늦여름 전선 최근 20년간 약 213km 북상… 아태기후센터와 공동연구, 국제학술지 npj 기후·대기과학 게재
비가 얼마나 세게 오느냐만큼 비를 몰고 오는 전선이 어디에 머무느냐도 중요하다는 연구 결과가 나왔다. KAIST는 AI미래학과 김형준 교수(KAIST 기후-환경-에너지연구소 소장) 연구팀이 아태기후센터 문수연 박사·김옥연 박사와 공동연구를 통해 1979년부터 2025년까지 47년간의 고해상도 기후 재분석자료를 분석해 동아시아 여름 전선의 장기적인 북상 추세와 이에 따른 복합재해 위험 증가를 규명했다고 23일 밝혔다.
서로 다른 성질의 공기가 만나 생기는 경계인 전선은 동아시아 여름철 비의 약 40%를 만들어내며, 6월과 9월에는 그 비중이 절반에 달한다. 매년 여름 겪는 장마전선도 여기에 속한다. 2024년 여름 군산에 시간당 131.7mm의 물폭탄이 쏟아지고 수도권에 이틀간 600mm가 넘는 비가 내리는 가운데 기록적인 폭염까지 함께 기승을 부린 것도 이와 무관하지 않다는 설명이다.
그동안 기상 연구는 주로 온난화로 인해 비가 얼마나 세졌는가에 집중돼 왔다. 연구팀 역시 과거 연구에서 동아시아 전선 호우 강도가 강해졌음을 밝힌 바 있지만, 비구름의 위치가 어떻게 변해왔는지에 대한 연구는 부족했다. 전선이 조금만 위아래로 움직여도 어느 지역이 침수 피해를 겪고 어느 지역이 찜통더위에 시달릴지가 확연히 달라지기 때문이다.
연구팀은 유럽중기예보센터(ECMWF)의 고해상도(약 25km) 기후 재분석자료(ERA5)에 전선 자동 탐지 알고리즘을 적용해 47년간 6시간 간격으로 동아시아 여름 전선의 위치를 추적했다. 탐지된 전선 위치는 일기도의 전선 위치와 비교해 검증을 거쳤다. 그 결과 최근 20년(2006~2025년)의 여름 전선은 과거 20년(1979~1998년)보다 여름 내내 더 북쪽에 자리 잡은 것으로 나타났다.
특히 장마 절정기(6월 25일~7월 15일)에는 평균 약 146km, 늦여름(9월 10~30일)에는 약 213km나 북상했다. 과거 늦여름 비구름이 중국 양쯔강이나 제주도 남쪽에 머물렀다면, 최근에는 한반도 남부까지 올라온 셈이다. 연구팀은 이러한 비구름의 북상이 바다 온도 상승과 바람의 변화 등 복합적인 요인이 작용한 결과라고 분석했다.
비구름이 위로 올라오면서 비와 더위의 지도도 바뀌었다. 장마철 전선이 북상하면 한반도를 비롯한 북쪽 지역에는 비가 늘고 남쪽 지역은 체감 더위가 심해졌다. 특히 늦여름에는 그 영향이 더 커져, 전선이 북상한 해에는 한반도에 비가 쏟아지는 동시에 기온과 습도를 함께 고려한 체감 더위 지표(습구흑구온도, WBGT)가 0.4℃ 이상 오르는 현상이 나타났다. 땀이 잘 마르지 않아 느끼는 불쾌감과 열사병 위험이 그만큼 커졌다는 뜻이다.
늦여름 전선이 북쪽에 위치한 해에는 평년 수준 이상의 강수와 더위가 같은 날 함께 나타나는 날이 전선이 남쪽에 머문 해보다 약 8~19배 많았다. 장기 추세를 제거한 뒤에도 약 3~9배로 유의미하게 높아, 이 현상이 단순히 강수와 기온이 각각 증가한 결과만은 아님이 확인됐다.
김형준 교수는 “이번 연구는 전선의 세기뿐 아니라 위치가 바뀌고 있으며, 그 결과 같은 여름이라도 비와 더위가 찾아오는 장소와 시기가 달라지고 있음을 보여준다”며 “특히 9월은 그동안 여름철 재해 대비의 사각지대였던 만큼, 늦여름 폭우와 폭염을 하나의 복합 위험으로 묶어 관리하는 포괄적인 적응 전략이 필요하다”고 말했다.
아태기후센터 문수연 박사가 제1저자 및 교신저자로, 김형준 교수가 교신저자로 참여한 이번 연구는 국제학술지 npj 기후·대기과학(npj Climate and Atmospheric Science)에 게재됐다. 연구는 한국연구재단의 AI기반미래기후기술개발원천연구사업과 기상청 연구개발사업(아태기후센터 기후정보서비스)의 지원을 받아 수행됐다.
이번 연구는 전선성 강수의 강도 변화에 집중해 온 기존 연구와 달리, 전선의 위치 변화가 강수 재분배와 더위 노출을 함께 바꾸는 핵심 경로임을 제시했다는 점에서 의미가 있다. 연구팀이 정의한 전선 위치 지수와 북태평양고기압, 상층 제트 같은 선행 신호는 계절 예측과 기후변화 시나리오 기반 위험 평가에 활용할 수 있어, 앞으로 여름철 재해 대책을 세울 때 늦여름까지 침수 예방과 온열질환 관리를 함께 고려하는 데 근거가 될 것으로 기대된다.
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