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[김해동 칼럼] 가을장마와 슈퍼태풍, 일상이 된다

By | 2022년 9월 14일 | 미래, 미분류

태풍 힌남노가 지나갔다. 수도권에선 잘 느끼지 못했지만, 포항은 인적·물적 피해가 너무나 심각했다. 이 태풍의 다른 이름은 ‘기후 위기’다. 기후 위기는 오스트레일리아의 정권을 바꿨다. 미국 서부의 사막 데스벨리에는 1000년에 한 번 올 비가 내렸고, 파키스탄은 국토의 1/3이 물에 잠겼다. 폭우와 홍수의 주범은 지구온난화다. 기온이 올라가면 대기가 품을 수 있는 수증기가 많아지고, 한꺼번에 쏟아지는 것이다. 우리 기상청은 ‘장마’라는 단어의 의미가 사라져간다고 공개적으로 밝혔다. 이제 8월 이후에 더 많은 비가 온다. 우리 도시의 배수시설은 이 기습폭우를 감당할 수 없을 것이다. 태풍은 더 자주, 더 강력하게 한반도를 덮칠 것이다. 국토관리, 재난 대응 시스템을 전면적으로 개조하고, 기후 위기에 대응해야 한다. 기상학자 김해동 교수의 기후 시리즈 마지막 이야기. [편집자 주]

✔ 때 이른 폭염과 가뭄 그리고 극단적인 폭우 현상의 해
✔ 올해 기후재해는 미래의 기후 위기를 미리 본 것
✔ 극한 기후재해는 더욱 가파르게 증가할 것
✔ 원인은 강성해지는 열대 공기와 약해지는 북극권 찬 공기
✔ 가을장마와 슈퍼태풍으로 위협받을 한반도의 장래    

9월 6일 태풍 힌남노로 인해 파도가 거세진 포항시 양포항 모습(사진:연합뉴스)

2022년 상반기에만 기후재해로 전 세계가 인명 4000명, 재산 85조 원의 큰 피해를 입었다. 세계기상기구(WMO)가 말했던, ‘미래에 다가올 극한기후를 미리 본 한 해’였다. 기후재해는 주로 폭풍우로 발생하고 9월부터 본격화된다는 사실까지 생각하면, 추가로 얼마나 더 어려움이 몰아닥칠지 두려운 마음마저 든다. 

올해 전 세계에 나타난 극한 이상기후는 우리나라에서도 모두 나타났다. 장마가 시작하기 전까지 상반기 기온은 우리나라 기상관측 역사상 가장 높았고, 연속해서 비가 오지 않은 기간도 가장 길었다. 8월 초엔 수도권을 중심으로 역대급 폭우가 내렸고, 9월 초엔 태풍 힌남노가 포항과 경주를 중심으로 많은 피해를 줬다. 왜 이런 극한기후가 나타나는 걸까? 기상 패턴이 변하고 있기 때문이다. 장마전선을 중심으로 그 변화를 살펴보자.

폭우가 선거를 좌우하다

올해 전 세계적으로 대형 폭우가 많았고, 우리나라에도 8월8∼9일에 걸쳐서 약 420mm의 역대급 폭우가 서울에 쏟아졌다. 비가 집중될 때는 1시간 동안에 무려 140mm가 내렸다는 비공식 자료도 나왔다. 115년 만의 기록적인 폭우다.(비공식 자료인 이유는 이 값이 서울 동작구의 자동기상관측장치에 기록된 것으로, 서울의 기상청 공식 관측지점에서 측정된 것이 아니기 때문이다) ‘호우’의 기준이 1시간 동안 30mm 또는 하루 80mm이고, 호우경보 기준이 3시간 동안 90mm 또는 12시간 동안에 180mm 이상이니, 그 4배가 넘는 수준인 셈이다.

사실 이 정도의 폭우는 서울 밖에서는 이미 종종 있었다. 전문가들은 오히려 여태껏 서울만 비껴갔던 것을 더 놀라운 일이라고 여겼다. 2020년, 섬진강과 낙동강 본류 강둑이 무너지는 범람을 만들었던 폭우가 그랬다.

해외에선 서울의 폭우 규모를 훌쩍 뛰어넘는 대홍수도 많았다. 일본에서는 서울보다 1주일쯤 이른 8월3∼4일에 걸쳐 하루 동안에 니가타현에 560mm, 야마가타현과 후쿠시마현에도 300mm가 넘는 폭우가 내렸다. 오스트레일리아의 시드니와 브리즈븐에서는 지난해 7월과 올해 2월에 불과 수일 동안에 각각 700mm와 1500mm가 넘는 폭우가 쏟아져서 엄청난 인적·물적 피해를 냈다. 그리고 이 폭우는 정권을 바꿨다. 올해 3월 오스트레일리아 총선에서 기후 위기 대응은 가장 주목받는 쟁점이 됐고, 가장 적극적인 대응을 한 노동당이 다수당을 차지했다. 전 세계 언론들이 오스트레일리아 총선을 ‘기후선거’였다고 평가할 정도였다. 

