엘니뇨와 라니냐, 엘니뇨 남방진동

엘니뇨와 라니냐, 엘니뇨 남방진동#

엘니뇨와 라니냐는 적도 태평양의 해수면 온도 변화와 관련된 대표적인 해양·대기 상호작용 현상이다.
이 현상을 이해하려면 먼저 에크만 수송, 용승과 침강, 무역풍의 역할을 알아야 한다.

에크만 수송#

에크만 수송은 바람과 전향력의 영향으로 표층 해수가 바람 방향과 다른 방향으로 이동하는 현상이다.

바람이 해수 표면을 밀면 표층 해수가 움직이기 시작한다.
이때 지구 자전에 의한 전향력 때문에 해수의 이동 방향은 바람 방향에서 비스듬히 꺾인다.

표면 해수는 바람 방향에서 약 45˚ 정도 꺾여 이동하고, 에크만층 전체의 평균적인 해수 이동은 바람 방향에서 약 90˚ 꺾여 나타난다.

• 북반구: 에크만 수송은 바람 방향의 오른쪽 직각 방향으로 일어난다.
• 남반구: 에크만 수송은 바람 방향의 왼쪽 직각 방향으로 일어난다.

에크만층은 바람의 영향으로 해수의 이동 방향이 깊이에 따라 달라지는 표층 부분이다.

용승과 침강#

용승은 깊은 곳의 차가운 해수가 표층으로 올라오는 현상이다.
침강은 표층 해수가 아래쪽으로 가라앉는 현상이다.

해안과 나란하게 바람이 불 때, 에크만 수송에 의해 표층 해수가 해안에서 먼바다 쪽으로 이동하면 표층 해수가 부족해진다.
이 부족한 표층수를 보충하기 위해 심층수가 올라오며 용승이 일어난다.

반대로 에크만 수송에 의해 표층 해수가 해안 쪽으로 이동하면 해안 부근에 해수가 쌓인다.
이때 표층 해수가 아래로 내려가며 침강이 일어난다.

남반구에서는 에크만 수송의 방향이 북반구와 반대로 나타난다.

적도 용승#

적도 부근에서는 북반구와 남반구의 에크만 수송 방향 차이 때문에 표층 해수가 양쪽으로 벌어진다.

적도 북쪽에서는 북동 무역풍의 영향으로 표층 해수가 북쪽 방향으로 이동하고, 적도 남쪽에서는 남동 무역풍의 영향으로 표층 해수가 남쪽 방향으로 이동한다.

그 결과 적도 부근의 표층 해수가 발산하고, 이를 보충하기 위해 심층의 차가운 해수가 올라온다.
이 현상을 적도 용승이라고 한다.

용승 지역의 특징#

용승 지역에서는 심층의 차가운 해수가 표층으로 올라온다.
따라서 다음과 같은 특징이 나타난다.

• 표층 수온이 낮다.
• 주변 지역보다 서늘한 기후가 나타날 수 있다.
• 심층의 영양염이 표층으로 공급된다.
• 식물 플랑크톤이 증가하여 좋은 어장이 형성되기 쉽다.
• 저기압성 순환에서는 표층 해수가 발산하여 용승이 일어날 수 있다.
• 고기압성 순환에서는 표층 해수가 수렴하여 침강이 일어날 수 있다.

엘니뇨와 라니냐#

엘니뇨와 라니냐는 적도 태평양에서 나타나는 해수면 온도 변화 현상이다.

평상시 적도 태평양에서는 무역풍이 동쪽에서 서쪽으로 분다.
이 무역풍은 따뜻한 표층 해수를 서태평양 쪽으로 밀어낸다.

그 결과 서태평양에는 따뜻한 해수가 쌓여 해수면 높이가 높고, 수온약층이 깊게 나타난다.
따뜻한 해수 위에서는 상승 기류가 발달하여 저기압이 형성되고 강수량이 많다.

반대로 동태평양에서는 표층 해수가 서쪽으로 이동하면서 부족해진 표층수를 보충하기 위해 차가운 심층수가 올라온다.
따라서 동태평양에서는 용승이 활발하고, 표층 수온이 낮다.

동태평양에서는 하강 기류가 발달하여 고기압이 형성되고 강수량이 적다.
또한 차가운 심층수와 함께 영양염이 공급되어 어업이 발달하기 쉽다.

정리하면 평상시에는 다음과 같은 특징이 나타난다.

구분	서태평양	동태평양
표층 수온	높음	낮음
해수면 높이	높음	낮음
기압	낮음	높음
공기의 흐름	상승 기류	하강 기류
강수량	많음	적음
수온약층	깊음	얕음
특징	따뜻하고 습함	차갑고 건조함, 용승 활발

엘니뇨#

엘니뇨는 적도 동태평양의 해수면 온도가 평년보다 높아진 상태가 수개월 이상 지속되는 현상이다.
학교 수준에서는 적도 동태평양의 해수면 온도가 평년보다 약 0.5℃ 이상 높아진 상태가 지속될 때로 설명하기도 한다.

