– 국제학술지 ‘Nature’의 자매지 ‘Scientific Reports’ 2025년 5월호에 게재

<사진1-(왼쪽부터)윤채현 학생(제1저자), 박주빈 연구교수(교신저자), 천명기 교수(교신저자)(사진=숭실대)>

숭실대학교(총장 이윤재)는 물리학과 우주물질연구소 천명기 교수, 박주빈 연구교수, 윤채현 학생(물리학과 석사과정)으로 구성된 연구팀이 ‘슈퍼 엘니뇨(Super El Nino)’를 조기 예측할 수 있는 새로운 기후 지수(SEI, Super El Nino Index)를 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 세계적인 국제학술지 ‘Scientific Reports(Nature Portfolio)’ 2025년 5월호에 게재됐다.

엘니뇨는 전세계 기후에 영향을 미치는 대표적인 해양-대기 상호작용 현상으로, 가뭄, 폭우, 태풍 등 극단적 기상 현상을 유발하는 주요 원인 중 하나이다. 특히, 1997-98년과 2015-16년에 발생한 ‘슈퍼 엘니뇨’는 전례 없는 기상이변과 막대한 경제적 피해를 초래한 바 있다.

그러나 ‘슈퍼 엘니뇨’는 일반 엘니뇨와는 다른 발달 메커니즘을 가지기 때문에, 기존의 기후 예측 모델로는 예측이 매우 까다로웠다. 이에 연구팀은 태평양 적도 해역뿐 아니라 한반도 인근의 해수면 온도와 서울 지역의 대기 온도 등 국지적 기후 지표와의 연관성을 분석해, 슈퍼 엘니뇨의 조기 발생 징후를 사전에 포착할 수 있는 새로운 기후 지수인 SEI(Super El Nino Index)를 제안했다.

<사진2–1997–98년 및 2015–16년 슈퍼 엘니뇨 발생 주기 동안 해양 순환의 계절별 변화 시뮬레이션 결과. NASA의 ECCO2 데이터를 활용해 해류의 방향성과 세기를 시각화했으며, 적도 해류와 쿠로시오 해류의 변화 양상이 시간에 따라 어떻게 진화하는지를 보여줌(사진=숭실대)>

<사진3-1982년부터 2023년까지의 슈퍼 엘니뇨 지수(SEI) 변화 추이. SEI가 75 이상인 시기를 슈퍼 엘니뇨로 정의하며, 붉은색으로 표시된 연도가 이에 해당함. 전체적으로 SEI가 상승하는 경향을 보이며, 향후 슈퍼 엘니뇨 발생 빈도가 잦아지고 있음을 시사함(사진=숭실대)>

연구팀은 SEI를 활용해 과거 세 차례의 슈퍼 엘니뇨 발생 시기를 분석한 결과, 그 당시 모두 높은 SEI 수치를 기록했음을 확인했다. 특히, 2023년에는 5월까지의 기후 자료만으로 SEI 분석을 실시하여 해당 해의 슈퍼 엘니뇨 발생 가능성을 사전에 성공적으로 예측한 바 있다.

천명기 교수는 “이번 연구는 기후 변화로 인해 앞으로 더 자주, 더 강력하게 발생할 수 있는 슈퍼 엘니뇨에 대응하기 위한 과학적 기반을 마련했다는 데 의의가 있다”며 “국지적 기후 신호와 전 지구적 규모의 기후 변동을 나타내는 빅데이터를 통합적으로 해석하는 시도가 결실을 맺은 사례로, 물리학의 방법론이 기후와 같은 복잡계의 해석에도 유효함을 보여주는 예시”라고 전했다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐으며, 연구팀이 개발한 SEI 지수는 향후 기후재난 조기경보 시스템 구축 및 국가 차원의 기후 대응 전략 수립에 실질적으로 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

홍보팀(pr@ssu.ac.kr)