AMOC는 정말 느려지고 있을까? 대서양 대순환의 변화와 붕괴 가능성

AMOC는 정말 느려지고 있을까?

기후 뉴스에서 가끔 이런 제목을 볼 수 있습니다.

“대서양의 거대한 해류가 멈춘다.”

또는 “걸프스트림이 붕괴한다”는 표현도 등장합니다.

이런 표현만 보면 어느 날 갑자기 대서양의 해류가 멈추고 유럽이 얼어붙는 장면을 떠올리기 쉽습니다.

하지만 실제 과학은 그렇게 단순하지 않습니다.

AMOC는 하나의 강처럼 흐르는 단일 해류가 아니며, 현재 관측되는 변화와 미래의 ‘붕괴 가능성’도 서로 다른 문제입니다.

AMOC는 무엇일까?

AMOC는 Atlantic Meridional Overturning Circulation의 약자입니다.

한국어로는 대서양 자오선 역전순환이라고 부릅니다.

이름은 어렵지만 개념은 비교적 간단합니다.

대서양에서는 따뜻한 물이 상층을 따라 북쪽으로 이동하고, 북쪽에서 식고 밀도가 높아진 물의 일부는 깊은 바다로 내려가 다시 남쪽으로 이동합니다.

① → ② → ③ → ④ 순서로 이해하면 쉽습니다.

이 거대한 순환은 대서양에서 열과 염분, 탄소와 영양염을 이동시키는 역할을 합니다.

그래서 AMOC의 변화는 북대서양의 기온뿐 아니라 강수대, 몬순, 지역 해수면과 해양 내부의 열 분포에도 영향을 줄 수 있습니다.

AMOC는 단순한 ‘바다 컨베이어 벨트’가 아니다

AMOC를 설명할 때 흔히 거대한 컨베이어 벨트에 비유합니다.

초보자가 큰 흐름을 이해하기에는 좋은 비유지만 실제 바다는 훨씬 복잡합니다.

바닷물의 수온과 염분에 따른 밀도 차이뿐 아니라 바람, 지구 자전, 해저지형, 난류와 다른 해류도 순환에 영향을 줍니다.

걸프스트림과 AMOC는 같은 것일까?

아닙니다.

걸프스트림(Gulf Stream)은 미국 동부 연안을 따라 북동쪽으로 흐르는 매우 강한 표층 해류입니다.

AMOC는 이보다 훨씬 큰 개념입니다.

상층의 북향 흐름뿐 아니라 깊은 바다에서 남쪽으로 되돌아가는 흐름까지 포함합니다.

그래서 “AMOC 약화 = 걸프스트림 완전 정지”라고 말하면 정확하지 않습니다.

AMOC를 직접 측정한 기록은 얼마나 길까?

AMOC 연구에서 가장 중요한 어려움 가운데 하나가 바로 관측기간입니다.

기온처럼 100년 이상 이어진 직접 관측망이 있는 것이 아닙니다.

북대서양 약 26°N 부근에서 AMOC를 연속적으로 감시하는 RAPID-MOCHA-WBTS 관측망은 2004년 4월부터 운영되고 있습니다.

현재 공개된 최신 자료는 2024년까지 이어집니다.

즉 현대적인 연속 직접관측은 약 20년 규모입니다.

직접 관측에서는 무엇이 보였을까?

RAPID 관측에서는 AMOC가 해마다 상당히 크게 변한다는 사실이 확인됐습니다.

예를 들어 2009~2010년에는 비교적 큰 단기적인 감소가 나타났습니다.

하지만 이런 몇 년 규모의 감소를 곧바로 장기적인 기후변화 추세라고 부를 수는 없습니다.

IPCC 역시 2000년대 중반 이후 관측된 AMOC 감소가 내부 자연변동과 뚜렷하게 구분됐다고 보기 어렵다고 평가합니다.

그렇다면 과거의 AMOC는 어떻게 알아낼까?

직접 관측 이전의 AMOC를 알아보기 위해 과학자들은 여러 간접 지표를 이용합니다.

이런 지표를 흔히 프록시(proxy) 또는 ‘지문’이라고 부릅니다.

예를 들어 북대서양의 해수면온도, 해양 내부의 열저장량, 중층 수온, 염분, 퇴적물과 산호 기록 등이 사용될 수 있습니다.

문제는 이런 지표가 AMOC만의 영향을 받는 것은 아니라는 점입니다.

바람, 대기순환, 해빙과 자연적인 해양변동도 비슷한 신호를 만들 수 있습니다.

그래서 새로운 논문이 나올 때마다 “AMOC가 정확히 몇 % 약해졌다”는 숫자 하나만 보는 것보다 그 숫자를 어떻게 추정했는지를 함께 확인해야 합니다.

2025년 중층 수온 연구는 무엇을 발견했을까?

2025년 Communications Earth & Environment에 발표된 연구는 새로운 방법을 제안했습니다.

