기록적 태평양 해양 폭염, 분지를 가로지르며 날씨와 야생 생물에 영향

일본에서 캘리포니아까지, 북태평양 전역을 덮친 폭염

일본 인근 해역에서 미국 서해안까지 약 5,000마일에 걸쳐 북태평양을 가로지르는 광범위한 해양 폭염이 진행되고 있다. 늦여름 이 해역의 해수면 온도는 평균보다 크게 높아 19세기 후반으로 거슬러 올라가는 8월 기록을 경신했다. 이번 현상은 규모와 강도, 영향 범위 면에서 두드러진다. 이미 육지의 날씨를 바꾸고 있으며 플랑크톤부터 고래까지 해양 생물에 가해지는 압박을 키우고 있다.

일본은 전국 기온이 섭씨 41.8도(화씨 107.2도)를 기록하는 등 관측 사상 가장 더운 여름을 보냈다. 태평양 건너편 북부 캘리포니아에서는 따뜻한 바닷물이 증발을 늘리면서 기상학적 가을 초입에 계절에 맞지 않는 후텁지근한 공기가 나타났다. 온난한 상태가 겨울까지 이어지면 대기강이 강해져 산악 지역에 더 많은 비와 더 깊은 눈이 내릴 수 있다고 기상학자들은 경고한다.

과학자들이 가장 우려하는 것은 이런 현상이 반복된다는 점이다. 2023년 이후 해양 온난화가 가속했고, 해양 폭염을 겪는 전 세계 바다의 비율도 전례 없는 수준에 이르렀다. 2024년 1월에는 통상적인 기준으로 해양 표면의 40% 이상이 해양 폭염 상태에 해당했다. 이번 현상은 이런 추세를 더하고 있으며, 북태평양은 특히 두드러진 열점으로 꼽힌다.

2023년 이후 해양 열의 급격한 변화

해양 폭염은 해수 온도가 해당 지역의 기준치보다 훨씬 높은 상태가 며칠 또는 몇 주 동안 이어지는 현상이다. 가장 널리 쓰이는 기준은 수온이 해당 시기의 과거 관측값 가운데 90%보다 높고, 통상 최소 5일 연속 지속될 때 폭염으로 분류한다. 2023년 초부터 전 세계 해양은 이례적으로 따뜻한 상태를 보이고 있으며, 해양 폭염의 지속 기간과 범위도 늘어났다.

태평양을 추적해 온 고위급 전문가들은 기준 수온이 높아지면 앞으로 발생할 모든 폭염의 하한선도 올라간다고 경고한다. 주요 연구자 가운데 한 명인 미국 국립해양대기청(NOAA) 선임 과학자는 우려를 다음과 같이 요약했다.

북태평양은 열병을 앓고 있지만, 이야기는 거기서 끝나지 않습니다. 이런 해양 폭염이 해양 생물과 생태계 구조, 어업, 태평양 북서부 날씨에 미치는 영향은 상당할 것으로 보입니다.

지난 10년간 북태평양의 온난화 속도는 다른 해양 분지를 앞질렀다. 이 때문에 한때 드문 현상으로 여겨졌던 일이 불과 몇 년 만에 다시 발생하는 이유를 설명할 수 있다.

해양 폭염은 어떻게 형성되나

바람이 약해지거나 방향이 바뀌어 차갑고 영양분이 풍부한 심층수가 솟아오르는 용승이 줄면 해수면의 온난 이상 현상이 커질 수 있다. 고기압과 저기압이 바다 위에 오래 머물면서 수직 혼합을 억제하는 방향으로 바람을 몰고 갈 수도 있다. 용승이 줄어들면 여름 햇빛에 바다의 얇은 상층부가 빠르게 데워진다. 강한 바람과 파도가 열을 아래로 섞어 보내지 않으면 해수면은 몇 주 동안 따뜻한 상태를 유지할 수 있다.

