최용상 교수(기후‧에너지시스템공학 전공), 유창현 교수(기후‧에너지시스템공학 전공), 황지원(기후‧에너지시스템공학 전공 박사과정)씨로 구성된 본교 연구팀과 미국 항공우주국(NASA·National Aeronautics and Space Administration) 제트추진연구소 공동연구팀이 논문 ‘대기 상부 에너지양 해석을 통한 미래 북극 온난화 전망’(황지원, 최용상, 유창현, 2019)을 발표했다. 논문은 북극 온난화를 ‘인공위성 관측 데이터’로 추정해 더 정교한 관측 데이터를 얻은 성과에 대한 내용이다. 해당 논문은 세계적 학술지인 <네이처(Nature)>의 자매지 <사이언티픽 리포트(Scientific Reports)>에 10일 게재됐다.

이번 연구는 기후 모델마다 다르게 전망해온 온난화 예상치의 불확실성을 위성 관측 데이터 분석으로 줄였다는 점에서 의미가 있다. 위성 관측 데이터는 NASA의 위성으로 관측한 태양 복사 에너지 데이터를 이용해 예상치를 추정한다. 이를 통해 온실가스 농도 상승에 따른 지구 평균기온 상승 폭을 예측하는 것이 기후변화 예측을 위한 주요 과제다.

기존의 전 세계 기후 모델들은 온실가스 농도가 2배 증가할 때 북극 온난화가 이뤄지는 정도를 최소 2.7도에서 최대 8.3도까지 다르게 예측했다.

오차를 해결하기 위해 공동연구팀은 위성 기술의 발전으로 축적된 지구 복사 에너지양 관측 데이터를 활용했다. 공동연구팀은 17년간 축적된 NASA 위성 관측 데이터를 분석해 북극의 온난화가 약 4.6도 상승할 것으로 봤다. 기존 연구가 가상 모델을 대상으로 예측한 것과 달리 연구팀은 실제 관측 자료를 기반으로 해 정확성을 높였다.

또한, 연구팀은 북극의 온난화가 북극의 복사에너지 불균형을 중위도에서 유입되는 열에너지가 해소된 결과라는 사실을 확인했다. 중위도에서 유입되는 열에너지가 복사에너지 불균형으로 인해 발생하는 급격한 온난화를 방지한다는 의미다.

황씨는 “위성의 지구 관측으로 미래 북극 온난화를 예측할 수 있게 돼 현재 기후 모델들의 예측 오류를 줄일 수 있게 됐다”며 “다른 지역의 온난화 예측으로도 확장할 계획”이라고 설명했다.

한편, 본교 기후‧에너지시스템공학 전공은 2017년 미국 NASA 제트추진연구소와 양해각서를 체결한 후 연구원과 학생 교류, 자료 및 기술 공유 등을 통해 공동연구를 진행해왔으며, 이번 성과도 그동안 지속해온 공동연구의 결과물이다.