4월 토네이도 발생과 연관된 해수면 온도 분포 및 기압패턴 모식도 (사진=부산대학교 제공)

부산대학교 기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단 악셀 팀머만 단장(Axel Timmermann, 부산대 석학교수) 연구팀은 4월에 발생하는 북미 지역 토네이도 발생 횟수가 해수면 온도와 대규모 기압 패턴에 의해 조절됨을 밝혔다.

토네이도는 최소 시속 100 km로 빠르게 회전하는 바람으로 전 세계 토네이도의 75%인 평균 1000여 개가 북미지역에서 발생한다. 그러나 해마다 발생 횟수는 크게 달라진다. 특히 4, 5월은 토네이도 발생이 최고조에 달하는 시기이기 때문에 봄철 토네이도 예측은 기후과학의 중요한 과제다.

그러나 토네이도는 반경 수백 미터 가량의 작은 지역에서 일어나는 현상이라 장기적인 예측이 불가능했다. 장기 예측을 위해서는 열용량이 크고 변화가 느린 해수면 온도와 토네이도의 관계를 밝히는 것이 중요하지만 그 원리가 설명되지 못해 발생 1-2주 전 낮은 신뢰도로만 예보가 가능했다.

연구진은 토네이도 횟수와 기후 환경의 상관관계를 월별로 분석했다. 지난 62년간 축적된 북미 지역 토네이도 관측 자료와 모형 시뮬레이션을 면밀하게 분석한 결과 연구진은 4월에 한정해 해수면 온도가 특정 패턴을 가질 경우 북미 토네이도 발생 횟수가 증가함을 규명했다.

이번 연구결과를 적용하면 토네이도 예측을 수개월 앞당길 수 있을 것으로 기대된다.

공동저자인 이준이 연구위원(부산대 기후과학연구소 조교수)은 “4월 해수면 온도 예측은 세계 여러 기후 모델링 센터에서 정기적으로 수행하고 있다”며 “이번 연구와 해수면 온도 예측값을 이용해 토네이도 발생횟수의 장기 예측이 가능해질 것”이라고 설명했다.

또 제 1저자인 추정은 연구위원은 “이번 연구로 대규모 기후 조건과 토네이도의 인과관계를 밝혔다면 앞으로는 기후변화가 북미 지역 토네이도에 어떻게 영향을 미치는지 슈퍼컴퓨터를 이용해 연구할 계획”이라고 전했다.

한편 이번 연구 결과는 국제학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advances, IF 12.804)에 8월 22일 새벽 3시(한국시간)에 온라인 게재됐다.