지난 9일 미국 시카고, 일리노이, 오대호 연안 등 중북부·중서부 지역에는 갑작스럽게 쏟아지는 폭설과 강풍으로 인해 인근 지역 주요 항공사의 항공기 1천여 편이 무더기로 결항됐다. 활주로는 폐쇄됐고 인근 마트의 생필품은 금세 동이 났다. 미 국립기상청(NWS)은 이 날 2만5천 여 명의 주민들이 폭설 영향권에 들었다고 발표했다.

지난 1월에도 미국 북동부는 한파와 폭설, 눈 폭풍으로 인해 대규모 피해가 속출했다. 정전과 사고가 이어졌고 4천800여 편의 항공기가 결항됐다. 인근 지역 학교에는 휴교령이 내려졌다. 나이아가라 폭포가 얼어붙는 사진은 이제 한파를 대표하는 단골사진이 됐다.

나이아가라 폭포가 결빙된 모습. ⓒ PIXAPAY

지구는 뜨거워지는데 왜 추울까?

중국도 역대 최강의 추위를 갱신하고 있다. 일본이나 우리나라도 예외는 아니다. 눈이 잘 내리지 않는 온난한 기후의 일본 규슈 지역이나 우리나라 제주도에 최근 폭설과 눈 폭풍으로 항공기들이 연달아 결항되고 교통이 마비되고 있는 실정이다.

지구촌의 이상 한파 현상은 최근 들어 더욱 심해지고 잦아지고 있다. 재난 영화를 방불케 하는 실제 위험 상황이 곳곳에서 감지되고 있다.

무엇 때문에 이러한 겨울 이상 한파 현상이 벌어지고 있는 것일까. 기후 전문가들은 지구 온난화가 이상 한파의 주범이 되고 있다고 주장하고 있다.

하지만 지구의 온도가 높아진다는데 더 추워진다는 것이 이상하다. 이화여자대학교 대기과학공학과 겸임교수인 김백민 극지연구소 책임연구원은 ‘폴라보텍스(Polar Vortex·극 소용돌이)’ 때문이라고 설명했다. 김 연구원은 지난 7일 서울 강남구 그랜드 인터컨티네탈 파르나스에서 열린 평창포럼에서 이와 같이 밝혔다.

김백민 책임연구원이 폴라보텍스에 대해 설명하고 있다. ⓒ 김은영/ ScienceTimes

북극과 남극 등 극지역은 너무 차갑기 때문에 밀도가 큰 공기가 몰려있다. 상공에는 대규모 저기압이 형성되어 있다. 최근 미국 한파의 주요 원인으로 지목되고 있는 폴라보텍스는 대서양의 습한 공기와 북극의 차가운 기류가 만나면서 만들어진다. 그런데 지구 온난화로 북극 주변에 차가운 기류를 형성하고 있던 폴라 보텍스가 중위도로 이동하면서 이상 한파가 발생되고 있다는 것. 올 1월 기상청도 우리나라 전역에 몰아닥친 최강 한파의 원인으로 폴라 보텍스를 지목했다.

김백민 책임연구원은 “그동안 폴라 보텍스는 제트기류로 인해 북극에 갇혀 있었다”며 “기온이 올라가니 폴라 보텍스가 약해진 제트기류를 뚫고 중위도로 내려가는 것”이라고 설명했다.

지구온난화로 북극 빙하 녹고 폴라 보텍스 남하로 이상 한파 발생

폴라 보텍스는 극지방을 도는 영하 50~60도의 한랭 기류이다. 이 차가운 공기덩어리는 평소에는 제트기류에 휩싸여 극지방에 갇혀 있었지만 지구 온난화가 지속되면서 제트기류가 약해지면서 그 사이로 한파를 내보내게 되었다는 것.

이를 근거로 할 수 있는 것이 최근 몇 년 사이 급작스럽게 올라가고 있는 북극의 온도를 들 수 있다. 최근 몇 년 사이 북극은 엄청나게 뜨거워지고 있다. 50년 동안 다른 지역이 1도 상승할 때 북극은 2.5도 올라갔다.

