1. 서론

북극은 최근 급격한 기후변화로 인해 해빙 감소와 이에 따른 생태계 변화 등 지구에서 가장 극심한 환경 변화를 겪으며 국제사회 이슈로 떠오르고 있다. 북극의 온난화에 따른 생물활동 증가와 이에 따른 태양빛 흡수로 인한 온도 상승, 영구동토 층 해빙에 따른 메탄과 같은 강력한 온실기체 방출 등 과거에 유례를 찾아보기 힘들 정도로 다양한 온난화 증폭 메커니즘이 동작하고 있거나, 막 시작되고 있다. 더욱이 북극의 온난화는 북극 지역에 국한된 현상이 아니다. 지표면 온도 상승에 따른 북극해 해빙 감소와 함께 북극해상 수증기 증가와 극제트류 순환을 따라 이류된 수증기가 인근 지역 및 시베리아 지역에 강설을 증가시키고 있으며(Ghatak, Frei et al., 2010), 북극상공의 제트기류가 북극 온난화에 따라 교란되어 사행함에 따라 중위도 지역에 한파를 몰고 올 수 있다는 수치모형 실험 결과들이 발표되고 있다(Baek-Min Kim el al, 2014, Atmosphere; Honda, Inoue et al., 2009; Jaiser, Dethloff et al., 2012). 또한 Baek-Min Kim et al.(2014)은 북극 해빙의 감소가 겨울철 북극지역 성층권에서 발생하는 극 소용돌이(polar vertex)를 약화시켜 중위권 지역에 한파를 야기한다고 제안하였다. 이러한 연구들은 인류가 가장 많이 살고 있는 중위권에도 직접적인 영향을 미치고 있어 시사하는 바가 크다고 할 수 있다. 해빙의 감소가 이러한 다양한 과학적 문제를 야기시키는 반면, 기존에 접근하기 어려웠던 북극해 주변의 천연자원에 대한 접근성 향상과 북극항로에 대한 기대감 등 북극권의 경제적 활용성 증대가 국제사회의 관심으로 부각되고 있다(Dongmin Jin et al., 2010).

2. 자료설명

북극해 환경 변화를 장기적으로 모니터링하기 위해 아라온호는 자동기상관측장비(Automatic Weather Station; AWS)와 해수표층수온염분관측장비(Thermosalinograph)를 기반으로 2010년부터 2019년까지 10년간 북극해 여름철 동안 기상과 해수표층 관측을 수행했다. 기상관측 데이터는 UTC Date, UTC Time, Latitude, N/S, Longitude, E/W, Insolation(MJ/m²), Air Temperature(℃), Relative Humidity(%), Wind Speed(m/s), Wind Direction(degree), Air Pressure(hPa), Heading(degree) 등의 요소로 구성되며 데이터 수집 주기는 10초이다. 이 장비는 아라온호의 컴파스 데크(compass deck)에 설치되어 있으며 높이는 해수면으로부터 약 19m이고 배의 운항 환경에 따라 달라질 수 있다. 해수표층수온염분관측 데이터는 UTC Date, UTC Time, Latitude, N/S, Longitude, E/W, Speed of Ground(knots), Course of Ground(degree), SBE45 Temperature(℃), SBE45 Conductivity(S/m), SBE45 Salinity(psu), SBE45 Sound speed(m/s), SBE38-1 Temperature(℃), SBE38-2 Temperature(℃) 등의 요소로 구성되며 데이터 수집 주기는 10초이고, 취수구의 깊이는 해수면으로부터 약 7m이고 배의 운항 환경에 따라 달라질 수 있다. SBE38-1과 SBE38-2는 동일 사양의 센서이며 해수 상태에 따른 관측 중단을 최소화하기 위한 상호보완∙이중화된 구성이다. 두 관측장비의 설치 센서와 수집 요소 구성은 표 1과 같다. 모든 데이터는 표준 ASCII 포맷의 콤마(,)로 구분된 CSV 형식으로 작성되었으며, 매 시간 단위 파일로 저장되어 있다.

아라온호가 2010년부터 2019년까지 여름철 북극해 연구를 수행하기 위해 운항한 경로는 다음 Fig. 1과 같다. 아라온호는 매년 7-8월에 한국을 출발하여 러시아와 미국, 캐나다를 지나는 베링해, 척치해, 보퍼트해와 고위도 공해상을 탐사하고 9-10월에 한국으로 돌아온다.

3. 결론 및 토의

북극해는 기후변화로 인해 과학적 상징성이 높고 자원개발이나 북극항로 등 경제적 영향도 점점 증가하고 있는 지역이다. 그럼에도 불구하고 접근이 원활하지 않아 연속적인 환경 모니터링이 어렵다. 쇄빙연구선 아라온호를 통해 2010년부터 2019년까지 여름철 기간 동안 북극해 지역을 탐사하면서 기상환경과 해수표층수온염분 관측을 수행했다. 이 데이터를 이용해 북극해 환경 변화를 파악하여 과학적, 경제적으로 활용할 수 있을 것이다.

Fig. 1.

2010-2019년 쇄빙연구선 아라온호의 북극해 연구항차 운항경로

참고문헌

• Baek-Min Kim, Seok-Woo Son, Seung-Ki Min, Jee-Hoon Jeong, Seong-Joong Kim, Xiangdong Zhang, Taehyoun Shim, Jin-Ho Yoon (2014) Weakening of the stratospheric polar vortex by Arctic sea-ice loss. Nature communications 5(4646)
• Kim Baek-Min, Jung Euihyun, Lim Gyu-Ho, Kim Hyun-kyung (2014) Analysis on Winter Atmospheric Variability Related to Arctic Warming. Atmosphere 24(2):131–140Article
• Jin Dongmin, Seo Hyunkyo, Choi Seonung (2010) Arctic Governance and International Organization : A Focus on the Arctic Council. Ocean and Polar Research 32(1):85–95Article
• Honda M., Inoue J., Yamane S (2009) Influence of low Arctic sea-ice minima on anomalously cold Eurasian winters. Geophys. Res. Lett 36(8):L08707Article
• Jaiser R., Dethloff K., Handorf D., Rinke A., Cohen J. (2012) Impact of sea ice cover changes on the Northern Hemisphere atmospheric winter circulation. Tellus A 64(1):11595Article

Appendix

Figure & Data

References

Citations

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