북태평양이 계속 빠르게 온난화하는 이유

과학자들은 두 가지 요인이 맞물린 결과라고 설명한다. 인간 활동으로 배출된 온실가스가 해양의 전반적인 온도를 높였고, 최근 몇 년 동안 봄과 여름에 분지 전역에서 나타난 자연적인 바람 변화가 용승을 줄이는 방향으로 작용했다. 이 조합은 이 지역에서 더 빈번하고 규모가 큰 폭염이 발생할 가능성을 높인다.

표층에 머무는 온난화와 심층까지 이어지는 온난화

해양 폭염이 얕은 층에 머무는지 더 깊이 가라앉는지는 중요하다. 여름에 집중되는 얕은 폭염은 가을 폭풍이 혼합을 다시 일으키면 사그라드는 경향이 있다. 스크립스 해양연구소의 한 해양학자는 올해 북동태평양의 온난화가 표층에 집중된 것으로 보인다고 설명했다. 그는 다음과 같이 말했다.

이번은 여름철 이상 현상이므로 매우 얕은 혼합층 깊이에 국한됐을 가능성이 큽니다. 따라서 대기 상태가 바뀌면 수직 혼합과 대기로의 열 손실을 통해 해양으로 빠르게 흩어질 것입니다.

반면 2013~2016년 장기 현상은 따뜻한 물을 상층 해양 깊숙이 밀어 넣어 폭풍이 잦은 겨울에도 온난한 상태가 이어지는 데 기여했다. 수심과 지속 기간은 생태계 영향과 계절별 날씨 변화를 좌우하는 핵심 차이다.

도쿄에서 캘리포니아까지 이어지는 날씨 영향

해양의 온난화는 그 위 대기의 움직임을 바꾼다. 따뜻한 바닷물은 공기에 수분을 더하고 폭풍의 진로를 좌우하는 기압 패턴에도 영향을 줄 수 있다. 일본 주변에서는 이례적으로 따뜻한 바다가 육지의 폭염을 부추겨 극심한 여름 날씨에 한몫했다. 북태평양 전역에 걸친 이번 현상은 반구 기상도에서도 두드러질 만큼 규모가 커, 전문가들은 북미에 미칠 영향을 주시하고 있다.

캘리포니아대학교 로스앤젤레스 캠퍼스(UCLA)의 한 기후과학자는 온난한 상태가 가을 내내 지속될 경우의 주요 위험을 설명했다. 그는 다음과 같이 말했다.

광범위한 해양 분지 규모의 폭염이 이어진다면 제트기류와 관련된 겨울철 폭풍 경로에 영향을 미칠 수 있습니다.

미국 서해안에서는 대기강을 더 강하게 만드는 폭풍 경로로 이어질 수 있다. 따뜻한 바다가 습한 겨울을 보장하는 것은 아니지만, 폭풍이 찾아올 때 대기 중 수분이 많은 상태라면 강우량이 늘고 고지대에 눈이 더 많이 쌓일 가능성이 커진다. 캘리포니아에서는 따뜻해진 연안 해역이 이미 이슬점을 높여 밤이 후텁지근해지고, 낮 최고기온과 밤 최저기온의 차이가 줄었다.

제트기류와 북미 내륙

더 내륙에 있는 미국 중서부 북부 등에서는 따뜻한 해수 덩어리가 제트기류를 움직여 더 춥고 눈이 많이 오는 겨울을 유발할지 연구자들이 살피고 있다. 과거에도 해양 온난 현상은 북미 대륙의 이례적인 겨울 날씨와 동시에 나타났지만 결과는 제각각이었다. 예를 들어 미네소타는 북태평양의 온난 이상 현상이 나타난 서로 다른 해에 혹독한 겨울과 온화한 겨울을 모두 겪었다. 전문가들은 폭염의 정확한 위치와 지속 기간, 열대 태평양 등 다른 요인이 최종 결과를 좌우할 것이라고 강조한다.

