2022년 폭우, 내년에도 반복될까?

2022년 폭우, 내년에도 반복될까?

대학생신재생에너지기자단 20기 서범석, 21기 김보연, 21기 안연빈, 22기 김혜윤, 22기 한예림

 

[2022년 폭우사태와 지역별 피해]

2022년 여름 수도권을 중심으로 115년 만에 대대적인 폭우가 내렸다. 기상청에 따르면, 지난 8월 9일에서 11일까지 포함한 사나흘간의 강수량은 우리나라 연평균 강수량의 절반이 넘어 60%에 가까운 수치이자 여름철 평균 강수량과 비슷한 수준이다. 또한 9월 6일부터는 태풍에 의해 전국에 100~300mm의 비가 추가적으로 내렸다. 이에 추가적인 폭우 피해가 예상되는 상황이다. 

이와 같은 이례적인 폭우 현상으로 우리나라는 심각한 피해를 겪고 있다. 특히 폭우에 의한 피해는 지역별로 그 강도가 달라 서울과 경기, 강원, 충남 등의 10개 시. 군. 구는 특별재난지역으로 선포 될 만큼 폭우로 인한 피해가 상당했다. 강남의 경우 지난 8월 9일 시간당 100mm가 넘는 폭우가 쏟아졌다. 이는 1942년의 기록된 서울 지역 시간당 강수량 최고 기록인 118.6mm을 넘은 수치이다. 강남을 중심으로 쏟아지는 집중 호우 탓에 강남역 사거리에서는 하수가 역류하며 도로 및 차도가 물에 잠긴 것을 확인할 수 있었다. 

[자료 1. 폭우로 인한 강남역 일대 침수 상황]

출처 : NEWSIS

강남을 포함한 다른 중부지방의 경우에도 피해는 심각했다. 지난 8월 14일, 충남 부여에는 1시간 동안 110.6mm의 폭우가 쏟아졌다. 중앙재난안전대책본부가 8월 15일 집계한 상황에 따르면, 8일부터 시작된 폭우로 숨진 이는 14명, 실종자는 6명이다. 또한 1129세대 1938명의 이재민이 발생하였으며 8만 1857만 마리의 가축이 폐사되었다고 보도되었다.

이처럼 8월부터 시작된 폭우는 인명피해, 이재민 발생, 가축 폐사, 산사태 및 침수 등 다양한 방면에서 심각한 피해를 초래하고 있다. 따라서 이러한 폭우에 따른 피해를 최소화하기 위해서 폭우의 원인과 과정을 기상학적, 지구학적 관점에서 분석해 보고 이상기후와 지구온난화와의 관계를 파악해 보고자 한다. 

 

[기존 장마, 어떻게 만들어졌나?]

이미 여름마다 ‘장마’라는 이름으로 폭우가 우리에게 피해를 끼치는 모습은 익숙하다. 때문에, 이번 2022년 폭우를 단순히 평년보다 심한 장마로 보는 사람도 있을 것이다. 먼저, 장마가 어떻게 형성되는지 살펴보자.

우리나라를 둘러싼 공기 덩어리, 즉 기단에는 5가지 종류가 있다. 위도가 높고 육지에 위치한 시베리아 기단은 춥고 건조하다. 육지에 위치하고 적도에 가까운 양쯔 강 기단은 따뜻하고 건조하다. 북쪽 바다에서 내려오는 오호츠크 해 기단은 바다의 영향을 받아 춥고 습하다. 남쪽 따뜻한 바다로부터 올라오는 북태평양 기단과 적도 기단은 덥고 습하다. 우리나라의 날씨는 어떤 기단이 우리나라에 위치하는지에 의해 결정된다. 

[자료 2. 우리나라를 둘러싼 기단]

출처: 금성출판사

오호츠크 해 기단의 영향이 강한 초여름은 시원하고 습한 반면, 한여름에는 북태평양 기단의 힘이 강해 고온다습해진다. 초여름과 한여름 사이, 즉 오호츠크 해 기단과 북태평양 기단의 힘이 비슷해지는 시기에는 차가운 공기와 따듯한 공기가 만나며 큰 비구름을 형성하는데, 이것이 바로 장마이다. 차가운 공기와 따뜻한 공기가 형성한 장마전선은 이동하지 않고 한동안 머물러 있기 때문에 특정 지역에 오랜 기간 비가 내린다. 이렇듯 장마는 우리나라를 둘러싼 환경적 요인에 의해 발생하는 자연적인 기상 현상이다. 때문에 장마와 기후변화와의 관계를 이해하기 힘들 수도 있다. 

