지구 기후를 좌우하는 두 얼굴엘니뇨와 라니냐는 태평양 적도 해역에서 발생하는 대규모 해양-대기 상호작용 현상으로, 전 지구적인 기후 변화를 일으키는 주요 원인입니다. 이 두 현상은 서로 반대되는 특성을 가지고 있으며, 수년 주기로 반복되면서 세계 곳곳의 날씨 패턴에 막대한 영향을 미칩니다. 엘니뇨는 스페인어로 '아기 예수'를 의미하며, 크리스마스 시즌에 페루 연안에서 발견되어 붙여진 이름입니다. 라니냐는 '여자 아이'를 뜻하며 엘니뇨의 반대 현상을 지칭합니다. 이 글에서는 엘니뇨와 라니냐가 어떻게 발생하고, 두 현상이 어떤 차이를 보이며, 우리의 삶에 어떤 영향을 주는지 자세히 알아보겠습니다.
엘니뇨와 라니냐, 그 시작은 무엇인가
엘니뇨와 라니냐를 이해하려면 먼저 정상적인 태평양의 상태를 알아야 합니다. 평상시 태평양 적도 해역에서는 무역풍이 동쪽에서 서쪽으로 꾸준히 불어갑니다. 이 바람은 표층의 따뜻한 해수를 서쪽으로 밀어내면서 동태평양의 차가운 심층수가 표면으로 올라오게 만듭니다. 그 결과 서태평양은 해수면 온도가 높고 대류 활동이 활발한 반면, 동태평양은 상대적으로 차갑고 건조한 상태를 유지합니다. 이것이 바로 정상 상태입니다. 그런데 어떤 이유로 무역풍이 약해지거나 방향이 바뀌면 이 균형이 깨지면서 엘니뇨나 라니냐가 발생합니다. 엘니뇨는 무역풍이 평년보다 약해질 때 나타납니다. 바람이 약해지면 서쪽으로 쌓여 있던 따뜻한 해수가 동쪽으로 되돌아오면서 동태평양의 해수면 온도가 평년보다 높아집니다. 반대로 라니냐는 무역풍이 평년보다 강해질 때 발생합니다. 강한 바람은 따뜻한 표층수를 더욱 강하게 서쪽으로 밀어내고, 동태평양에서는 차가운 심층수가 더 많이 용승하면서 해수면 온도가 평년보다 낮아집니다. 이러한 해수면 온도의 변화는 단순히 바다의 문제에 그치지 않습니다. 따뜻한 해수는 대기에 더 많은 수증기를 공급하여 대류 활동을 강화시키고, 이는 대기 순환 패턴 전체를 변화시킵니다. 워커 순환이라 불리는 동서 방향의 대기 순환이 평소와 다른 위치에서 형성되면서, 전 지구적인 기압 배치가 달라지고 제트기류의 위치도 변합니다. 결과적으로 평소와는 전혀 다른 지역에 폭우가 쏟아지거나 극심한 가뭄이 발생하게 됩니다.
엘니뇨와 라니냐의 근본적 차이
해양의 온도 분포와 에너지 흐름
엘니뇨와 라니냐의 가장 명확한 차이는 태평양 적도 해역의 해수면 온도 분포입니다. 엘니뇨 시기에는 동태평양의 해수면 온도가 평년보다 0.5도 이상 높아집니다. 특히 페루와 에콰도르 연안에서 이 현상이 두드러지며, 때로는 평년보다 3~4도나 높아지기도 합니다. 따뜻한 해수층의 깊이도 깊어져서 100미터 이상의 두꺼운 온난층이 형성됩니다. 이렇게 축적된 열에너지는 대기로 전달되어 강한 상승기류를 만들어냅니다. 평소에는 인도네시아와 호주 북부에 집중되어 있던 대류 활동의 중심이 중태평양이나 동태평양으로 이동하면서, 이 지역에 평소보다 훨씬 많은 비가 내립니다. 2015~2016년에 발생한 슈퍼 엘니뇨 때는 동태평양에 기록적인 폭우가 쏟아져 페루에서 대규모 홍수 피해가 발생했습니다. 반면 라니냐 시기에는 정반대 현상이 나타납니다. 동태평양의 해수면 온도가 평년보다 0.5도 이상 낮아지며, 차가운 해수의 용승이 평소보다 강하게 일어납니다. 페루 연안에서는 영양분이 풍부한 심층수가 올라와 플랑크톤이 대량 번식하고, 이를 먹이로 하는 멸치 등의 어획량이 크게 증가합니다. 대류 활동의 중심은 서태평양에 더욱 강하게 자리 잡으면서 인도네시아, 필리핀, 호주 북부에 평년보다 많은 강수량을 기록합니다. 2010~2011년 라니냐 때는 호주 동부에 역사적인 홍수가 발생하여 브리즈번 등 주요 도시가 물에 잠기는 피해를 입었습니다.
