[연구필요성]

기후위기가 가속화되는 가운데, 극한 기상을 일으키는 엘니뇨 중에서도 슈퍼 엘니뇨가 지구 기후체계에 어떤 구조적 변화를 유발하는지는 아직 명확히 규명되지 않았다. 특히 최근 관측에서는 슈퍼 엘니뇨 이후 해양·대기·토지 시스템이 기존 상태로 되돌아오지 않고 장기간 다른 조건을 유지하는 사례가 보고되고 있어, 이는 기후 예측과 재난 대비 전략에 중대한 불확실성을 남긴다. 따라서 슈퍼 엘니뇨가 기후 레짐 시프트의 촉발자 역할을 하는지, 그리고 기후변화와 결합할 때 그 영향이 어떻게 확대되는지를 정량적으로 규명하는 연구가 필요.

[연구성과/기대효과]

■ 슈퍼 엘니뇨가 전 지구 기후 레짐 시프트(체계 급변)를 촉발하는 핵심 자연 요인임을 세계 최초로 규명함.

■ 지구온난화가 슈퍼 엘니뇨의 레짐 시프트 유도 능력을 비선형적으로 강화한다는 새로운 과학적 사실을 제시함.

■ ‘슈퍼 엘니뇨–온난화 상호작용’이 기존에 알려지지 않았던 새로운 기후 리스크를 만들어냄을 규명함.

[본문]

□ 슈퍼 엘니뇨가 기후 상태가 갑자기 바뀌는 레짐 시프트 (regime shift, 체계 급변)를 만든다. 전 세계가 경험하는 폭염, 가뭄, 홍수 등 이상기후 현상 뒤에는 종종 ‘엘니뇨’가 있음. 이번 연구는 그중에서도 가장 강력한 형태인 슈퍼 엘니뇨가 지구 기후 시스템에 장기적인 구조 변화를 일으키는 핵심 요인임을 밝혀냄.

연구팀은 전 지구 해수면온도, 지표기온, 토양수분 등의 관측 자료와 대규모 기후모델을 분석하여, 슈퍼 엘니뇨가 발생할 때 세계 곳곳에서 동시에 기후 상태가 갑작스럽게 바뀌는 ‘레짐 시프트(체계 급변)’ 현상이 크게 증가한다는 사실을 확인

이는 단순한 일시적 기상이변이 아니라, 기후 시스템이 기존의 평상 상태에서 벗어나 새로운 기후 조건으로 넘어가는 변화가 시작될 수 있음을 의미.

연구에 따르면 1997/98년, 2015/16년과 같은 슈퍼 엘니뇨 이후에는 북태평양과 북대서양의 해양 온도가 오랫동안 다른 상태로 유지되거나, 동아프리카와 동남아시아에서 폭염 패턴이 바뀌는 등 지속적이고 되돌아오기 어려운 기후 변화가 넓은 지역에서 관측됨

특히 이번 연구는 ‘슈퍼 엘니뇨–온난화 상호작용’이 기존에 알려진 위험을 넘어, 기후 시스템의 구조 자체를 바꾸는 새로운 유형의 기후 리스크를 만들어낼 수 있음을 처음으로 확인했다는 점에서 큰 의미가 있음

□ 지구온난화 되면 슈퍼엘니뇨가 더 강하게 레짐 시프트를 유도한다

기후변화가 진행될수록 슈퍼 엘니뇨의 영향은 단순히 더 강해지는 수준을 넘어, 레짐 시프트를 촉진하는 비선형적 효과를 일으킬 것으로 전망

지구온난화가 지속되면 해양과 대기의 기본 상태가 변화하면서, 슈퍼 엘니뇨가 방출하는 열과 에너지가 전 지구로 전파되는 방식도 더 민감해짐. 그 결과 슈퍼 엘니뇨의 영향은 단순히 ‘강도가 세지는 것’에 그치지 않고, 전 지구 기후 시스템이 한 번에 다른 상태로 넘어가는 레짐 시프트를 더 쉽게 유발하는 비선형적 반응으로 이어질 것으로 전망됨.

이러한 변화는 단기적 기상이변을 넘어, 토양수분·증발산·강수 패턴 등 육상 수문 순환 전반에 장기적 불안정성을 높이는 방향으로 작용할 가능성이 큼. 이는 농업 생산성, 물 부족, 생태계 회복력 등 인간 사회와 직결된 영역에서도 위험이 누적되고 지속될 수 있음을 시사함.

이 연구는 “온난화된 기후에서의 슈퍼 엘니뇨”가 기존 엘니뇨와 전혀 다른 방식으로 기후 시스템을 흔들 수 있으며, 두 요인이 결합할 때 새로운 단계의 위험이 등장함을 명확히 보여줌. 이는 기후위기 시대에 반드시 고려해야 할 새로운 기후 리스크로 평가됨.

□ 이번 연구는 기후 재난 대응 전략 전반에 중요한 함의를 제공함.

슈퍼 엘니뇨는 계절별 이상기후를 일으키는 단기적 요인에 그치지 않고, 지구 시스템의 기본 상태를 장기간 변화시키는 레짐 시프트의 촉발자로 작용할 수 있음이 확인. 이는 미래의 기후위험 관리가 이제 단순한 ‘일시적 변동 대응’에 머물러서는 안 되며, 기후 시스템 자체가 다른 상태로 이동할 가능성을 정책 설계에 반영해야 함을 의미. 특히 농업 생산성, 수자원 안정성, 생태계 회복력처럼 사회적 영향이 큰 영역에서는 극한기상 대비뿐 아니라, 수년에서 수십 년에 걸쳐 누적될 수 있는 구조적 기후 변화를 고려한 종합적 리스크 관리 전략이 필요함. 이 연구를 이끈 국종성 교수는 “이번 연구는 슈퍼 엘니뇨가 기후위기 시대에 가장 영향력 있는 자연적 촉발 요인 중 하나이며, 그 영향이 온난화와 결합하면 전 지구적 기후 변화를 비선형적으로 확대할 수 있다는 점을 처음으로 과학적으로 규명했다는 데 큰 의의”가 있다고 강조함. 국 교수는 또한 ‘슈퍼 엘니뇨–온난화 상호작용’이 만들어내는 새로운 기후 리스크를 이해하는 것이 앞으로의 기후 예측·감시 체계 고도화, 위험 조기경보, 장기 리스크 관리 정책 수립에 핵심이 될 것이라고 설명함. 엘니뇨의 영향을 재조명한 이 연구는 기후 예측·감시 시스템의 고도화와 장기 기후 리스크 관리체계 구축의 필요성을 강하게 뒷받침함.

[연구결과]

Super El Niño events drive climate regime shifts with enhanced risks under global warming

Aoyun Xue, Xin Geng, Fei-Fei Jin, Yechul Shin, Mi-Kyung Sung & Jong-Seong Kug
(Nature Communications, https://www.nature.com/articles/s41467-025-66143-7)