압박받는 생태계

해양 폭염은 모든 단계의 해양 생물에 부담을 준다. 따뜻하고 층화된 표층수에는 영양분이 적어 먹이사슬의 토대가 되는 식물성 플랑크톤의 성장이 저해된다. 생지화학 아르고(Biogeochemical Argo) 부유체를 활용한 전 세계 연구에 따르면 해양 폭염은 표층에만 영향을 미치는 것이 아니다. 중위도와 저위도 지역 다수에서는 표층 플랑크톤이 줄어드는 반면, 영양분과 빛이 수직으로 이동하면서 아래층의 생물량이 늘어난다. 이런 재배치는 위성으로 관측되는 표층 상황과 바로 아래에서 벌어지는 일 사이의 연관성을 깨뜨릴 수 있으며, 복잡한 방식으로 먹이사슬 전반에 파장을 일으킬 수 있다.

연안 지역은 이미 그 대가를 치르고 있다. 마지막으로 길게 이어진 북동태평양 해양 폭염 때 수천 종의 생물이 더 차가운 물을 찾아 이동했다. 멸치와 정어리 같은 먹이용 어류의 서식지가 바뀌면서 바닷새와 해양 포유류의 굶주림이 심해졌다. 따뜻하고 영양분이 부족한 환경에서 유해 조류 대발생이 더 빈번하고 강해져 게와 조개류 어장이 폐쇄됐고, 연안 경제는 수천만 달러의 손실을 입었다.

알래스카 생태계의 기록

알래스카 해양 국립 야생동물 보호구역은 과거 해양 폭염의 여파가 오래 이어지는 것을 목격했다. 이곳의 야생동물 담당 수석 생물학자는 바닷새 개체군이 회복에 어려움을 겪고 있으며 올여름에도 새로운 스트레스 징후가 나타났다고 전했다. 그는 다음과 같이 말했다.

올여름 알래스카 해역에서 해양 포유류와 바닷새, 먹이용 어류가 여러 차례 대량 폐사했습니다. 아프거나 죽은 새에 관한 시민들의 신고 전화가 확실히 늘었습니다.

먹이사슬 상위 단계에서도 장기적인 영향이 나타나고 있다. 알래스카만에 서식하며 연어를 먹는 범고래를 최근 드론으로 측정한 결과, 2014년 무렵 성장기를 보낸 암컷은 성체가 됐을 때 몸집이 더 작았던 것으로 추정된다. 몸집이 작은 고래는 에너지 비축량이 적고 먹이가 부족한 시기에 더 취약해 번식에도 영향을 받는다. 연구자들은 올여름 새끼 고래가 태어난 것을 희망적인 신호로 기록했지만, 또 한 차례 장기 해양 폭염이 발생하거나 연어가 줄어들면 개체군에 다시 부담이 될 수 있다고 경고한다.

플랑크톤에서 포식자까지

과학자들은 해양 폭염이 식물성 플랑크톤의 수직 분포를 어떻게 바꾸는지 기록하고 있다. 표층의 플랑크톤이 줄어도 심층에서는 증가할 수 있다. 이 변화는 크릴 같은 초식 동물이 언제 어디서 먹이를 구하는지 바꾸고, 다시 어류와 조류, 고래가 먹이를 얻을 기회에도 영향을 준다. 2010년대 중반의 해양 폭염 이후 북태평양 일부 지역에서 혹등고래 목격 횟수는 먹이 개체수가 급감하면서 몇 년 사이 약 20% 감소했다. 해양 폭염이 잦아든 뒤에도 생태계 영향은 오래 지속될 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 짧아 보이는 현상도 깊은 흔적을 남길 수 있다는 경고다.

태평양 전역의 규모와 기록

2024년 남서태평양을 새로 분석한 결과는 진행 중인 현상의 규모를 보여준다. 세계기상기구(WMO) 보고서에 따르면 해당 연도 여러 달 동안 더 넓은 태평양 지역에서 약 4,000만 제곱킬로미터의 해양이 해양 폭염의 영향을 받았다. 전 세계 해양 표면의 10%가 넘는 면적이다. 이 지역의 수온은 1991~2020년 평균보다 약 섭씨 0.48도 높았으며, 여러 나라에서 육상 연간 기온 기록이 새로 세워졌다.