[자료 3. 장마전선의 형성]

출처: 티스토리

장마 역시 기후변화의 영향을 받아 강해졌다. 이로는 2020년 장마가 대표적이다. 지구온난화로 인해 북극에 발생한 이상고온 현상이 2020년 장마의 주원인으로 지목된다. 북극에서 발생한 이상고온은 상층 제트기류를 약화시킨다. 제트기류는 수면으로부터 10km 상공에 위치한 매우 빠른 공기의 흐름이다. 빠르게 움직이는 제트기류는 차가운 공기와 따듯한 공기를 각각 극지방과 열대에 묶어 둔다. 고위도와 저위도의 온도 차가 클수록 제트기류는 빠르다. 그런데 극지방에 이상고온이 생기면서 적도와의 온도 차가 감소하면, 제트기류는 느려지고 구불구불해진다. 이는 북극의 차가운 공기가 중위도의 한반도까지 지속적으로 내려와 정체전선이 오랫동안 형성되게 한다. 

[자료 4. 제트기류]

출처: 이투데이

한편, 최근에는 열대 지방의 서부 태평양에서 유입되는 수증기가 장마의 원인으로 꼽히고 있다. 북태평양 고기압 가장자리를 따라 하늘에 강물이 흐르듯 수증기가 유입되는데, 이를 ‘대기천’이라고 한다. 최근 지구온난화로 인해 바닷물 온도가 상승하면서 우리나라로 유입되는 수증기도 꾸준히 늘고 있다. 기후변화가 알게 모르게 장마에도 영향을 끼치는 것이다. 

 

[2022년 폭우, 도대체 어떻게 생겼나? 평년과 달랐던 비구름 형성 과정]

앞서 설명했듯 여름철 장마로 인해 피해를 입는 것은 우리나라에서 드문 일이 아니다. 이번 폭우도 여름철에 많은 비가 내렸지만, 장마라는 이름을 붙이지는 않는다. 그 이유는 무엇일까? 

우선 이번 폭우의 원인은 블로킹에 의해 형성된 정체전선으로 볼 수 있다. 블로킹이란 중위도 편서풍대 상층에서 동서 바람이 약화되고 남북 바람이 강화되는 현상이다. 지구온난화로 약화된 제트기류가 고기압(뜨거운 공기)의 정체로 이어져 블로킹이 발생하는 것이다. 일반적으로 상층대기에서는 수평 방향으로 편서풍이 분다. 하지만 고위도와 저위도, 두 곳의 기압 차가 작아지면, 서에서 동으로 이동하던 기류는 약화되고 남북류가 강화된다. 동서 기류가 약화되면 공기의 이동이 느려지면서 블로킹 영향권에 있는 지역은 길게는 2주일 이상 특정 기상의 영향만을 받게 된다. 쉽게 말하면 구름이 움직이지 않아 여러 날 동안 날씨가 변하지 않는다는 뜻이다. 

[자료 5. 2022년 8월 중부지방 폭우 원인]

출처: 한겨레

이번 폭우 당시 한국 대기에서는 오호츠크해 고기압, 티베트 고기압, 북태평양 고기압 총 3개의 고기압과 하나의 저기압이 정체전선을 이루고 있었다. 이 중 오호츠크해 고기압이 블로킹 구실을 해 공기의 동서 흐름을 막으며 북서쪽의 찬 공기가 남쪽으로 흘러내리게 했다. 또한 서태평양의 뜨거운 수증기가 북태평양 고기압 가장자리를 따라 유입돼 정체전선이 형성됐다. 몽골 동쪽에 자리한 저기압은 블로킹에 막혀 이동하지 못하는 상태에서 찬 공기를 끌어내리고, 남중국해 저기압은 수증기를 계속 공급해 비구름대를 만든 것이 1차 원인이 되었다. 그 뒤, 티베트 고기압의 끝단과 북태평양 고기압의 끝단이 만나면서 이 비구름대가 강해진 것이 2차 원인이다.

요약하자면, 위의 그림에 있는 저기압이 주변 고기압에 막혀 움직이지 못하고, 태평양에서 뜨거운 공기가 유입되면서 우리나라 상층에서 고기압과 저기압이 만나 정체전선이 형성된 것이다. 여기에 태풍을 포함한 주변 저기압에서 수증기가 공급되면서 비구름이 강해져 올해의 폭우가 발생하게 된 것이다.