북극이 뜨거워지면서 빙하가 녹기 시작한다. 빙하가 녹으면서 발생하는 엄청난 양의 열과 수증기는 다시 지구를 더욱 뜨겁게 만든다. 연쇄적으로 제트기류에 갇혀 있던 폴라 보텍스는 뜨거운 열과 기온에 의해 약해진 제트기류와 함께 북미와 아시아 지역으로 이동하면서 한파를 몰고 온다. 악순환이 계속 되고 있는 셈이다.

기후연구가 김백민 극지연구소 기후변화연구부 책임연구원이 북극의 온도 변화를 설명하고 있다. ⓒ 김은영/ ScienceTimes

‘누가 왜 기후변화를 부정 하는가’(도서출판 미래인, 2017)를 펴낸 마이클 만 미국 펜실베니아 주립대 대기과학과 교수 또한 같은 주장을 하고 있다. 그는 저서에서 이산화탄소 배출량이 계속 증가하면서 지구표면은 기온이 상승하고 북극의 빙하가 녹아 해수면이 높아져 홍수와 쓰나미가 발생한다. 겨울에는 북극의 빙하가 녹아 약해지는 제트기류의 변화로 겨울철 이상 한파가 발생되고 있다고 설명했다.

지구온난화의 원인은 일반적으로 알려진 것과 같이 인류 활동에 따른 온실 기체의 방출 때문이다. 인류는 산업혁명 이후 지구를 매년 뜨겁게 달구고 있다. 2016년 현재 지구의 이산화탄소 농도는 400ppm을 넘어서고 있다. 세계기상기구는 2016년 지구 전체의 이산화탄소 연평균 농도를 403.3ppm이라고 발표했다. 대기 중 이산화탄소 농도가 400ppm 이상을 기록한 것은 2015년에 이어 두 번째로 역대 최고치이다.

나사가 공개한 북극의 빙하면적 변화 그래프. 2012년을 기점으로 잠시 회복세로 돌아섰다가 또 다시 줄어들고 있다. ⓒ NASA

물론 지구는 지금보다 더 뜨거웠던 시기가 있었다. 이산화탄소 농도가 4000ppm에 달한 적도 있다. 하지만 그럴 때마다 지구는 몸서리를 쳤고 지구에 사는 생명체들은 그에 상응하는 대가를 치러야했다.

아이러니하게도 이산화탄소가 가장 많이 배출되는 지역에서 이상 한파 현상이 더욱 심각했다. NASA가 발표한 전 세계 이산화탄소 배출량이 많은 중국과 북미 그리고 유럽이 최근 이상 한파 기류가 감지되고 있는 지역이었다. 김백민 책임연구원은 “이산화탄소가 많이 뿜어져 나오고 있는 곳이 이상 한파의 피해자가 되고 있다”고 말했다.

나사 제공 CO2 배출량의 변화를 나타내는 비디오. 중국, 유럽, 미국이 많은 co2 배출(붉은색)을 보이고 있다. ⓒ NASA

‘티핑포인트’(Tipping Point)는 어느 순간 극적으로 변화하는 순간을 뜻한다. 1방울이 더해져 물이 넘치거나 99℃의 물일 때에는 끓지 않다가 1℃를 더하는 순간 물이 끓는 순간이다. 어쩌면 지구도 지금이 바로 이 ‘티핑포인트’의 순간일 수 있다. 물리학자 스티븐 호킹 박사는 지난해 7월 BBC와의 인터뷰를 통해 “지구 온난화가 되돌릴 수 없는 ‘티핑 포인트’에 도달하고 있다”며 “인간이 지구를 떠나야할 수도 있다”고 경고했다.

지난해 미국 정부가 4년에 한번 발간한 ‘기후변화 보고서’에서는 “지구온난화는 인간의 행위로 발생한다는 것 외에 다른 설득력 있는 설명은 없다”고 밝힌바 있다. 인류만이 지구가 겪을 기후 재앙이라는 티핑포인트의 시점을 늦출 수 있는 셈이다.