해양의 폭염은 실질적인 피해를 낳는다. 필리핀에서는 2024년 9~11월 기록적인 늦가을 태풍이 잇따라 12개 발생해 1,300만 명 넘게 영향을 받았고 최소 140만 명이 이주해야 했다. 호주에서는 겨울철 눈 시즌이 일찍 끝났다. 이 지역의 산호초는 또다시 대규모 백화 현상을 겪었으며, 그레이트배리어리프에서는 2016년 이후 다섯 번째 대규모 백화가 발생했다.

세계기상기구 사무총장은 해수면 상승과 고수온이 식량 체계와 생계, 문화를 압박하는 가운데 지역사회가 해양 변화의 최전선에 놓여 있다고 경고했다. 그는 다음과 같이 말했다.

해수면 상승은 섬나라 전체의 생존을 위협하고 있으며, 흐름을 바꿀 시간이 얼마 남지 않았습니다.

위성 관측 결과 남서태평양 일부 지역에서는 해수면이 전 세계 평균보다 빠르게 상승하고 있다. 열팽창이라 불리는 과정에서 따뜻한 물이 부피를 늘리며, 최근 해수면 상승의 주요 원인으로 작용했다. 일부 섬 지역사회에서는 반복되는 침수와 침식으로 이주 논의가 불거지고 있으며, 조상의 땅과 연결된 가족들은 어렵고도 문화적·영적인 선택에 직면해 있다.

표면 아래: 해수면, 산호, 연안 위험

바다가 뜨거워지면 산호 백화만 생기는 것이 아니다. 해류를 바꾸고 해수면을 높이며 폭풍의 움직임에도 영향을 준다. 따뜻한 해수 덩어리 위에서는 열대저기압이 급격히 강화될 가능성이 커져 인구 밀집 해안에 상륙하는 폭풍의 파괴력이 커질 수 있다. 동시에 높아진 기준 해수면은 폭풍 해일을 더 먼 내륙까지 밀어 넣고, 맑은 날에도 조수 침수 피해를 키운다.

산호 백화는 가장 눈에 띄는 신호 중 하나다. 수온이 지나치게 높은 상태로 오래 이어지면 산호는 영양분을 공급하는 조류를 내보내 하얗게 변한다. 수온이 충분히 빠르게 낮아지면 백화된 산호가 회복할 수 있지만, 현상이 반복되면 비축 자원이 고갈된다. 해양 폭염이 더 많은 계절에 더 강한 강도로 나타나면서 산호초가 회복할 수 있는 기간은 짧아지고 있다. 산호초는 해안선을 보호하고 어업을 뒷받침하며 관광 산업에 기여하므로, 산호초의 쇠퇴는 연안 지역사회에 직접적인 비용을 초래한다.

예측과 올가을 달라질 수 있는 점

단기 해양 폭염 전망은 북태평양 일부 지역에 대한 우려가 계속될 것임을 시사한다. 예보 자료에 따르면 북위 30도 부근의 따뜻한 해역이 확대·강화되고 있으며, 베링해에는 극심한 폭염 단계가 나타나고 있다. 북동태평양에서는 온난층이 어느 깊이까지 이어지는지가 가을 폭풍이 표층의 열을 얼마나 빨리 섞어 없앨지를 결정한다. 초가을 바람이 강해지면 해양 폭염의 얕은 부분은 약해질 것으로 보인다. 바람이 계속 약하거나 폭풍이 이 지역을 비껴가면 서해안의 온난한 상태가 더 오래 이어질 수 있다.

