메뉴바로가기본문바로가기

동아사이언스

[강석기의 과학카페]올가을 태풍 한반도 미래 기후 맛보기

통합검색

[강석기의 과학카페]올가을 태풍 한반도 미래 기후 맛보기

2019.10.15 18:52
 태풍 ′하기비스′가 몰고 온 폭우 속에 13일 일본 나가노현 나가노시에서 지쿠마강(江)의 무너진 둑 주변 가옥들이 침수된 모습.  AFP/연합뉴스 제공
태풍 '하기비스'가 몰고 온 폭우 속에 13일 일본 나가노현 나가노시에서 지쿠마강(江)의 무너진 둑 주변 가옥들이 침수된 모습. AFP/연합뉴스 제공

지난 주말 일본을 덮친 19호 태풍 하기비스의 가공할 위력을 TV로 지켜보며 가슴을 쓸어내렸다. 태풍이 서쪽으로 1000㎞쯤 더 진행한 뒤 북쪽으로 꺾였다면 한반도를 관통하며 기록적인 피해를 냈을 것이다. 개천절에 한반도 남부를 지나가며 남해안과 동해안 여러 지역에 큰 피해를 낸 18호 태풍 미탁이 표범이라면 하기비스는 호랑이라고 할까.

 

올해처럼 짧은 기간에 태풍이 연달아 한반도를 덮친 건 드문 일이다. 9월에 발생한 태풍 6개 가운데 3개(13호 링링, 17호 타파, 18호 미탁)가 직접 영향을 미쳤으니 말이다. 9월에 태풍이 평균 4.9개가 발생하고 평균 0.6개가 한반도에 영향을 주는 걸 생각하면 이례적인 해다. 

 

유엔 산하 IPCC(기후변화에 관한 정부 간 협의체)는 지난 9월 25일 ‘변화하는 기후 아래서 해양 및 빙권(cryosphere)’에 대한 특별 보고서를 채택해 공개했다. 보고서 6장 ‘극단적이고 급작스러운 변화와 관리 위험’의 3절에서 열대성저기압(tropical cyclone)을 다뤘다. 열대성저기압은 발생 지역에 따라 태풍(북태평양 남서부), 허리케인(태평양 동부나 대서양), 사이클론(인도양이나 벵골만)으로 불린다.

 

올가을 태풍이 워낙 유난을 떨다 보니 관심이 생겨 보고서의 6장 3절을 읽어봤다. 참고로 특별 보고서는 방대한 분량으로 6장만 94쪽에 이른다. 보고서는 지난 수십 년 동안 열대성 저기압 관련 연구를 검토한 뒤 이를 바탕으로 21세기 말의 상황을 예측하고 있다. 

 

그런데 미래의 모습을 보니 바로 올해 우리나라에서 벌어진 상황이다. 짧은 기간 태풍 세 개가 연달아 지나가고 여기에 하마터면 슈퍼태풍까지 덮칠 뻔한 ‘예외적인’ 해가 수십 년 뒤에는 평년의 모습이 될지도 모른다는 말이다. 특별 보고서와 여기서 언급한 논문들 가운데 몇 편의 내용을 소개한다.

 

2019년 발생한 태풍 19개의 활동 시기와 전성기의 세기를 보여주는 그래프다. 사피어-심프슨 규모를 따른 것으로 열대저압부(파란색)가 1개, 열대폭풍(하늘색)이 10개, 1단계 태풍(베이지색)이 1개, 2단계 태풍(노란색)이 1개, 3단계 태풍(진노랑)이 1개, 4단계 태풍(주황색)이 3개, 5단계 태풍(빨간색)이 2개다. 엄밀히 말하면 올해 발생한 태풍이 8개라는 말이다. 위키피디아 제공
2019년 발생한 태풍 19개의 활동 시기와 전성기의 세기를 보여주는 그래프다. 사피어-심프슨 규모를 따른 것으로 열대저압부(파란색)가 1개, 열대폭풍(하늘색)이 10개, 1단계 태풍(베이지색)이 1개, 2단계 태풍(노란색)이 1개, 3단계 태풍(진노랑)이 1개, 4단계 태풍(주황색)이 3개, 5단계 태풍(빨간색)이 2개다. 엄밀히 말하면 올해 발생한 태풍이 8개라는 말이다. 위키피디아 제공

