카이스트, 지구온난화와 태풍 호우 빈도 상관관계 최초로 증명

김형준 교수 및 일본교토 공동연구팀, 지구 메타버스 기술을 이용해 과거 50여 년간 증가한 동아시아지역 태풍 호우에 대한 인류세 기후변화의 기여도 평가

[에너지경제신문 송기우 에디터] 카이스트(총장 이광형)는 문술미래전략대학원(건설및환경공학과 겸임) 김형준 교수(사진)가 국제 공동 연구를 통해 과거 50여 년간 관측된 동아시아 지역의 태풍에 의한 호우 빈도의 증가가 인간 활동에 의한 기후변화의 영향이었음을 지구 메타버스 기술을 이용해 처음으로 증명했다고 29일 밝혔다. 김형준 교수의 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 기후변화 (Nature Climate Change)’4월 28일 판에 출판됐다. (논문명: Observed influence of anthropogenic climate change on tropical cyclone heavy rainfall; doi:10.1038/s41558-022-01344-2)

태풍에 의해 초래되는 호우는 홍수나 산사태 등의 재해를 일으키고 지역의 생태계에도 영향을 주는 등 인간 사회 있어서 커다란 위협 중 하나라고 할 수 있다. 태풍에 의한 호우의 빈도가 과거 몇십 년간 변화되어 온 사실은 세계 각지에서 보고돼왔다. 그러나 태풍은 우연성이나 기후 시스템의 자연 변동 혹은 우연성에 의한 영향 또한 존재하기 때문에 인간 활동에 의한 온난화가 태풍 유래의 호우 빈도에 어느 정도 영향을 주고 있는지는 아직 밝혀지지 않고 있다.

카이스트와 교토 첨단 과학대학으로 구성된 국제 공동 연구팀은 일본을 포함하는 북서태평양에 있어서의 태풍에 의한 호우 빈도를 과거 약 50년간의 관측 데이터로 확인한 결과 중국 남동부의 연안 영역부터 한반도 그리고 일본에 걸쳐 호우의 빈도가 증가하고 남쪽의 지역에서는 감소한 사실을 발견했다. 연구팀은 이러한 변화의 원인을 밝히기 위해 인간 활동에 의한 온실가스의 배출이 있는 지구와 그렇지 않은 지구를 시뮬레이션한 지구 메타버스 실험을 이용해 발견된 변화가 인간 활동에 의한 온난화의 영향을 배제하고서는 설명할 수 없음을 보이는 데 세계 최초로 성공했다.

교신 저자인 카이스트 김형준 교수는 "이번 연구는 동아시아에서 태풍에 의한 호우의 발생 확률이 최근 반세기에 걸쳐 유의미하게 증가했음을 밝히고 그러한 변화에 이미 인류의 흔적이 뚜렷하게 남겨져 있음을 증명한다"며, "이는 기후변화의 영향을 이해하는데 중요한 단서가 되며 동시에 탄소중립을 성공적으로 달성하더라도 필연적으로 진행되는 가까운 미래의 기후변화에 대해 효율적으로 적응하기 위해 필수 불가결한 정보라고 할 수 있다"고 말했다.

한편 이번 연구는 한국연구재단 해외우수과학자유치사업(BP+)와 인류세연구센터의 지원을 받아 수행됐다.

▲ (좌)관측에 의한 태풍호우 (10년에 한번꼴의 강도)의 빈도변화 (1961년∼1985년의 발생 빈도와 1986년∼2015년의 발생 빈도의 차이). (우)지구 메타버스 실험을 이용해 분석한 인간활동에 의한 온난화가 태풍호우의 빈도에 주는 영향.

▲ 인류세 지문의 시계열변화. 가로축은 시간. 세로축은 인류세 지문의 신호 강도. 빨간선은 관측된 태풍호우의 공간 패턴으로부터 검출된 인류세 지문. 가는 검은선은 비온난화실험의 50개 앙상블 멤버 각각으로부터 검출된 인류세 지문.

▲ 인류세 지문의 변화율 비교. 가로축은 장기간에 걸친 인류세 지문 신호의 변화 기울기 (1961년∼2010년). 히스토그램은 비온난화 실험으로부터 추출한 경사의 확률분포를 나타냄. 굵은 빨간 실선과 점선은 각각 1961년∼2010년과 1961년∼2015년의 관측 데이터로부터 추출한 인류세 지문 신호의 기울기. (자료=카이스트)