여러 요인이 동시에 작용한다. 열대 태평양의 상태, 북태평양 고기압의 위치, 초겨울 폭풍의 시점이 캘리포니아와 태평양 북서부, 알래스카, 캐나다의 날씨를 좌우할 것이다. 이 정도 규모의 현상은 대기에 다시 영향을 줄 수도 있어, 주 단위 예보의 불확실성이 계속 클 전망이다.

지역사회와 산업이 지금 할 수 있는 일

해양이 뜨거운 상태로 유지되더라도 대비와 신속한 정보 제공은 피해를 줄이는 데 도움이 된다. 연안 어업은 취약한 어족 자원에 과도한 부담을 주지 않도록 조업 시기와 할당량을 실시간으로 조정할 수 있다. 관리 당국은 고래의 먹이 활동 구역에서 선박 속도 제한을 시행하고 모니터링을 확대해, 동물들이 남아 있는 서늘한 해역에 몰릴 때 선박 충돌을 줄일 수 있다. 유해 조류를 조기에 검사하면 게와 조개류 어장이 폐쇄되기 전에 관련 업계에 경고할 수 있다. 유해 조류 대발생 때 공중보건 경보를 내리면 해수욕객과 수산물 소비자의 위험을 줄일 수 있다.

조기 경보의 효과

최근 사례 연구에 따르면 조기 경보와 선제적 대응은 생명과 생계를 지킨다. 필리핀에서는 개선된 경보 덕분에 2024년 말 기록적인 태풍이 연이어 발생할 때 지역사회가 대비할 수 있었다. 맞춤형 예보와 물자 사전 배치, 신속한 대피가 대응에 포함됐다. 이와 비슷한 원칙은 해수면 상승과 폭풍 해일에 따른 홍수 위협에 대응하는 연안 마을에도 도움이 될 수 있다.

지역 차원의 선택도 중요하다. 다시마 숲과 해초 군락을 복원하면 서식지와 탄소 저장 능력을 개선할 수 있다. 남획과 오염 같은 다른 압력을 줄이면 생태계가 열 스트레스에 대응할 가능성도 커진다. 이런 조치가 온실가스 배출 감축을 대신할 수는 없지만, 세계가 더 큰 기후 문제를 해결하는 동안 해양 폭염의 피해를 줄일 수 있다.

핵심 내용

• 기록적인 해양 폭염이 일본에서 미국 서해안까지 북태평양을 가로질러 확산했으며, 8월 수온 이상 현상이 분지 전체의 기록을 세웠다.
• 일본은 관측 사상 가장 더운 여름을 기록했고, 캘리포니아 일부 지역에서는 따뜻한 바다와 관련해 습도와 야간 기온이 높아졌다.
• 과학자들은 지난 10년간 북태평양이 다른 해양 분지보다 빠르게 온난화해 대규모 폭염이 자주 발생할 가능성이 커졌다고 경고한다.
• 약한 용승과 지속적인 기압 패턴이 얕지만 광범위한 온난층을 형성했으며, 강한 가을 폭풍이 오면 약해질 수 있다.
• 온난한 상태가 계속되면 겨울철 제트기류와 미국 서해안에 영향을 주는 대기강에 변화를 일으킬 수 있다.
• 바닷새의 대량 폐사와 고래 먹이 부족부터 유해 조류 대발생과 산호 백화까지 생태계 스트레스가 커지고 있다.
• WMO는 2024년 태평양 광역의 약 4,000만 제곱킬로미터 해역에서 해양 폭염이 나타났다고 보고했다.
• 열팽창이 일부 원인인 해수면 상승은 폭풍과 만조 때 섬나라와 저지대 해안의 위험을 키운다.
• 예보에 따르면 북태평양 일부와 베링해에서 수온 이상 현상이 심해지고 있으며, 가을 후반 북동태평양의 얕은 온난층은 해수 혼합으로 약해질 수 있다.
• 어업 관리와 조기 경보 체계, 서식지 복원은 단기 피해를 줄일 수 있으며, 근본 원인 해결을 위해서는 배출량 감축이 필요하다.