 

동북아에 영향 주는 태풍의 폭풍 성장

 

다른 기상 현상과 마찬가지로 열대성저기압도 한두 해의 데이터로는 경향을 예측할 수 없다. 올해 태풍이 많이 찾아왔다고 해서 앞으로도 그럴 거라고 단정할 수 없다는 말이다. 따라서 특별 보고서의 예측은 지난 수십 년 동안의 데이터를 분석한 여러 논문을 종합한 뒤 통계적인 확실성에 대한 언급과 함께 내놓은 것이다.

 

21세기 말 열대성저기압의 세기에 대한 예측은 중간 수준의 확실성으로 4단계(category 4)와 5단계의 비율이 늘어날 것이라고 한다. 지구의 평균온도가 산업혁명 이전 대비 2℃ 올라갈 경우(현재 평균보다 1℃ 더 높아진다는 말이다) 열대성저기압의 평균 세기(최대 풍속)는 1~10% 커진다. 평균 강수량은 해수면 온도가 1도 높아질 때마다 최소한 7% 늘어난다. 대기 중 수증기 함량이 늘어나기 때문이다.

 

보고서에 나오는 열대성저기압 분류는 1969년 허리케인을 대상으로 만든 ‘사피어-심프슨 규모’를 따른 것으로 풍속에 따라 일곱 단계가 있다. 1분 평균 최대 풍속이 초속 18m 미만은 열대저압부, 18~32m는 열대폭풍, 33~42m는 1단계, 43~49m는 2단계, 50~58m는 3단계, 59~69m는 4단계, 70m 이상은 5단계다. (문헌을 보면 Category의 공식 번역어가 ‘등급’인 것 같은데 아무래도 잘못된 선택으로 보여(가장 센 태풍이 5등급?) 필자는 단계로 번역했다.)

 

따라서 4단계와 5단계 열대성저기압의 비율이 커지면 당연히 평균 세기도 커질 것이다. 9월 초 우리나라에 피해를 준 13호 링링은 전성기 4단계 태풍으로 1분 최대 풍속이 61m였고 지난 주말 일본을 초토화시킨 하기비스는 5단계 태풍으로 1분 최대 풍속이 72m에 이르렀다.

 

참고로 태풍이 북상을 시작해 30° 부근을 지나가면 약해지기 시작해 한반도에 상륙할 즈음에는 전성기에 비해 두 단계 정도 떨어진다. 전성기 기준 2단계인 18호 태풍 미탁도 전남 해남에 상륙했을 무렵은 열대폭풍으로 약해진 상태였다. 

 

학술지 ‘네이처 지구과학’ 2016년 10월호에는 이와 관련한 흥미로운 논문이 실렸다. 지난 수십 년 동안 열대성저기압이 점점 강해지는 경향을 주도한 건 태풍으로 1977년에서 2014년까지 데이터를 분석한 결과 평균 세기가 14%나 강해졌고 4단계와 5단계의 비율도 두 배 이상 높아졌다는 것이다. 참고로 세기가 14% 강해지면(최대 풍속이 약 7m 빨라지면) 파괴력은 거의 50% 커진다.

