“1도만 올라도 기상이변 속출인데”...‘이 현상’ 일어나면 최고 10도가 올라간다는데 [사이언스라운지]

폭염이 계속된 19일 오후 서울 영등포구 여의도 도로에 아지랑이가 피어오르고 있다. 김호영 기자

전국 대부분 지역에 걸쳐 폭염특보가 발령되는 등 초여름 더위가 발생하고 있다. 비단 한국만의 이야기가 아니다. 이슬람 최고 성지 사우디아라비아 메카를 찾는 정기 성지순례 기간에 온열질환 때문에 최소 550명의 사망자가 발생했다. 오하이오강 일대, 오대호 등 미국 중북부와 동북동 지역에서는 수십 년 만에 가장 더운 폭염이 지속되고 있다. 전문가들은 폭염의 원인으로 ‘열돔 현상’을 꼽고 있다.

21일 미국 국립해양대기청(NOAA)에 따르면 열돔 현상은 뜨거운 공기가 돔이나 뚜껑의 형태로 지면을 감싸는 현상을 뜻한다. 쉽게 말해 서울 구로구 고척스카이돔에 뜨거운 공기가 가득 차면서 운동장이 찜통이 됐다는 것과 같다. 이 현상이 생기면 예년보다 5~10도 이상 기온이 올라간다.

원리는 이렇다. 현재까지 연구에 따르면 열돔 현상은 기상현상이 일어나는 고도 5~7km의 대류권 하층과 고도 10~11km의 상층에 모두 고기압이 발생했을 때 나타난다. 고기압은 주위보다 상대적으로 기압이 높은 곳으로 무거운 공기가 빠져나가면서 하강기류가 발생한다. 고기압권 상층과 하층에 있는 공기가 내려오면서 압축효과가 생겨 기온이 올라간다. 순차적으로 비구름이 밀려나면서 햇빛이 지면에 더 많이 도달하고 지면 공기는 더 뜨겁게 달궈진다. 이렇게 달궈진 더운 공기는 가벼워지면서 상층으로 올라가지만 고기압에 눌려 갇히게 된다. 기상학자들은 이런 이유로 열돔 현상의 원리를 압력밥솥에 빗대기도 한다.

기상학자들은 또 열돔현상의 주요 발생 이유로 ‘라니냐’를 지목한다. 라니냐는 해수면온도가 평년보다 높거나 낮은 상태가 지속되는 현상이다. 열돔 현상이 발생하기 전 겨울동안 서태평양과 동태평양 바다 간 온도 차이가 클수록 그 해 여름동안 열돔 현상이 심해진다는 분석이다.

예를 들어 수영장 한 쪽에 히터를 틀어두면 히터 주변의 온도는 빠르게 상승한다. 반면 나머지 공간은 온도가 올라가는 데 시간이 더 걸린다. 열대 태평양도 이런 현상을 겪고 있다. 서태평양에 히터를 틀어놓은 듯 서태평양의 온도가 지난 수 십년동안 동태평양보다 더 높게 상승했다. 이런 온도 차이는 겨울동안 동태평양과 서태평양 간 기압 차를 만들어 내고 이는 곧 태평양 전체에 바람이 불도록 했다.

이 바람은 뜨거운 공기가 위로 가고 차가운 공기가 아래로 깔리는 대류현상을 유발했다. 서태평양의 바다에 닿아 뜨거워진 공기가 위로 상승했다. 반대로 온도 변화가 크지 않은 동태평양 지역은 대류현상이 줄었다. 이렇게 겨울철 서태평양에서 만들어진 뜨거운 공기가 동태평양과 서태평양간 기압차로 동쪽으로 이동을 하다가 풍속이 강한 북반구의 제트기류를 맞닥뜨리고 지면으로 내려앉게 된다. 이런 원리로 열돔 현상이 발생하게 된다는 게 기상학자들의 분석이다.

열돔 현상을 표현한 이미지. [사진=미국 국립해양대기청(NOAA)]

열돔 현상은 ‘블로킹 현상’을 만나 장기화된다. 블로킹은 대류권 상층과 하층에 형성된 고기압을 계속해서 유지하며 대기 흐름이 정체되는 현상을 뜻하는 기상학 용어다. 본래 고기압의 영향으로 대기 상하층에 공기가 많이 모이면 금방 공기가 빠져나간다. 열돔 현상의 발생 조건인 대기 상하층이 모두 고기압인 상태는 하루이틀밖에 지속되지 않는다.

그러나 블로킹 현상이 지구온난화로 심화됐다는 분석이다. 자연 상태에서는 찬 공기와 따뜻한 공기가 만나면 열 교환이 이뤄지며 급속도로 뒤섞이고 공기 흐름도 빨라지는 게 일반적이다. 하지만 지구온난화에 따라 극지방의 기온이 상승하면서 고위도인 극지방과 저위도 지역의 기온차가 줄고 있다. 공기 순환이 순환이 상대적으로 덜 이뤄지면서 공기 흐름도 느려지고 있는 것이다. 물살이 약해지면 모래가 쌓이는 것처럼 대기 흐름이 약해지면서 공기가 쌓이는 현상이 벌어진 것과 같다.

초여름 더위로 온열질환 발생 위험이 높아지고 있어 주의가 필요하다. 지속적으로 고온에 노출되면 심각한 수준의 열사병이 나타날 수도 있다. 생명까지 위험해질 수 있다. 질병관리청이 운영하는 온열질환 응급실감시체계에 따르면 전국의 온열질환자는 감시체계 가동이 시작된 5월20일부터 지난 18일까지 223명으로 집계됐다. 지난해 같은 기간 발생한 환자 124명보다 79.8% 증가했다.

전문가들은 평소 고혈압·당뇨병·뇌졸중·협심증 같은 심뇌혈관 질환을 앓고 있는 경우 더위 자체가 건강에 위협요인이 될 수 있다고 경고한다. 따라서 외부 활동을 하다가 어지럼증을 느끼거나 심한 심장 박동을 느낀다면 활동을 즉각 멈추고 휴식할 것을 권고한다. 수분도 섭취해야 한다. 가장 좋은 것은 기온이 높은 한낮에는 외출을 삼가는 것이다. 외출을 할 때는 가볍고 바람이 잘 통하는 소재의 옷을 입는 것이 좋다. 모자나 양산을 활용하는 것도 방법이다.