이번 폭우 고기압과 저기압이 만나 만들어진 정체전선에 의한 것이므로 장마와 같은 원인을 가지고 있다. 그럼에도 불구하고 이번 폭우를 장마라고 부르지 않는 이유는 매년 일어나는 패턴과 달랐기 때문이다. 해마다 6월 하순~7월 하순에는 유사한 기압 환경에서 같은 현상이 반복된다. 매년 반복되는 일정한 패턴인 경우에만 장마라는 용어를 사용한다. 이번 폭우는 8월 초순에 발생했고, 매년 이 시기에 반복되는 기압 환경이 아닌 특별한 기압 환경 아래에서 발생한 폭우다. 따라서 ‘장마’라는 이름을 붙이지 않는 것이다.

이러한 기압 배치는 올해 처음 일어난 현상은 아니다. 하지만, 올해와 같은 국지적이고 극단적인 폭우의 배경에는 기후변화가 있다는 분석이 나오고 있다. 우리나라에서는 2014년부터 2018년까지 계속 장마철 강수량이 줄어들다가 2020년에 급격하게 강수량이 늘어났다. 기후 패턴이 변하려면 적어도 20년 이상의 기간이 필요한데, 이렇게 급격하게 강수량이 변화하는 것을 설명할 길은 기후변화밖에 없다는 것이다. 허창회 서울대 지구환경과학부 교수는 “장마가 끝나고 북태평양 고기압이 지배하는 시기에 이번과 같은 기압계 양상이 형성되는 것이 새로운 것은 아니다. 하지만 이번(서울 동작구)처럼 국지적으로 극단적인 강수가 나타나는 것은 기후변화로 언제든지 생겨날 수 있는 현상”이라고 분석한 바가 있다.

또한 지구온난화로 북극이 더워지면서 기류가 약해져 북극의 차가운 공기가 동아시아로 밀려 내려오기 시작했고, 북태평양 고기압과 만나는 일이 많아졌다. 지구온난화로 인해 블로킹 현상이 잦아지고, 그로 인한 폭우 또한 심각해지고 있는 것이다. 따라서 블로킹으로 인한 비였던 이번 폭우 역시 지구온난화와 연관이 있다고 볼 수 있다. 

 

[지구온난화와 이상기후와의 관계]

이번 폭우는 그 양과 피해가 방대했기 때문에 블로킹에 대한 관심도 높아졌다. 블로킹은 단순 기상 현상이 아닌 지구온난화의 산물이다. 블로킹과 지구온난화는 어떠한 관계가 있는지 먼저 알아보고 기후변화로 인한 이상기후 때문에 발생한 피해에 대해 알아보도록 하자. 

블로킹으로 인해 폭우뿐 아니라 폭염과 한파도 발생할 수 있다. 유럽에서는 40도가 넘는 폭염이 지속되고, 산불까지 나며 시민들이 고통받았다. 유럽 대륙에 생긴 거대한 고기압으로 인해 저기압으로부터 온, 아프리카의 뜨거운 공기가 막혀 빠져나가지 못하고 유럽에 머무르게 되면서 폭염이 지속됐다. 이탈리아의 경우 곡창 지대였던 강의 물이 10분의 1로 줄어 사람이 걸어 다닐 정도로 강물이 말랐고, 곡물재배에도 어려움을 겪게 되었다. 중국도 최대 담수호였던 포양 호의 물이 폭염으로 증발하면서 심각한 상황을 겪고 있다. 

우리나라의 한파 여섯 번 중 한번이 블로킹으로 인한 한파일 정도로 블로킹으로 인한 한파가 빈번한데, 이때의 블로킹은 겨울철에 우랄산맥과 오호츠크해 부근에 생긴 블로킹으로, 북극 바다에서 기후변화로 인해 얼음이 많이 녹으면 우랄산맥에서 비정상적으로 강한 고기압이 발달하게 되어 공기의 흐름이 막힌다. 블로킹을 기준으로 동쪽에는 북쪽의 찬 공기가 내려와 한파를 겪게 되는데, 우리나라의 경우 우랄 블로킹의 동쪽에 있기 때문에 엄청난 한파를 겪게 된 것이다. 블로킹에 의한 한파는 일반 한파와 비교하였을 때 3~7일 지속되며 피해를 준다. 

