게 강물처럼 흐르는데 이를 제트기류라고 한다. 비행기는 보통 고도 10km 내외에서 이동하기 때문에 이 바람의 영향을 받는다. 이 바람과 같은 방향으로 이동하면 조금 더 수월하게 갈 수 있다.

위도 60도 부근의 제트기류는 북극의 공기 덩어리와 중위도 지방의 공기 덩어리 간의 온도와 압력 차이의 영향을 받는다. 두 공기 덩어리의 온도나 압력 차이가 클수록 제트기류는 빠르다. 제트기류가 약해지면 천천히 흐르면서 흐름이 구불구불해진다.

그림: 심하게 구불구불해진 제트 기류(NASA)

https://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a010000/a010900/a010902/STILL1.jpg

작년과 재작년 겨울에 우리나라에 기록적인 한파가 왔을 때 북극에 있어야 할 차가운 공기 덩어리인 ‘폴라 볼텍스(polar vortex, 극 소용돌이)’가 중위도 지역까지 내려왔기 때문이라고 보도되었다. 북극에 있어야 할 찬 공기 덩어리가 우리나라 부근에 내려와 오래 머문 것도 제트기류가 약해졌기 때문이라고 한다.

2018년 10월에 마이클 만 등 기후학자들이 발표한 논문에 따르면, 2018년 북반구에서 일어난 기록적인 폭염, 가뭄, 집중호우도 지구온난화, 특히 제트기류 때문이라고 한다. 지구온난화로 인해 북극의 기온이 올라가면서 극지방과 중위도 지방 간의 온도와 기압 차이가 약해졌고, 그 차이로 생기는 제트기류의 흐름도 약해지면서 특정한 성질의 공기가 한 곳에 오래 머물게 되었고 그 흐름까지 구불구불해지면서 한 곳은 극단적인 폭우가 오고, 어떤 곳엔 극심한 더위가 오래도록 머물렀다고 한다.

먹이를 찾아 헤매는 마른 북극곰의 사진을 보며 불쌍하다고 생각하지만, 거리가 멀기 때문에 나랑 직접 관련이 없게 느껴진다. 이제 제트기류를 연구하는 학자들의 말을 기억해야 할 듯하다. “북극에서 일어나는 일은 그곳에 머물지 않는다(What Happens in the Arctic Doesn’t Stay There).

참고자료

Mann, et. al. (2018). Projected changes in persistent extreme summer weather events: The role of quasi-resonant amplification. Science Advances, 4(10, eaat3272 DOI: 10.1126/sciadv.aat3272

(http://advances.sciencemag.org/content/4/10/eaat3272)

“Global Warming Is Messing with the Jet Stream. That Means More Extreme Weather.”

https://insideclimatenews.org/news/31102018/jet-stream-climate-change-study-extreme-weather-arctic-amplification-temperature