텍사스 사막에도 큰비가 내렸다

심지어 사막에도 폭우가 내렸다. 8월21∼22일 이틀 동안 미국 텍사스주의 댈라스·포트워스 지역에 230mm의 폭우가 쏟아져 고속도로가 물에 잠겼다. 여름에 비가 거의 오지 않고 초고온이 이어지는 텍사스에서 이런 비는 상상하기 어려운 일이었다. 

흥미롭게도 비가 온 원인이 서울의 폭우와 같았다. 북쪽 찬 공기가 남하해서 온대저기압이 만들어졌는데, 한랭전선이 텍사스 지역까지 길게 형성되었다. 반대편에서는 카리브해로부터 고온다습한 공기가 북쪽으로 올라갔다. 이 공기가 한랭전선에서 찬 공기와 강하게 부딪혔다. 그 결과 사막에 폭우가 온 것이다.

이보다 앞서서 7월 초에는 초고온으로 유명한 미국의 사막 데스벨리에 하루 동안에 37mm의 비가 내렸다. 데스벨리에 이 정도의 비가 내릴 확률은 0.1%, 즉 1000년 빈도의 폭우였다. 7월 말엔 사막 도시 라스베이거스와 건조한 켄터키에도 다수의 인명 피해를 낼 정도의 폭우가 내렸다. 7월 평균 강우량이 8mm에 불과한 라스베이거스에서 하루에 280mm의 폭우가 내려서 도시가 물에 잠겼고, 호텔에 갇힌 사람들을 구하는 긴급 구조 작전이 벌어지기도 했다.

폭우로 물이 불어난 텍사스의 리오 그란데 모습. (사진:연합뉴스)

파키스탄, 국토의 1/3이 물에 잠기다

파키스탄은 지구상에서 대표적인 계절풍 지대로 ‘몬순기후’ 지역이라 불린다. 몬순기후는 1년 중 절반은 우기이고 나머지는 건조한 날씨가 이어진다. 우기와 건기의 교대에 맞춰서 풍향이 반대로 변한다. 우리나라를 포함한 동아시아도 몬순기후 지대다.

원래 파키스탄에서는 6월 초에 우기가 시작되어 9월 말에 끝이 난다. 3월부터는 티베트고원이 강한 태양 빛을 받아 가열돼 지상에서 상승기류가 점차 강해져 간다. 6월 초가 되면 상승기류가 더욱 강해지고, 열대 인도양에서 생성된 고온다습한 공기가 비를 내린다. 이 비는 가을이 되어 티베트고원에 상승기류가 약해질 때까지 이어진다. 그래서 여름철에 비가 많이 오는 현상 자체는 자연스럽다. 

그런데 올여름 파키스탄에 내린 비는 평년의 3배였다. 8월 한 달간의 강수량은 1228mm였다. 패턴도 달라졌다. 파키스탄에서는 우기라고 해도 보통 1∼3일 정도 비가 내렸다가, 다음 며칠간은 휴지기가 이어진다. 휴지기에 빗물이 빠져나간다. 그런데 올해는 달랐다. 지역에 따라서 14∼17일 동안이나 연속해 비가 쏟아졌다. 단시간에 비가 집중되는 폭우도 심각했다. 8월19일엔 하루 동안에 355mm의 폭우가 쏟아졌다. 물이 빠져나갈 시간이 없었다. 강은 범람했고, 농지와 사람들을 덮쳤다. 국토의 1/3이 물에 잠겼다.

세계보건기구(WHO)에 따르면, 파키스탄의 154개 행정구역 중에서 75%에 이르는 116곳에서 홍수피해가 났다. 1300명이 넘는 사망자와 3300만 명 이상의 이재민이 발생했다. 농작물과 가축은 물론이고 도로, 주택 등의 재산피해가 엄청나서 자국의 힘만으로는 대응할 수 없는 지경에 이르렀다.

3천만명 넘는 이재민을 만든 파키스탄의 폭우와 홍수 (사진:연합뉴스)

폭우의 원인은 기후변화

이 폭우는 단언컨대 ‘기후변화’의 결과다. 요인으로는 크게 3가지를 들 수 있다.

첫째는 기온상승이다. 물에 소금이나 설탕이 녹을 수 있는 양이 수온 상승에 따라서 기하급수적으로 많아지듯, 공기 중에서 물이 수증기로 존재할 수 있는 양도 기온이 높을수록 폭발적으로 증가한다. 언론에서는 기온이 1도 상승할 때마다 대기에 존재할 수 있는 수증기량이 7%씩 증가한다고 하지만, 사실 온도가 높은 상황(여름철)에서는 그것보다도 훨씬 많이 증가한다. 지구가 더워질수록 대기가 품을 수 있는 수증기량도 많아지고, 내릴 수 있는 비의 양도 많아진다.