[자료 6. 전국 평균 연 최다 및 지점 최다 한파 일수]

출처: 한겨레

이번에 유럽과 중국에서 일어난 가뭄은 파키스탄의 대홍수와 밀접한 관련이 있다. 결론적으로는 유럽과 중국에서 증발한 물이 파키스탄의 대홍수를 일으킨 것인데, 이것 또한 지구온난화로 인한 기후변화의 결과이다. 지구의 온도가 올라감으로써 비구름이 이동하였고, 유럽과 중국은 비구름이 없는 지역에 속해 폭염이 심하게 일어났다. 반면에 파키스탄은 비구름이 많은 지역에 속해 엄청난 폭우가 발생한 것이다. 지구의 온도가 더 올라간다면 앞으로도 강수량은 나라별로 편차가 심할 것이다. 그렇다면 이런 기상 상황에서 우리나라는 안전할까? 우리나라 역시 비구름이 증가하는 부분에 속해 있어 안전하지 않으며, 이번 폭우와 같은 악재가 다시 올 수 있다. 

 

[앞으로도 계속될 폭우, 피할 수 있을까?]

올여름 기록적인 폭우로 인한 극심한 피해를 입었다. 앞으로 점점 심각해질 기후변화를 생각하면 폭우에 대한 대비책을 생각해야 할 것이다.

일본의 경우, 도쿄는 해수면보다 낮은 도시 면적을 갖고 있음에도 시간당 50mm 이상의 폭우가 수시로 쏟아진다. 하지만 도쿄 시민들은 폭우에 대한 걱정을 하지 않는다. 일본 도쿄 지하 43m 지점에는 거대한 인공 동굴이 있다. 이는 도쿄를 폭우로부터 지켜주는 지하조절지이다. 지상에 폭우가 내려 침수 위험이 있을 경우 물을 담아놓았다가 천천히 흘려보내는 거대한 물탱크이다. 중앙 관제실에서 폐쇄회로 TV를 통해 하천의 수위를 감시하다가 위험 수준으로 올라가면 수문을 열어 터널로 물을 끌어들인다. 이 물은 폭우가 그치고 하천 수위가 내려가면 재방류한다.

우리나라도 이번 강남역을 비롯한 6곳의 상습 침수 지역에 10년간 1조5000억원을 투입해 대심도 빗물저류배수시설을 건설한다. 대심도 터널을 건립한 양천지역과 건립하지 않은 강남지역을 비교했을 때, 대규모 침수 피해가 발생한 강남지역만 보더라도 대심도 터널의 유효성은 명확히 드러났다. 

[자료 7. 대심도 배수터널 구조 개념도]

출처: 중앙일보

또한, 이번 폭우에서는 빗물이 빠져야 할 하수도가 역류하면서 도로가 물에 잠기기도 하였다. 이는 설치된 배수 시설이 기록적인 폭우를 감당하지 못했기 때문이다. 

[자료 8. 서울 강남 배수구가 역류한 뒤, 뚜껑이 유실된 모습]

출처: KBS NEWS

[자료 9. 도시홍수 예방시설의 설계 빈도]

출처: KBS NEWS

하수도 역류로 인한 도시 홍수를 예방하기 위한 시설 기준은 과거에 관측된 강우량을 기준으로 결정된다. 하지만 전문가들은 과거의 강우량을 기준으로 한 설계 빈도로는 도시 홍수 예방이 어렵다고 지적했다. 기후변화로 인해 강우의 특성이 변함에 따라 빗물펌프장 등의 설계 빈도를 위 표와 같이 개정했지만, 강행 규정의 기준을 높이는 것이 아니라 임의 규정을 덧붙이는데 그쳤다. 문영일 서울시립대 도시홍수연구소장은 인프라 투자는 100년, 200년을 내다보고 만들어야 한다고 말했다. 하지만 큰 피해가 발생했을 때만 대책을 마련한다고 떠들썩할 뿐, 몇 년만 비가 안 오면 금방 세금을 낭비한다는 얘기가 나오는 점을 지적하기도 하였다.

이와 같이 과거의 장마 통계자료로 대비하기에는 한계가 보이고 있다. 따라서 앞으로의 기후변화를 예방할 수 있는 제도가 필요하다. 