 

2016년 학술지 ‘네이처 지구과학’에 발표한 논문에서 미국 스크립스해양지리학연구소 연구자들은 태풍을 발생 지점과 진행 경로에 따라 네 군으로 나눴다. 1977년부터 2014년까지 발생한 태풍의 세기와 경로를 표시한 그래프로 왼쪽 위가 1군, 왼쪽 아래가 2군, 오른쪽 위가 3군, 오른쪽 아래가 4군이다. 태풍이 진행하면서 세기가 변하기 때문에 진행 경로를 나타내는 선의 색이 바뀐다. 즉 열대성저압부는 회색, 열대폭풍은 녹색, 1~2단계 태풍은 주황색, 3~5단계 태풍은 빨간색이다. 우리나라에 영향을 주는 태풍은 거의 1군에 속하고 대부분 열대폭풍이거나 1~2단계 태풍으로 세력이 약해진 상태다. ‘네이처 지구과학’ 제공
2016년 학술지 ‘네이처 지구과학’에 발표한 논문에서 미국 스크립스해양지리학연구소 연구자들은 태풍을 발생 지점과 진행 경로에 따라 네 군으로 나눴다. 1977년부터 2014년까지 발생한 태풍의 세기와 경로를 표시한 그래프로 왼쪽 위가 1군, 왼쪽 아래가 2군, 오른쪽 위가 3군, 오른쪽 아래가 4군이다. 태풍이 진행하면서 세기가 변하기 때문에 진행 경로를 나타내는 선의 색이 바뀐다. 즉 열대성저압부는 회색, 열대폭풍은 녹색, 1~2단계 태풍은 주황색, 3~5단계 태풍은 빨간색이다. 우리나라에 영향을 주는 태풍은 거의 1군에 속하고 대부분 열대폭풍이거나 1~2단계 태풍으로 세력이 약해진 상태다. ‘네이처 지구과학’ 제공

논문은 발생 위치와 진행 경로에 따라 태풍을 네 개의 군(cluster)으로 나눠 분석했다. 전체 태풍의 34%가 상대적으로 서쪽에서 발생해 동북아시아(북위 22도 기준 북쪽)로 진행하는 1군에 속하는데 37년 만에 평균 세기가 15% 커졌고(평균 최대 풍속 8m 증가) 4단계와 5단계의 비율이 네 배가 됐다. 1군 태풍의 75%가 육지에 상륙한다.

 

전체 태풍의 27%는 좀 더 서쪽에서 발생해 동남아시아(북위 22도 기준 남쪽)로 진행하는 2군에 속하는데, 평균 세기가 12% 커졌고(평균 최대 풍속 5m 증가) 4단계와 5단계의 비율이 두 배가 됐다. 2군 태풍의 97%가 육지에 상륙한다.

 

나머지는 상대적으로 동쪽에서 발생해 동북아시아로 진행하는 3군과 동남아시아로 진행하는 4군으로 나뉜다. 전체 태풍의 23%를 차지하는 3군은 육지에 상륙할 확률이 17%에 불과하다. 전체 태풍의 16%를 차지하는 4군도 육지에 상륙할 확률이 47%로 높지 않다. 

 

따라서 태풍 가운데서도 1군이 세력이 가장 빠르게 강해지고 있다. 최근에는 4단계와 5단계 태풍의 연간 평균 개수 7개 가운데 4개가 1군에 속한다. 문제는 38년 동안 우리나라를 지나간 태풍 가운데 두세 개를 빼면 모두 1군에 속한다는 것이다. 논문에서 저자들은 “중국 동부와 대만, 한국, 일본에 상륙하는 태풍은 앞으로 훨씬 더 강해질 것이다”라고 콕 집어 말하고 있다.

 

한편 일본에 상륙하는 태풍 역시 1군이 다수이지만 우리나라보다 한참 동쪽에 있기 때문에 3군도 꽤 된다. 지난 주말 엄청난 피해를 준 하기비스도 진행 경로를 보면 3군이 아닐까 싶다. 

