태양의 활동 주기와 태평양 해수면 온도가 평소보다 낮거나 높아지면서 지구 기상에 큰 영향을 끼치는 엘니뇨, 라니냐 현상 간에 상관관계가 있다는 연구 결과가 나왔다. 태양의 활동 주기가 끝날 때 엘니뇨에서 라니냐로 전환한다는 것인데, 추가 연구를 통해 확증된다면 엘니뇨와 라니냐에 대한 예측성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.
미국 국립 대기연구센터(NCAR)에 따르면 볼티모어 메릴랜드대학의 로버트 리먼 박사가 이끄는 연구팀은 태양의 자기(磁氣) 띠 움직임을 토대로 엘니뇨, 라니냐의 상관관계를 밝혀낸 연구 결과를 미국지구물리학회(AGU)가 발행하는 온라인 과학 저널 '지구와 우주과학'(Earth and Space Science)에 발표했다.
태양의 활동은 태양의 변화를 가시적으로 보여주는 흑점의 크기와 증감을 토대로 약 11년마다 반복하는 것으로 파악돼 왔다. 수백 년간 사용돼 온 방법이지만 기준이 모호해 언제 시작되고 끝났는지를 정확히 알 수 없었으며 이때문에 지구에서 일어나는 현상과의 관련성을 파악하기도 어려웠다.
연구팀은 이를 극복하기 위해 11년 활동주기보다 더 정확한 것으로 제시된 태양의 자기 극성 변화를 토대로 한 22년 주기설을 이용해 연구를 진행했다.
태양의 22년 활동 주기는 고위도 극지 주변에 서로 다른 극의 자기 띠가 나타나면서 시작되며, 이 띠가 중위도를 지나 적도로 향하면서 부산물로 흑점이 생기고, 적도에서 남·북반구의 자기띠가 만나 서로를 소멸시키는 '종료사건'(terminator event)을 겪는다. 이 종료사건으로 11년 활동주기는 완료되지만 이후 고위도 극지에서 이전과는 다른 극을 가진 자기띠가 새로 나타나 중위도를 거쳐 적도로 이동하는 과정을 반복해 종료사건까지 마치면 22년 주기도 완성된다.
연구팀은 1960년부터 2010년 사이의 태양의 22년 주기에 따른 종료사건이 모두 5차례 있었으며, 이 시기에 열대 태평양의 해수면 온도가 평소보다 높은 엘니뇨에서 평균보다 낮은 라니냐로 전환된 것을 확인했다.
또 최근의 종료사건 때도 라니냐가 시작된 것으로 나타났다. 연구팀은 통계상 오류일 가능성을 배제하기 위해 다양한 통계 분석을 실시했으며, 5차례의 종료사건이 라니냐 전환기와 우연히 시기가 일치할 확률은 5천분의 1 미만이라고 밝혔다.
최근의 6번째 종료사건도 라니냐 전환과 일치해 그 확률은 더 낮은 것으로 지적됐다.
리먼 박사는 "태양 활동의 변화가 지구 시스템에 영향을 주는 것을 연구한 과학자가 우리가 처음은 아니지만 22년 주기설을 활용한 것은 처음"이라면서 "5차례 연속 종료사건이 엘니뇨의 전환과 일치하는 결과는 우연일 가능성이 낮다"고 했다.
연구팀은 무엇이 태양과 지구 간 상관관계를 갖게 했는지까지는 분석하지 못했지만, 태양에서 지구에 도달하는 우주선의 양에 미치는 자기장의 영향을 비롯해 추가 연구를 해볼 만한 다양한 가능성이 존재한다고 밝혔다. 지난 2014년에 태양 22년 활동주기설을 제시하고 이번 연구에서 논문 공동 저자로 참여한 스콧 매킨토시 NCAR 부소장은 "추가 연구를 통해 태양의 변화가 지구 대양의 변화를 유발하는 물리적 관련성이 입증된다면 엘니뇨와 라니냐를 예측하는 능력이 개선될 수 있을 것"이라고 했다.