엘니뇨와 라니냐

핵심 정리

엘니뇨와 라니냐는 태평양 적도 부근의 표층 수온과 대기 순환이 함께 변하는 현상이다. 동태평양 표층 수온이 평년보다 높아지는 시기가 엘니뇨이고 낮아지는 시기가 라니냐다. 평상시에는 동쪽에서 서쪽으로 부는 무역풍이 따뜻한 표층 해수를 서태평양 쪽으로 밀어 놓는다. 그 결과 서쪽에는 따뜻한 해수가 쌓이고 동쪽에서는 차가운 심층수가 솟아오르는 용승이 나타나, 적도 태평양을 따라 동서 수온 차가 생긴다.

엘니뇨 때는 무역풍과 워커 순환이 약해지므로 동쪽으로 따뜻한 해수가 퍼지고 동태평양의 용승이 약해진다. 동태평양 적도 해역은 평년보다 따뜻해지며, 따뜻한 해수층이 두꺼워지고 수온 약층은 깊은 곳에 놓인다.엘니뇨 시기에는 동태평양 적도 해역의 수온 약층이 평상시보다 깊은 곳에서 나타난다. 동태평양의 대류가 활발해지는 반면 서태평양의 강수와 대류 활동은 약해진다. 엘니뇨 시기에는 서태평양 적도 부근 해역에서 강수량이 평년보다 적다.

라니냐 때는 무역풍이 강해지고 워커 순환도 강해져 따뜻한 표층 해수가 서쪽으로 더 많이 이동한다. 동태평양에서는 용승이 강해지고 해수면과 수온이 낮아진다. 라니냐 시기에는 동태평양 적도 부근의 용승이 엘니뇨 시기보다 강하다. 서태평양에는 따뜻한 해수가 모여 상승 기류와 강수가 활발해진다. 두 현상을 비교할 때는 수온 편차의 부호만 보지 말고, 용승·해수면 높이·수온 약층의 깊이·구름과 강수의 동서 분포가 서로 맞는지 함께 확인한다.

자세히

적도 태평양의 동서 방향 변화를 이해하려면 먼저 평상시의 상태를 기준으로 삼아야 한다. 적도 부근에서는 무역풍이 동쪽에서 서쪽으로 분다. 바람은 표층 해수를 서쪽으로 밀어내므로 따뜻한 물은 서태평양에 모이고, 동태평양에서는 아래쪽의 차가운 물이 표층으로 올라오는 용승이 일어난다. 따라서 평상시 동태평양은 서태평양보다 상대적으로 차갑고, 서쪽에는 따뜻한 해수층이 두껍게 형성된다. 동쪽의 수온 약층은 얕고 서쪽의 수온 약층은 깊어 적도 태평양을 가로지르는 기울어진 구조가 나타난다. 수온 약층은 깊이에 따라 수온이 빠르게 달라지는 층으로, 그 깊이를 통해 따뜻한 표층수의 분포 변화를 읽을 수 있다.

따뜻한 바다 위에서는 공기가 데워져 상승하기 쉬우므로 평상시 서태평양에서는 대류와 구름, 강수가 활발하다. 동태평양의 상대적으로 차가운 해역에서는 상승 기류와 강수가 서쪽보다 약하다. 이 동서 차이와 적도 부근의 순환이 연결된 대기 흐름을 워커 순환이라고 한다. 해수의 이동과 대기의 순환은 따로 움직이는 것이 아니라 서로 영향을 주고받는다. 무역풍이 표층 해수를 밀어내면 바다의 수온 분포가 달라지고, 수온 분포가 바뀌면 상승 기류와 강수 분포도 달라진다. 대기의 바람 변화는 다시 해수의 이동과 용승을 바꾼다. 자료에서 한 요소의 편차를 확인한 뒤 다른 요소의 분포와 연결하면 엘니뇨와 라니냐 시기를 구별하기 쉽다.

엘니뇨가 발달할 때에는 무역풍이 약해지고 워커 순환이 약화되거나 방향이 바뀐다. 서쪽으로 밀리던 따뜻한 표층 해수가 동쪽으로 퍼져 동태평양의 표층 수온이 평년보다 높아진다. 동시에 동태평양의 용승은 약해져 차가운 심층수가 표층에 공급되는 효과가 감소한다. 이때 동태평양의 따뜻한 해수층은 평상시보다 두꺼워진다. 수온 약층도 평년보다 깊어진다. 동태평양 적도 부근의 따뜻한 해수는 대류를 활발하게 하므로 구름이 많이 발달하고 적운형 구름의 발생이 증가한다. 엘니뇨 시기에는 동태평양 적도 해역에서 구름이 많이 발달하고 대류 활동이 강해진다. 엘니뇨 시기에는 동태평양 적도 부근에 구름이 많이 생성된다. 동태평양 해역에서 적운형 구름의 발생이 증가한다.

대기의 상승 영역이 동쪽으로 옮겨가면 서태평양에서는 대류가 약해지고 강수가 줄어든다. 엘니뇨 시기에는 서태평양 적도 부근 해역에서 강수량이 평년보다 적다. 엘니뇨 시기에는 서태평양 적도 부근에서 대류가 약해져 대류권 상층 구름도 줄어든다. 즉 엘니뇨를 판단할 때 동태평양의 높은 수온만 확인하는 데 그치지 않고, 동쪽에서 강수와 구름이 늘고 서쪽에서 줄어드는 대기 반응이 일관되는지 확인한다. 동태평양의 용승 약화는 차가운 물과 함께 표층에 공급되는 영양 염류도 줄이는 방향으로 작용한다. 엘니뇨 시기에는 동태평양 표층의 영양 염류가 평년보다 적다.