두 번째는 대기에 수증기를 압도적으로 많이 공급하는 열대 해양의 표층 수온이 매우 높게 형성되고 있다는 것이다. 대표적인 사례가 엘니뇨와 라니냐 현상이다. 2년째 극단적인 기후 현상이 기승을 부리는 원인은 2020년 가을에 출현해서 내년까지도 이어질 ‘삼중(triple dip) 라니냐’ 현상이다. 엘니뇨도 더 자주, 더 강력하고 광범위하게 나타나고 있다.

세 번째는 북극권 고온화로 인한 제트기류의 약화 현상이다. 제트기류는 북극권의 찬 공기와 남쪽의 따뜻한 공기가 대치하는 전선과 같다. 제트기류는 남북 간에 큰 기압차가 발생하는 지점에서 만들어지는 매우 빠른 기류다. 지구온난화는 고위도일수록 빠르게 진행되기 때문에 해가 갈수록 북극권의 찬 공기 세력이 약해진다. 과거에는 북극권 기온상승의 원인이 주로 설빙 면적의 감소였는데, 최근에는 해양 난류의 유입, 북극권의 녹화 현상, 산불로 만들어진 에어로졸의 낙하 등 다양한 요인들이 부가되면서 기온상승이 더욱 가팔라지고 있다.

이렇게 북극권의 기온이 상승하면 남북 간의 기온차가 감소하여 제트기류가 약해진다. 제트기류가 약해지면 남쪽의 뜨거운 공기가 더 많이 북쪽으로 올라간다. 그래서 과거엔 여름에도 동토의 땅이었던 시베리아에서 38도를 넘어서는 초고온 현상이 나타나고 그린란드 빙하가 급속히 녹아내리는 것이다. 중간 장벽이 사라지니, 북쪽의 찬 공기가 남쪽으로 내려오는 것도 쉬워진다. 그 찬 공기가 사막까지 내려와서 폭우가 오는 황당한 일이 벌어지는 것이다.

‘장마’라는 단어는 생명을 다했다

우리나라의 연간 강수량은 지역적으로 차이가 나지만 평균 1200∼1300mm 정도다. 연간 총강수량의 절반 이상은 장마철(6월 하순∼7월 하순)에 오는 비가 차지한다. 그런데 1990년대 말부터 큰 변화가 생겨났다. 장마철의 강우량이 줄어들고 장마 종료 선언이 나온 이후에 더 많은 비가 오고 있다. 장마 시기에도 장마전선이 만들어내는 예측 가능한 비보다, 소낙성 강우의 비중이 크게 증가하고 있다. 역대 가장 짧았던 장마 기간을 기록한 2021년과 올해의 경우, 장마 기간에 소낙성으로 내린 강우량이 장마전선에 의한 비의 양보다 많았다. 그리고 오히려 8월 이후에 큰비가 내렸다. 최근 기상청장은 언론 인터뷰에서, ‘장마를 1년 중에 가장 많은 비가 내리는 때’라고 해석한다면, 우리가 오랜 기간 사용해온 장마라는 말이 기후변화 앞에서 생명을 다한 셈이라고 말하기도 했다. 

가을장마가 여름 장마보다 세진다

최근에는 거의 매년 8월이 되면 북쪽의 찬 공기가 내려와서 북태평양고기압(고온다습한 공기)과 정체전선을 만들어 폭우를 쏟고 있다. 원래 정체전선은 일본에서 ‘가을비 정체전선(秋雨停滯前線)’이라고 부르던 것이다. 우리나라에서도 보통 ‘가을장마’라고 알고 있다. 하지만 실제로 기상학적 측면에서는 그동안 ‘가을장마’라는 용어는 맞지 않았다. 비의 양이 6월 하순에서 7월 하순에 걸쳐서 정체전선을 통해 오는 비와 현격한 차이가 있기 때문이다. 그러나 이제는 달라졌다. 더 장기화하고 힘도 세질 것이다. 기후변화로 북태평양고기압 세력이 8월 중순 이후에도 강한 세력을 유지하기 때문이다.

더 센 가을 태풍이 더 많이 온다

원래 하지를 넘어서면 태양이 점차 남반구 쪽으로 내려가기 때문에 8월이면 북쪽 고위도 지역에선 찬 공기가 만들어진다. 그런데 이 찬 공기 세력이 충분히 강하지 않아서 북태평양고기압과 한반도에서 맞부딪친다. 뿐만 아니라, 8월 이후에 열대 해역에서 만들어지는 강한 태풍이 이 정체전선 영역으로 더 북상해올 가능성이 커진다. 최근 가을마다 강한 태풍이 한반도를 덮친 것도 이 때문이다.

태풍 힌남노가 우리나라로 올라온 이유도 마찬가지이다. 라니냐 현상으로 서부 북태평양 해역 전체의 표층 수온이 대단히 높아져서 태풍이 강해졌고, 제주도를 지나서 남해안으로 접근해 오는 동안에도 별로 약해지지 않았다. 정체전선(가을장마 전선)을 만들어내는 아열대 제트기류가 지금은 일본이 아니라 한반도에 위치하고 있다. 그래서 태풍이 우리나라 쪽으로 많이 올라와서 피해를 키웠다. 

[그림 1] 태풍 11호 힌남노가 열대 해역에서 생성되어 한반도로 북상해 올 때의 북태평양 서부 해역의 해양 표층 수온

[그림 2] 태풍의 진로

태풍이 부산으로 들어오는 도중에 엄청난 파도가 일었다. 그 결과 고온의 표층수와 수심 30m 아래에 있던 저층 해수가 왕성하게 혼합되었다. 그래서 표층 수온이 2도 이상 하강한 게 그나마 다행이었다. 태풍이 부산으로 상륙하기 전보다 급격히 약해진 것이다. 그럼에도 경주와 포항 등에서 피해가 작지 않았다.

감당하기 힘든 도심형 홍수가 계속 온다

기후변화의 영향으로 가을장마와 강한 태풍의 내습이 일상이 되고 있다. 앞으로는 더욱 빈번하고 강해질 것이다. 그리고 분명히 ‘대형 기후재해’로 이어질 것이다. 비단 가을뿐 아니다. 여름철 장마전선이 먼 남쪽 해상에 머무는 상황에서도 대류 불안정에 의한 소낙성(스콜성) 강수가 더욱 강해지는 것도 큰 문제다. 특히 도시 열섬현상이 크게 나타나는 대도시일수록 도드라질 것이다. 도시형 홍수가 크게 증가한다는 말이다. 소낙성 강수로 1시간에 100mm 이상의 폭우가 내릴 수 있다. 이런 새로운 강우 형태가 고착되면, 지금 우리나라의 도시 배수시설로는 감당할 수 없는 상황이 된다.

재난 대응 시스템 근본적으로 바꿔야

새로운 재난 대응 시스템의 구축을 서둘러야 한다. 우리나라에는 홍수 피해 취약지역을 평가하여 제작한 지도가 벌써 만들어져 있다. 기상청도 동네 단위로 상세 기상정보를 제공하는 동네예보를 시작한 지 오래 되었다. 태풍이 지날 때에는 위험 영역도 동시에 제공되고 있다. 이들 자료를 결합하면 기후재해 예상 시에 선제적으로 주민 안전을 위한 실행에 곧바로 들어갈 수 있는 재해 대응 시스템이 구축될 수 있다.

하지만 지난 8월 초에 있었던 서울과 강원지역의 폭우 때는 물론이고, 태풍 힌남노가 지날 때 포항과 경주에서 이런 시스템을 활용해 선제적으로 대응하는 모습을 볼 수 없었다. 포항에서 발생한 아파트 지하주차장 인명사고는 폭우가 쏟아지는 시점에서 자체 판단에 의한 행동으로 발생한 비극이었다. 경주에서도 폭우가 시작되고 나서야 대피가 이뤄졌는데, 저수지 붕괴를 우려한 주민들이 대피 명령을 요구해 이뤄졌다고 한다. 이렇게 되어선 안 된다.

아직도 기후재해가 닥치면 행정 고위직들이 한 곳에 모여서 상황을 봐가며 지휘를 하는 행태를 텔레비전 화면을 통해서 볼 수 있다. 이런 방식으로는 더 이상 대형화된 기후재해에 대응할 수 없다. 기상예보에 기초해 이른 시기에 대응 수준이 결정되고, 실행에 들어갈 수 있어야 한다. 기후재해에 대비한 국토관리  체계와 재난 대응 시스템 구축이 필요하다. 사실 너무 늦었다. 하지만 늦었다고 생각할 때가 가장 빠른 때다.


글쓴이 김해동은
어린 시절부터 과학 교사를 꿈꾸어 부산대 지구과학교육과를 졸업하고 같은 대학에서 기상학 전공으로 석사학위를 받았다. 짧은 교사 생활을 거쳐 동경대학 대학원에서 기상학 전공으로 박사학위를 취득하였다. 박사과정 중 목도한 해양 철분 살포 실험을 계기로 기후변화 문제에 기여할 과학의 역할을 깊이 생각하게 되었다. 기상청 기상연구소 연구관을 거쳐 1998년부터 계명대학교 환경학부 교수로 재직하고 있다.

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