엘니뇨 시기에는 무역풍이 약해진다.
무역풍이 약해지면 따뜻한 표층 해수가 서태평양에 강하게 쌓이지 못하고, 동태평양 쪽으로 퍼진다.

그 결과 동태평양에서는 용승이 약해지고 표층 수온이 평상시보다 높아진다.
동태평양의 수온이 높아지면 상승 기류와 강수량이 증가하고, 기압은 낮아지는 경향이 있다.

반대로 서태평양에서는 평상시보다 따뜻한 해수의 집중이 약해져 수온이 낮아질 수 있다.
또한 상승 기류가 약해지고 강수량이 줄어들 수 있다.

엘니뇨 시기의 특징은 다음과 같다.

구분	서태평양	동태평양
표층 수온	평상시보다 낮아짐	평상시보다 높아짐
해수면 높이	평상시보다 낮아짐	평상시보다 높아짐
기압	평상시보다 높아짐	평상시보다 낮아짐
공기의 흐름	상승 기류 약화	상승 기류 강화
강수량	감소	증가
수온약층	평상시보다 얕아짐	평상시보다 깊어짐
용승	상대적으로 중요하지 않음	약화

라니냐#

라니냐는 적도 동태평양의 해수면 온도가 평년보다 낮아진 상태가 수개월 이상 지속되는 현상이다.
학교 수준에서는 적도 동태평양의 해수면 온도가 평년보다 약 0.5℃ 이상 낮아진 상태가 지속될 때로 설명하기도 한다.

라니냐 시기에는 무역풍이 평상시보다 강해진다.
무역풍이 강해지면 따뜻한 표층 해수가 서태평양 쪽으로 더 강하게 이동한다.

그 결과 서태평양에는 따뜻한 해수가 더 많이 쌓이고, 해수면 높이가 높아지며, 수온약층이 더 깊어진다.
서태평양에서는 상승 기류와 저기압이 강화되어 강수량이 증가한다.

반대로 동태평양에서는 표층 해수가 서쪽으로 더 강하게 이동하여 용승이 강화된다.
따라서 동태평양의 표층 수온은 평상시보다 낮아지고, 하강 기류와 고기압이 강화되어 강수량이 감소한다.

라니냐 시기의 특징은 다음과 같다.

구분	서태평양	동태평양
표층 수온	평상시보다 높아짐	평상시보다 낮아짐
해수면 높이	평상시보다 높아짐	평상시보다 낮아짐
기압	평상시보다 낮아짐	평상시보다 높아짐
공기의 흐름	상승 기류 강화	하강 기류 강화
강수량	증가	감소
수온약층	평상시보다 깊어짐	평상시보다 얕아짐
용승	상대적으로 중요하지 않음	강화

해수 온도 연직 분포와 엘니뇨·라니냐#

엘니뇨와 라니냐는 표층 수온뿐만 아니라 수온약층의 깊이도 변화시킨다.

평상시에는 무역풍 때문에 따뜻한 표층 해수가 서태평양에 쌓인다.
따라서 서태평양의 수온약층은 깊고, 동태평양의 수온약층은 얕다.

엘니뇨 시기에는 무역풍이 약해져 따뜻한 해수가 동태평양 쪽으로 퍼진다.
그 결과 동태평양의 수온약층은 평상시보다 깊어지고, 용승은 약해진다.

라니냐 시기에는 무역풍이 강해져 따뜻한 해수가 서태평양에 더 많이 쌓인다.
그 결과 동태평양의 수온약층은 평상시보다 더 얕아지고, 용승은 강화된다.

정리하면 다음과 같다.

구분	무역풍	동태평양 용승	동태평양 수온약층	동태평양 표층 수온
평상시	보통	일어남	얕음	낮음
엘니뇨	약화	약화	깊어짐	높아짐
라니냐	강화	강화	얕아짐	낮아짐

엘니뇨 남방진동#

엘니뇨는 해양의 수온 변화 현상이고, 남방진동은 대기의 기압 분포 변화 현상이다.
하지만 두 현상은 서로 독립적으로 일어나는 것이 아니라 해양과 대기의 상호작용으로 함께 나타난다.

따라서 엘니뇨와 남방진동을 하나로 묶어 엘니뇨 남방진동, 또는 ENSO라고 한다.

ENSO는 적도 태평양의 해수면 온도, 무역풍의 세기, 동서태평양의 기압 차, 강수 분포의 변화와 관련되어 있다.

일반적으로 남방진동 지수는 동태평양과 서태평양 사이의 기압 차이를 이용해 나타낸다.

• 남방진동 지수가 양의 값을 보이면 라니냐 경향이 나타난다.
• 남방진동 지수가 음의 값을 보이면 엘니뇨 경향이 나타난다.

정리하면 다음과 같다.

구분	동태평양 수온	무역풍	동태평양 기압	서태평양 기압	남방진동 지수
엘니뇨	높음	약함	낮음	높음	음의 값
라니냐	낮음	강함	높음	낮음	양의 값