[뉴스속 용어]엘니뇨의 전조 '켈빈파'

'켈빈파(Kelvin wave)'는 지구의 대기와 해양에서 나타나는 장주기 파동이다. 바다에서 연안(육지) 등의 경계면(waveguide)에 부딪혀 반사되는 파동이라고 할 수 있다.

뜨거운 적도와 차가운 극지방으로의 열 흐름은 대기와 바다를 통해 끊임없이 진행되는데, 물이나 공기와 같은 유체는 타고난 불안정성으로 흐름도 불규칙적이다. 이 때문에 극지의 찬 공기(바다)와 적도의 따뜻한 공기(바다)가 만나는 중위도 지역은 예상하기 어려운 이상기후가 주기적으로 나타나는데, 이에 결정적인 영향을 주는 두 가지 파동이 켈빈파와 로스비파(Rossby wave)다.

기후변화로 인한 이상고온에 엘리뇨의 침범까지 지구촌이 더욱더 뜨거워지고 있다. [사진=픽사베이]

켈빈파와 로스비파는 극지의 찬 공기와 적도의 따뜻한 공기가 만날 때 그 경계면에서 생기는 파동이다. 로스비파는 전향력의 영향으로 대체로 서쪽으로 이동하는데 지구가 자전하므로 북반구에서는 서쪽으로 편향되기 때문이다. 켈빈파는 대기에서는 경계가 없어 자유롭게 이동할 수 있지만, 바다에서는 육지(연안)에 이동이 가로막힌다. 켈빈파는 경계면에 가로막혀 발생하는 파동이며, 연안을 따라 흐름이 만들어지고, 로스비파와 반대 방향으로 작용하게 된다.

로스비파는 지구의 자전에 의한 편서풍으로 만들어지는 파동이라 서태평양 쪽으로 바닷물을 보내는데, 이 바닷물의 절반 정도는 동아시아의 연안과 부딪혀 동쪽으로 반사되는 파동, 즉 켈빈파를 만들어 내는 것이다. 켈빈파가 동쪽으로 따뜻한 바닷물과 바람을 몰아넣으니 동태평양 해수면 온도가 올라가서 엘니뇨 현상이 일어난다. 로스비파는 1차 파동, 켈빈파는 연안(경계면)과의 간섭으로 나타나는 2차 파동이라고 할 수 있다.

미 항공우주국(NASA)은 최근 켈빈파가 적도 부근에서 형성돼 따뜻한 바닷물을 서태평양에서 동태평양으로 이동시키고 있다고 발표했다.

켈빈파는 엘니뇨의 전조현상이다. 엘니뇨가 마지막으로 나타났던 2016년은 온실가스 효과가 겹치며 가장 더웠던 해로 기록됐다. 미국과 유럽, 아시아 등 세계 곳곳에서 때 이른 폭염이 기승을 부리고 있다. 기후변화로 인한 이상고온에 엘니뇨의 침범까지 지구촌은 더욱더 뜨거워지고 있다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr