지난 30년간 해수면이 약 9㎝ 높아졌다. 해수면 상승 속도가 갈수록 빨라지고 있는 것은 빙하가 녹으면서 바다 질량을 증가시키는 것이 주된 원인으로 꼽히고 있다.
홍콩이공대학(PolyU) 연구팀은 해양 질량의 30년(1993~2022년) 변화 추이를 분석한 결과, 전지구 평균 해수면(GMSL)이 연평균 약 3.3㎜씩 상승했다고 최근 발표했다.
해수면 상승은 크게 두 가지 요인에 의해 발생한다. 하나는 바다가 지구온난화로 인한 열을 흡수하면서 바닷물이 팽창하는 '열팽창' 효과다. 바다는 지구에 축적된 과잉 열의 약 90%를 흡수하고 있다. 다른 하나는 빙하와 빙상이 녹아 바다로 유입되면서 해양의 총 질량이 증가하는 과정이다. 이번 연구는 이 빙하의 영향이 최근 들어 더욱 커지고 있음을 정량적으로 확인한 것이다.
연구팀은 1993~2022년 사이 해수면이 약 90㎜ 상승했으며, 이 가운데 약 60%가 해양 질량 증가에 따른 것이라고 밝혔다. 특히 2005년 이후에는 해양 질량 증가가 해수면 상승의 주 원인으로 자리잡았다.
해양 질량 증가의 핵심 원인은 육상 빙하다. 연구팀은 그린란드·남극 등 극지방 빙상과 산악 빙하가 전체 해양 질량 증가분의 80% 이상을 차지한다고 분석했다. 가장 큰 비중은 그린란드 빙상이다.
연구를 이끈 젠리 첸 교수는 "최근 수십 년간 기후온난화로 육상 빙하가 빠르게 녹으면서 해수면 상승도 가속화하고 있다"며 "이번 연구는 전지구 해양 질량 증가를 계량화해 미래 해수면 상승 시나리오를 예측하는 기후모델 검증에 핵심 자료를 제공한다"고 말했다.
이번 연구는 기존 해수면 관측 방식과도 차별화된다. 그동안 해수면 상승 분석은 주로 위성 고도계(altimetry)를 활용해 해수면 높이를 측정해 왔지만, 연구팀은 위성 레이저 거리측정(SLR) 데이터를 활용했다. SLR은 위성과 지상 관측소 사이에 레이저를 쏘아 거리 변화를 정밀 측정하는 기술이지만, 공간 해상도가 낮고 기술 제약이 커 해양 질량 연구에 널리 활용되지 못했다.
이에 연구팀은 해양과 육지 경계 정보를 반영한 '전진 모델링(forward modeling)' 기법을 개발해 해상도를 개선했다. 그 결과, SLR 기반 자료만으로도 장기간 해양 질량 변화를 신뢰성있게 산출할 수 있음을 입증했다.
연구팀은 "SLR 분석으로 도출한 해양 질량 변화는 해수면 고도계 관측값에서 열팽창 효과를 제거한 수치와 잘 일치한다"며 "전통적 우주측지 기술이 장기 기후변화 연구의 강력한 도구로 자리잡을 수 있음을 보여준다"고 설명했다.
이번 연구결과는 미국 국립과학원회보(PNAS)에 게재됐다.
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