연구책임자: 임형규 교수(자연과학대학 지구환경과학부 해양학전공)

연구소개

오늘 소개해드릴 연구 주제는 “열대태평양 기후변동-해양생지화학 상호작용 연구“입니다. 엘니뇨-남방진동(ENSO)은 전지구 기후 변동의 주요 요인으로, 해양-대기 상호작용을 통해 해양 환경에 큰 영향을 미치고 있습니다. 해양환경 및 생태계 변화는 해양의 탄소 흡수 능력에 직결됩니다. 따라서 ENSO에 따른 해양생지화학 반응을 이해하는 것은 기후변화 대응 및 탄소순환 평가에 필수적입니다.

기존 연구에서는 주로 선형적으로 ENSO 변동에 따른 클로로필 변동 및 지연상관에 초점을 두었으며, 해양의 영양염 공급 증감에 따른 클로로필 반응 메커니즘을 이해하고 있습니다 (Lim et al 2022a;b). 문제는 ENSO의 위상을 동일하다고 가정하고 메커니즘을 이해하는데 한계가 있는데요, 이러한 엘니뇨/라니냐 위상은 엘니뇨의 위상이 더 크고 라니냐의 위상은 더 작은 비대칭성을 가지고 있고, 이에따른 비대칭적 생지화학 반응에 대한 정량적인 연구가 필요합니다.

[그림1] a. 엘니뇨, b. 라니냐, 및 c. 엘니뇨+라니냐-중립시기에 관측된 해면수온 편차 (Sea surface temperature anomaly; contour) 및 표층 클로로필 편차 (Surface chlorophyll anomaly; shading)의 6개월 이전, 최성기, 6개월 이후의 지연 반응.

연구목표

본 연구는 해색위성, 재분석자료, 해양-생지화학 결합 모델 결과를 통해, ENSO의 비대칭성이 해양생지화학 물질 변동을 유도하는 기작을 규명하는 것입니다. 자료간 장기적인 온난화 경향성 추세를 제거하고, 계절변동을 제거한 이상값(anomaly) 자료 기반으로 계절 및 경년 변동(seasonal to interannual variability)의 원인을 규명합니다. 해수면온도, 염분, 혼합층 깊이, 용승 변화에 따른 생지화학 변수 (해양 엽록소 변화;클로로필, 영양염(NO3, PO4), 1차 생산성 (Net Primary Production), 해수 분압(pCO2)의 변화를 이해합니다.

기대효과

본 연구를 통해 ENSO의 물리적 변동과 생태계 간의 복합적인 상호작용 및 비대칭적 반응을 정교하게 규명하여 기후-해양 결합 모델의 예측 정확도를 높이고 해양 기후학적 이론을 정립하겠습니다. 지역별 특성을 반영한 분석 기법을 바탕으로 해양 탄소 흡수원의 변동성을 파악함으로써 전 지구적 탄소 예산의 불확실성을 최소화하고 효율적인 해역별 생태계 관리 전략을 수립할 것입니다. 나아가 고도화된 예측 정보를 통해 탄소 중립 정책의 과학적 근거를 마련하고 기후 변동에 따른 산업적 피해를 방지하여 경제적 손실을 최소화하는 데 기여할 것입니다.