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2014년 4월 2일 수요일

점차 태양 에너지를 더 흡수하는 북극해




 미국 나사와 미 국립 설빙 데이터 센터 (National Snow and Ice Data Center (NSIDC)) 의 과학자들이 지난 1979 년에서 2013 년 사이의 데이터를 이용해서 북극해의 얼음이 녹는 계절 (melt season for Arctic sea ice) 이 점차 늘어나는 추세임을 저널 Geophysical Research Letters 에 발표했습니다. 그리고 이 연구에서는 이로 인해서 추가로 흡수된 태양에너지가 북극해의 얼음 두께를 최대 4 피트 (약 1.2 미터) 정도 얇게 할 수 있다는 점을 지적했습니다. 




(캐나다만에서 녹아내린 해빙.  An image mosaic of sea ice in the Canadian Basin, taken by Operation IceBridge's Digital Mapping System on Mar. 28, 2014.  Image Credit: Digital Mapping System/NASA Ames ) 





(동영상) 


 이 연구의 주저자인 NSIDC 의 줄리엔느 스트로베 (Julienne Stroeve, a senior scientist at NSIDC, Boulder) 와 그녀의 동료들은 1979 년부터 현재까지의 위성 데이터를 분석했습니다. 나사의 Nimbus-7 위성의 Scanning Multichannel Microwave Radiometer 와 Special Sensor Microwave/Imager, 그리고 Special Sensor Microwave Imager and Sounder 등의 데이터를 분석했는데 연구팀에 의하면 얼음과 눈이 녹기 시작할 때 생성되는 물의 존재로 인해 눈입자에서 나오는 마이크로파 방사선의 증가가 감지되며 이는 위성의 센서로 감지할 수 있다고 합니다. 


 나사와 NSIDC 의 과학자들이 데이터를 분석한 바에 의하면 지난 수십년간 약 10 년에 5일 정도로 해빙이 녹는 해빙기가 길어지는 양상이 나타났다고 합니다. 즉 북극해의 해빙이 시간이 지날 수록 봄에 더 빨리 녹고 가을에는 더 늦게 얼어붙는 양상을 나타냈다고 합니다. 그 결과 역대 북극해의 9월 해빙의 면적이 가장 작았던 7 년간이 지난 7 년 간이었다고 하는데 이는 북극해의 해빙이 지속적으로 감소하는 추세라는 것을 의미합니다. 


 참고로 2014 년 2월의 북극해의 해빙의 면적은 관측 사상 역대 4 번째로 작은 면적을 기록했다고 합니다. 매년 변동성은 있지만 전체적인 양상은 의심할 바 없이 북극해의 해빙이 감소하는 추세에 있으며 이는 여러 데이터 결과값을 통해서 재확인되고 있습니다. 



(2014 년 2월 기준 지난 1979 년부터 2014 년까지 변동폭  Monthly February ice extent for 1979 to 2014 shows a decline of -3.0% per decade per decade relative to the 1981 to 2010 average. Credit: National Snow and Ice Data Center  )  


 그런데 많은 태양빛을 반사시키는 눈과 얼음과는 달리 바다는 태양빛을 별로 반사하지 않고 대신 흡수하는 역할을 하게 됩니다. 따라서 해빙이 없는 시기가 늘어날 수록 북극해는 더 많은 태양에너지를 흡수해서 더 많은 얼음을 녹이게 됩니다. 이는 일종의 양의 피드백 (positive feedback) 을 통해서 얼음이 녹는 속도를 가속할 수 있습니다. 연구팀은 북극해의 바다 표면 온도와 알베도에 관한 자료를 NOAA 에서 넘겨받아 실제로 어느 정도의 에너지가 흡수되는지를 검토했습니다. 


 그 결과 예상한 바와 같이 더 많은 바다가 더 오래 노출되면서 더 많은 에너지가 흡수되고 있었습니다. 2007 년에서 2011 년 사이에만 북극해의 노출된 바다 가운데 일부는 (구체적으로는 Beaufort, Chukchi, and East Siberian seas) 5 월에서 9월사이 평방 미터당 300 - 400 MJ 의 에너지를 추가로 흡수한 것으로 조사되었습니다. 이는 얼음의 두께를 0.97 - 1.3 미터 정도 얇아지게 만들 수 있는 에너지입니다.  



 이렇게 추가로 흡수된 에너지는 북극해의 해빙이 어는 것을 방지해서 더 많은 에너지를 흡수하도록 돕습니다. 연구자들은 결국 21 세기에 얼음이 없는 북극해의 여름이 다가올 것으로 예상하고 있습니다. 이는 지구 기후에 큰 변화를 가져올 가능성이 있기 때문에 많은 연구자들이 여기에 주목하고 있습니다. 다만 과연 그때가서 어떤 일이 생길지는 100% 미리 예측하긴 힘들며 우리는 미지의 영역으로 들어서고 있는 것으로 보입니다. 



 참고 


Journal Reference:
  1. J. C. Stroeve, T. Markus, L. Boisvert, J. Miller, A. Barrett. Changes in Arctic melt season and implications for sea ice loss. Geophysical Research Letters, 2014; 41 (4): 1216 DOI: 10.1002/2013GL058951

http://www.sciencedaily.com/releases/2014/03/140331180642.htm

http://www.nasa.gov/content/goddard/nsidc-nasa-say-arctic-melt-season-lengthening-ocean-rapidly-warming/

http://nsidc.org/arcticseaicenews/2014/02/




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