대기 순환과 기압 배치의 변화
엘니뇨와 라니냐는 대기 순환 시스템을 근본적으로 바꿔놓습니다. 엘니뇨 발생 시에는 남방진동이라는 대규모 기압 변동이 일어납니다. 평소에는 동태평양에 고기압이, 서태평양에 저기압이 자리 잡고 있는데, 엘니뇨 때는 이 기압 배치가 약해지거나 심지어 역전되기도 합니다. 타히티와 다윈 사이의 기압 차이를 나타내는 남방진동지수가 음의 값을 보이며, 이는 동태평양의 기압이 낮아지고 서태평양의 기압이 높아졌음을 의미합니다. 이러한 기압 배치의 변화는 제트기류의 위치와 강도에도 영향을 미칩니다. 북반구 겨울철 엘니뇨 시기에는 아열대 제트기류가 평소보다 남쪽으로 치우치면서 북미 남부에 많은 비를 가져오고, 반대로 캐나다와 미국 북부는 평년보다 따뜻하고 건조한 겨울을 보내게 됩니다. 동아시아에서는 엘니뇨 겨울에 우리나라를 포함한 중위도 지역이 평년보다 따뜻한 경향을 보입니다. 라니냐 시기의 대기 순환은 정상 상태를 더욱 강화시킨 형태입니다. 워커 순환이 평소보다 강해지면서 서태평양의 상승기류와 동태평양의 하강기류가 모두 강화됩니다. 남방진동지수는 양의 값을 보이며, 동태평양과 서태평양 사이의 기압 차이가 커집니다. 제트기류는 평소보다 북쪽으로 치우치는 경향이 있어, 북미 북부와 캐나다에 한파가 자주 찾아옵니다. 2010~2011년 겨울 미국 중부와 동부를 강타한 기록적인 폭설과 한파가 바로 라니냐의 영향이었습니다.
전 지구적 기후 패턴에 미치는 영향
엘니뇨와 라니냐의 영향은 태평양에 국한되지 않고 전 세계로 확산됩니다. 이를 원격상관이라고 부르며, 적도 태평양의 작은 변화가 수천 킬로미터 떨어진 곳의 날씨까지 바꿔놓는 놀라운 현상입니다. 엘니뇨 시기에는 인도양 몬순이 약해지는 경향이 있습니다. 인도와 동남아시아의 여름 몬순 강수량이 평년보다 줄어들어 가뭄 위험이 높아집니다. 1997~1998년 강한 엘니뇨 때는 인도네시아에서 극심한 가뭄이 발생하여 대규모 산불로 이어졌고, 그 연기가 동남아시아 전역을 뒤덮어 심각한 대기오염 문제를 일으켰습니다. 아프리카 동부에서는 평년보다 많은 비가 내리는 반면, 남부 아프리카는 건조해집니다. 남미에서는 아마존 유역에 가뭄이 발생하여 열대우림이 스트레스를 받고, 반대로 아르헨티나와 브라질 남부에는 홍수가 발생합니다. 라니냐 시기의 영향은 대체로 엘니뇨와 반대입니다. 인도양 몬순이 평년보다 강해져서 인도와 동남아시아에 많은 비가 내립니다. 2010년 파키스탄 대홍수도 라니냐의 영향으로 강화된 몬순 때문이었습니다. 호주는 동부와 북부를 중심으로 평년보다 습윤해지며, 아프리카 동부는 건조해집니다. 대서양 열대 저기압의 활동도 라니냐 시기에 더욱 활발해지는 경향이 있습니다. 엘니뇨 때는 카리브해와 대서양의 연직 윈드시어가 강해져 허리케인 발생이 억제되지만, 라니냐 때는 윈드시어가 약해지면서 더 많은 허리케인이 발생합니다. 2020년 대서양 허리케인 시즌이 역대 최다 발생 기록을 세운 것도 라니냐의 영향이 컸습니다.