 

 

태풍의 변화 역시 지구온난화 영향 커

 

2002년 8월 30일에서 9월 1일에 걸쳐 태풍 루사가 한반도를 천천히 관통하며 바람과 함께 엄청난 비를 뿌려 5조 원이 넘는 재산피해를 냈다. 8월 31일 위성사진으로 한반도 전체가 태풍에 덮여 있다. NASA 제공
2002년 8월 30일에서 9월 1일에 걸쳐 태풍 루사가 한반도를 천천히 관통하며 바람과 함께 엄청난 비를 뿌려 5조 원이 넘는 재산피해를 냈다. 8월 31일 위성사진으로 한반도 전체가 태풍에 덮여 있다. NASA 제공

그렇다면 어떤 기후변화가 열대성저기압을 더 강하게 만들고 그 가운데서도 1군에 속하는 태풍에 유독 큰 영향을 미치는 것일까. 먼저 지구온난화로 인한 해수면 온도 상승과 해양 상층부의 온도차가 줄어드는 현상으로 특히 북위 20~30°, 동경 120~135°에서 두드러졌다. 대만 동쪽과 한반도 남쪽에 위치하는 바다다. 그 결과 태풍이 이 지역을 지나가며 에너지와 수분을 많이 빨아들이면서 빠르게 덩치를 키운다. 

 

열대성저기압의 진행 속도가 점점 느려지고 있는 현상도 피해를 가중시키는 요인이다. 한 지역의 전체 강수량은 시간당 강수량에 비례하고 열대성저기압의 이동 속도에 반비례하기 때문이다. 지난해 학술지 ‘네이처’에 발표된 논문에 따르면 1949년에서 2016년 사이 열대성저기압의 이동 속도가 평균 10% 줄어들었다.

 

이런 경향은 북태평양 서부의 육지와 가까운 바다와 북대서양의 육지와 가까운 바다에서 두드러져 20~30%나 줄었다. 바로 1군과 2군 태풍과 대서양 허리케인이 지나가는 경로다. 2017년 미국에 막대한 타격을 준 허리케인 하비가 대표적인 예로 워낙 느리게 지나가다 보니 4일에 걸쳐 엄청난 비를 뿌렸고(최고 강수량이 1539㎜) 광범위한 지역이 대홍수로 물에 잠겨 무려 1250억 달러(약 150조 원)의 피해를 냈다.

 

재산피해액 기준 우리나라 역대 1위(5조 1499억 원)에 오른 2002년 태풍 루사도 8월 30일에서 9월 1일에 걸쳐 천천히 한반도를 관통하면서(중심 기준으로는 18시간 머무름) 엄청난 비를 뿌렸다. 당시 강릉에 하루 870.5㎜의 비가 내려 일일 강수량 기록을 세우기도 했다. 

 

지난 주말 일본을 강타한 하기비스 역시 상륙하기 직전까지 시속 20㎞ 내외로 비교적 느리게 이동하면서 많은 비를 뿌렸다(최고 강수량 1001㎜). 반면 18호 태풍 미탁은 서진을 하다 북쪽으로 방향을 틀 때 진행 속도가 느려졌지만 북위 30도를 지나면서 속도가 붙어 한반도를 빠르게 관통했다. 그럼에도 경북 울진의 10월 2일 강수량이 332.9㎜로 우리나라 10월 일강수량 기록을 세웠다. 만일 미탁의 진행 속도가 느렸다면 더 넓은 지역이 홍수 피해를 봤을 것이다.

 

 

열대성저기압 발생 위도 높아져

 

1982~2012년 발생한 열대성저기압의 전성기(최대 세기) 지점을 보여주는 지도다. 지구온난화로 30년 사이 최대 세기 지점의 평균 위도가 3°나 높아졌다. 우리나라로서는 불길한 조짐이다. NASA 제공
1982~2012년 발생한 열대성저기압의 전성기(최대 세기) 지점을 보여주는 지도다. 지구온난화로 30년 사이 최대 세기 지점의 평균 위도가 3°나 높아졌다. 우리나라로서는 불길한 조짐이다. NASA 제공

지구온난화가 열대성저기압에 미치는 또 다른 영향으로는 최대 세기를 보이는 지점의 평균 위도가 10년에 1°씩 점점 높아진다는 것이다. 열대성저기압이 발생하면 저위도의 바다 위를 이동하면서 점점 강해지다가 방향이 꺾여 위도가 높아져 온대 지역으로 넘어오면서 약해진다. 그런데 지구온난화로 해수면과 대기의 온도가 높아져 변곡점을 맞는 위도도 점점 올라가고 있다는 말이다.