 

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자연재해에 대한 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기

1. "울진 산불, 정말 인재였을까?", 20기 서범석, 20기 조현욱, 21기 김하진, 21기 심찬우, 21기 이현서, https://renewableenergyfollowers.org/3618

2. "[Remake] 기후변화가 죽인 벌들, 경제적 재난이 시작되었다", 21기 김하진, https://renewableenergyfollowers.org/3659

 

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참고문헌

[서론_2022년 폭우사태와 지역별 피해]

1) 곽주현, "11일까지 최대 350㎜ 더 온다... "연간 강수량 60%가 단 사나흘 만에"", 한국일보, 2022.8.9, https://www.hankookilbo.com/News/Read/A2022080914390005584?did=NA

2) 김민욱, "태풍, 경남 남해안 상륙 예상‥역대급 피해 우려", MBC 뉴스, 2022.9.3, https://imnews.imbc.com/replay/2022/nwdesk/article/6404469_35744.html

3) 김윤, "'1.4조 투입했건만…' 폭우 때마다 물바다되는 강남, 왜?", MBN, 2022.8.9, https://www.mbn.co.kr/news/society/4820652

4) 전종휘, "폭우로 8만1천여마리 닭 폐사…충남이 농경지 피해 가장 심해", 한겨레, 2022.8.15, https://www.hani.co.kr/arti/area/area_general/1054734.html

[기존 장마, 어떻게 만들어졌나?]

1) 이근영, "북상길 막힌 장마전선, 모레까지 500㎜ 더 쏟아붓는다", 한겨레, 2020.8.3, https://www.hani.co.kr/arti/PRINT/956279.html

2) 전준상, "장마전선 어떻게 형성되나", 한경사회, 2008.6.18, https://www.hankyung.com/society/article/2008061800968

3) 김서영, "[기후의 역습] 펄펄 끓는 지구...문제는 약해지는 ‘제트기류’", 이투데이, 2019.8.19, https://www.etoday.co.kr/news/view/1789154

4) 강찬수, ""오호츠크해와 북태평양 고기압···" 교과서속 장마는 틀렸다", 중앙일보, 2020.6.18, https://www.joongang.co.kr/article/23804277#home

[2022년 폭우, 도대체 어떻게 생겼나? 평년과 달랐던 비구름 형성 과정]

1) 이근영, “폭우, 패턴이 없어서 장마가 아니라고요? 더 무섭네요”, 한겨레, 2022.08.11, https://www.hani.co.kr/arti/society/environment/1054209.html

2) 기상청, 블로킹(Blocking), 2012.9.6, https://www.kma.go.kr/down/e-learning/hands/hands_16.pdf

3) 이근영, “하루 381.5mm 102년 만의 기록…”기후변화, 국지성 폭우 불러””, 한겨레, 2022.08,09, https://n.news.naver.com/article/028/0002601751?sid=102

4) 김빛나, “북극 해빙이 ‘한반도 블로킹현상’ 초래… 100년만의 폭우 불렀다”, 헤럴드경제, 2022.08.12, https://n.news.naver.com/article/016/0002028022?sid=102

[지구온난화와 이상기후와의 관계]

1) 김경은, "‘열돔’과 ‘폭염’ 그리고 ‘지구온난화’의 역학관계", 이데일리, 2021.07.27, https://www.edaily.co.kr/news/read?newsId=03876966629118784 

2) 전하연,<뉴스브릿지> 우리나라 폭우와 유럽 폭염은 기후변화 때문일까?,EBS NEWS,2022.08.18, https://news.ebs.co.kr/ebsnews/allView/60246495/N#none

3) 엄지민,[더뉴스] 유럽 폭염 불러온 '블로킹 현상'..."앞으로 3년마다 폭염 반복",YTN,2022.07.20, https://www.ytn.co.kr/_ln/0104_202207201415380443

4) 현인아, "[기후환경 리포트] 유럽·중국 대가뭄이 파키스탄 살인 폭우로", MBC뉴스, 2022.09.02, https://imnews.imbc.com/replay/2022/nwtoday/article/6404030_35752.html

5) 이근영,지구 온난화라는데…겨울 한파, 갈수록 길어진다,한겨레,2022.01.04, https://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/877242.html

6) 안영인, "[취재파일] 우랄블로킹에 북극한파까지…다음 달 초까지 춥다", SBS 뉴스, 2018.01.23, https://news.sbs.co.kr/news/endPage.do?news_id=N1004587073&plink=COPYPASTE&cooper=SBSNEWSEND 

[앞으로도 계속될 폭우, 피할 수 있을까?]

1) 윤희일, "‘폭우’ 쏟아져도… 도쿄시민은 발 뻗고 잔다", 경향신문, 2014.08.17, https://www.khan.co.kr/world/japan/article/201408152113565?_ga=2.113898695.1357982052.1662243918-558492988.1654257181 

2) 문가영, 박제완,'100년 폭우' 끄떡없는 대심도터널 꼭 필요,매일경제, 2022.08.17, https://www.mk.co.kr/news/society/view/2022/08/728620/