우리 삶에 미치는 실질적 영향과 대응 방안
엘니뇨와 라니냐는 기상학적 현상에 그치지 않고 우리의 일상생활과 경제 활동에 직접적인 영향을 미칩니다. 농업 부문에서는 강수량과 기온의 변화가 작물 생산에 큰 영향을 줍니다. 엘니뇨 시기에는 동남아시아의 쌀 생산량이 감소하고, 호주의 밀 생산도 타격을 받습니다. 반면 남미 남부의 대두와 옥수수 생산은 증가하는 경향이 있습니다. 이러한 변화는 국제 곡물 가격에 반영되어 결국 우리 식탁의 물가에도 영향을 미칩니다. 1997~1998년 엘니뇨 때는 팜유 가격이 급등하여 전 세계 식품 산업에 큰 충격을 주었습니다. 수산업도 엘니뇨와 라니냐에 민감합니다. 엘니뇨 시기에는 페루 연안의 용승이 약해져 멸치 어획량이 급감하고, 이는 어분과 사료 가격 상승으로 이어집니다. 반대로 라니냐 때는 차가운 해수의 용승이 강해져 어획량이 증가합니다. 태평양 참치의 회유 경로도 변하여 각국 원양어업의 조업 패턴이 달라집니다. 에너지 수요도 영향을 받습니다. 엘니뇨 겨울에 한국을 포함한 동아시아가 평년보다 따뜻하면 난방 수요가 줄어들지만, 라니냐 겨울에는 한파로 인해 에너지 소비가 급증할 수 있습니다. 수자원 관리에도 중요한 의미가 있습니다. 엘니뇨나 라니냐로 인한 가뭄이나 홍수는 댐 수위에 영향을 주어 수력 발전량과 농업용수 공급에 변화를 가져옵니다. 다행히 현대 과학은 엘니뇨와 라니냐를 수개월 전에 예측할 수 있게 되었습니다. 전 세계 해양 관측 부이 네트워크와 인공위성 관측 자료를 바탕으로 한 수치 모델들이 이 현상들의 발생과 강도를 미리 알려줍니다. 각국 정부와 기업들은 이러한 예측 정보를 활용하여 농업 계획을 조정하고, 재해 대비 체계를 강화하며, 비축 물량을 조절하는 등 선제적으로 대응할 수 있습니다. 기후 변화로 인해 엘니뇨와 라니냐의 발생 빈도와 강도가 어떻게 변할지에 대한 연구도 활발히 진행되고 있습니다. 일부 연구는 지구 온난화로 인해 극단적인 엘니뇨 현상이 더 자주 발생할 수 있다고 경고하고 있어, 우리는 이 자연 현상을 더욱 깊이 이해하고 대비해야 할 필요가 있습니다.
태평양의 두 얼굴 - 지구 기후를 좌우하는 거대한 현상
🌡️ 해수 온도
동태평양의 해수면 온도가 평년보다 0.5도 이상 상승합니다. 따뜻한 해수층이 두껍게 형성되어 대기로 많은 열에너지를 방출합니다.
💨 무역풍
무역풍이 평년보다 약해지면서 서태평양의 따뜻한 해수가 동쪽으로 이동합니다. 때로는 무역풍이 반대 방향으로 불기도 합니다.
🌧️ 강수 패턴
중태평양과 동태평양에서 대류 활동이 활발해지며 평년보다 많은 강수가 발생합니다. 페루와 에콰도르에 홍수가 발생할 수 있습니다.
🐟 해양 생태계
동태평양의 용승이 약해져 영양분 공급이 감소합니다. 페루 연안의 멸치 어획량이 급감하고 해양 생물이 스트레스를 받습니다.
| 구분 | 엘니뇨 🔴 | 라니냐 🔵 |
|---|---|---|
| 동태평양 해수온도 | 평년보다 0.5°C 이상 높음 | 평년보다 0.5°C 이상 낮음 |
| 무역풍 강도 | 약화 또는 역전 | 평년보다 강화 |
| 페루 연안 | 홍수, 어획량 감소 | 건조, 어획량 증가 |
| 인도네시아/호주 | 가뭄, 산불 위험 | 홍수, 많은 강수 |
| 한국 겨울 기온 | 평년보다 따뜻한 경향 | 평년보다 추운 경향 |
| 대서양 허리케인 | 발생 억제 | 발생 증가 |
| 인도 몬순 | 약화, 가뭄 | 강화, 많은 강수 |