 

지난 2014년 학술지 ‘네이처’에 발표된 논문에 따르면 1982~2012년 30년 동안 이런 경향으로 열대성저기압의 최대 세기의 평균 위도가 3°나 높아졌다. 이 역시 우리나라에는 불길한 변화다. 태풍이 전성기일 때 거리가 가까울수록 한반도에 상륙했을 때 여전히 강한 힘을 유지하고 있을 확률이 높기 때문이다. 

 

한편 지구온난화로 열대성저기압의 발생 건수는 줄어들 거라는 예측이 많다(이를 지지하지 않는 연구결과도 꽤 돼 IPCC는 보고서에서 확실성은 낮다고 덧붙였지만). 열대 해양의 순환이 약해지면서 대기가 안정화돼 태풍의 씨앗인 요동이 잘 만들어지지 않기 때문이다. 

 

그런데 한반도는 이런 경향의 덕을 보지 못할 것 같다. 태풍의 경우 적도에 가까운 지점의 발생은 줄어도 상대적으로 위도가 높은 곳에서 발생하는 1군과 3군은 오히려 발생 건수가 늘고 있다는 연구결과가 있다. 

 

사실 돌이켜보면 2012년 태풍 볼라벤과 덴빈, 산바로 1조 원이 넘는 큰 피해를 본 뒤 작년까지 최근 수년 동안 우리나라는 운이 꽤 좋은 편이었다. 강력한 태풍이 올라와도 절묘하게 우리나라를 비껴갔고(그 가운데 다수가 일본을 덮쳤다) 한반도를 관통한 것들도 큰 피해를 주지 않았다. 그러나 올해에는 이런 행운이 따라주지 않았다. 그나마 슈퍼태풍 하기비스가 오지 않은 건 불행 중 다행이다.

 

그러나 언젠가는 우리에게도 불운이 찾아올 수 있고(2003년 슈퍼태풍 매미로 부산항의 타워크레인이 줄줄이 쓰러진 모습이 떠오른다) 그런 빈도도 잦아질 것이다. 지구온난화 추세를 뒤엎기는커녕 가속화시키지만 않아도 다행이라는 게 현실임을 받아들인다면 태풍으로 인한 피해를 최소화하는 체계를 구축하는 것이 현명한 대응책이라는 생각이 든다. 아래는 IPCC의 특별 보고서에 나오는 한 구절이다.

 

“산업혁명 이전 시대 500년에 한 번꼴로(0.2% 확률) 발생한 (열대성저기압으로 인한) 대홍수가 지금은 25년 만에(4% 확률) 일어나고 있고 앞으로 30년 이내에 5년에 한 번꼴로(20% 확률) 나타날 것이다.” 

 

※필자소개

강석기 (kangsukki@gmail.com). LG생활건강연구소에서 연구원으로 근무했으며, 2000년부터 2012년까지 동아사이언스에서 기자로 일했다. 2012년 9월부터 프리랜서 작가로 활동하고 있다. 직접 쓴 책으로 《강석기의 과학카페(1~8권)》,《생명과학의 기원을 찾아서》가 있다. 번역서로는 《반물질》, 《가슴이야기》, 《프루프: 술의 과학》을 썼다

이 기사가 괜찮으셨나요? 메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

댓글 0

9 + 10 = 새로고침
###
    과학기술과 관련된 분야에서 소개할 만한 재미있는 이야기, 고발 소재 등이 있으면 주저하지 마시고, 알려주세요. 제보하기

    관련 태그 뉴스