KISTI-포스텍, 슈퍼컴퓨터로 탄소중립 이후 기후변화패턴 예측

“해양 열 방출로 기후 회복 방해”

한국과학기술정보연구원(KISTI)과 국종성 포스텍(POSTECH) 환경공학부 교수 연구팀은 탄소중립 이후 발생할 수 있는 기후변화 패턴을 슈퍼컴퓨터를 이용해 예측했다고 2일 밝혔다.

국내 연구팀은 연구결과 탄소중립 이후 해양에서 열이 다시 방출돼 탈탄소화에 의한 기후 회복을 방해한다는 것을 확인했다.

탄소중립은 대기 중 온실가스 농도가 인간 활동에 의해 더 증가되지 않도록 순 배출량(배출량 - 흡수량)을 0으로 만드는 것이다. 전 세계적인 탈탄소화 노력에도 불구하고 아직 탄소중립 이후 기후가 어떻게 반응할지에 대한 이해는 부족한 실정이다.

공동연구팀은 지구온난화에 의해 심해에 축적된 열이 탄소중립 이후 다시 표층으로 방출되면서 특정한 기후변화 패턴을 만들어 낼 것이라는 가설을 세웠다. 가설을 검증하려면 복잡한 지구 시스템 모델을 수백 년 이상, 수십 번 적분해야 한다.

보통의 컴퓨팅 기술로는 이를 적분할 수 없다. 연구팀은 KISTI 슈퍼컴퓨터 누리온에서 최대 34,000개의 CPU 코어를 3개월간 사용했다. 이는 1초당 1,600조 번(약 1.6페타플롭스)의 연산처리속도 정도의 고성능 연산이 가능한 수준이다.

해양은 지구온난화로 인해 발생하는 열의 약 90% 이상을 흡수한다고 알려져 있다. 연구팀은 이렇게 심해에 축적된 열이 탄소중립 이후 다시 표층으로 방출되면서 탈탄소화에 의한 기후 회복을 방해한다는 것을 확인했다. 특히, 상대적으로 연직 안정도가 작은 해양에서 열이 효과적으로 방출되어 특정한 기후변화 패턴을 형성하는 것이다. 즉, 해양의 늦은 반격으로 탈탄소화 정책에 의한 기후 회복이 더욱 어려워질 수 있다는 것이다.

특히 고위도 해양에서 열이 효과적으로 방출돼 고위도의 온도 상승이 두드러지게 나타났다. 적도 용승(찬 바닷물이 해면 위로 올라오는 현상)이 존재하는 적도 태평양에서는 엘니뇨가 지속적으로 나타나는 패턴을 발견했다. 또한 전 지구 자오면 순환의 시작점인 열대수렴대(ITCZ)가 남하할 것으로 예상됐으며 한반도는 여름철 강수가 유의미하게 증가하는 것으로 나타났다.

오지훈 포스텍 박사는 “이번 연구 결과는 인간이 배출한 온실가스가 깊은 바다를 통해 우리가 생각했던 것보다 훨씬 오랫동안 우리 인류에게 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미한다”라며 “탄소중립이 시급하다”고 강조했다.

정민중 KISTI 슈퍼컴퓨팅응용센터장은 “슈퍼컴퓨팅 시뮬레이션으로 탄소중립 이후 기후변화 패턴을 예측했다”라며 “5호기 대비 23배 높은 성능일 6호기가 도입되면 더욱 복잡한 역학 및 물리 과정을 반영한 시뮬레이션으로 더 정밀한 기후변화 예측에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”라고 밝혔다.

해당 연구는 기후변화 분야 국제 학술지인 '네이처 기후 변화(Nature Climate Change)'에 2일 자로 게재됐다.