연구진은 적도 대서양의 약 1,000~2,000m 깊이에서 나타나는 중층 수온 변화에 주목했습니다.

모델 실험에서는 AMOC가 약해지면 그 영향이 해양 내부의 파동을 통해 전달되면서 적도 대서양 중층에 특징적인 온난화가 나타났습니다.

연구진은 실제 관측에서도 1960년 이후 중층 온난화를 확인했습니다.

그리고 이 신호가 2000년대 초부터 자연변동 범위에서 뚜렷해졌다고 분석하면서, AMOC 감속이 20세기 후반부터 시작됐을 가능성을 제시했습니다.

‘1950년대 이후 1.31±0.39Sv 약화’는 무슨 뜻일까?

감사 과정에서 특히 다시 확인한 숫자가 있습니다.

2025년 Geophysical Research Letters 연구는 대서양의 열저장 패턴을 이용해 AMOC 장기변화를 추정했습니다.

연구진은 열대·아열대 대서양의 열저장 변화와 기후모델에서 나타나는 AMOC 변화 사이의 관계를 이용했습니다.

그 결과 1950년대 이후 AMOC가 약 1.31±0.39Sv 약해진 것으로 추정했습니다.

여기서 Sv는 스베르드루프(Sverdrup)라는 해류 수송량 단위입니다.

1Sv는 초당 약 100만㎥의 물이 이동하는 양을 뜻합니다.

숫자만 보면 1.31Sv가 커 보일 수 있지만 연구진은 AMOC 자체의 자연적인 연간·수십 년 변동이 상당히 크다고 설명합니다.

그래서 논문은 이 정도의 약화 신호가 자연변동에서 아직 뚜렷하게 분리됐다고 보기 어렵다고 평가했습니다.

왜 AMOC 연구마다 결과가 조금씩 다를까?

AMOC를 과거까지 직접 측정한 자료가 충분하지 않기 때문입니다.

또 어떤 지표를 사용하느냐에 따라서도 결과가 달라질 수 있습니다.

2025년 또 다른 Geophysical Research Letters 연구에서는 북대서양의 해수면온도 패턴이 AMOC의 ‘지문’으로 얼마나 안정적으로 사용될 수 있는지 조사했습니다.

연구 결과 AMOC 감소와 해수면온도 지문의 관계는 온실가스 강제력의 크기와 바람에 의한 해양 변화에 따라 달라질 수 있었습니다.

즉 한 모델이나 한 조건에서 얻은 SST 지문을 모든 시대와 모든 기후조건에 그대로 적용하면 오류가 생길 수 있다는 뜻입니다.

IPCC는 현재 AMOC 변화에 대해 어떻게 평가할까?

개별 최신 논문보다 더 넓은 과학적 합의를 보려면 IPCC 평가를 함께 보는 것이 중요합니다.

IPCC AR6는 20세기 AMOC의 장기적인 정량 변화에 대해 낮은 신뢰도를 둡니다.

재구성 자료와 기후모델 사이에서 감속량과 시기에 대한 일치도가 충분히 높지 않기 때문입니다.

반면 앞으로의 방향에 대해서는 훨씬 더 분명합니다.

IPCC는 모든 SSP 시나리오에서 21세기 동안 AMOC가 약화할 가능성이 매우 높다고 평가합니다.

다만 정확히 몇 % 약해질 것인가에 대해서는 불확실성이 더 큽니다.

AMOC는 미래에 얼마나 약해질 수 있을까?

IPCC AR6 모델평가에서는 2100년 무렵 AMOC 약화 규모가 배출경로에 따라 달라질 수 있습니다.

Chapter 9에서는 산업화 이전 강도와 비교했을 때 모델의 2100년 AMOC 감소가 낮은 배출 시나리오인 SSP1-2.6에서 약 24%, 매우 높은 배출 시나리오인 SSP5-8.5에서는 약 39% 정도의 중심값을 보인다고 설명합니다.

하지만 모델별 범위는 상당히 넓습니다.

지구온난화는 왜 AMOC를 약하게 만들 수 있을까?

핵심은 북대서양의 물이 얼마나 쉽게 높은 밀도를 유지하고 깊은 층으로 이동할 수 있느냐입니다.

① → ② → ③ → ④ 순서로 이해하면 쉽습니다.

따뜻한 물은 일반적으로 차가운 물보다 밀도가 낮습니다.

또 담수가 추가되면 같은 온도에서 염분이 낮아져 밀도가 낮아지는 방향으로 작용할 수 있습니다.

이런 변화가 북대서양의 밀도구조와 깊은 물 형성에 영향을 주면서 AMOC를 약하게 만들 수 있습니다.

다만 실제 과정에는 바람과 해빙, 해양 내부순환 등 여러 요소가 함께 작용합니다.

그린란드 빙상이 녹으면 AMOC가 멈출까?

그렇게 단순하지 않습니다.

그린란드 빙상이 녹아 북대서양에 담수가 추가되면 표층 염분과 밀도구조를 변화시킬 수 있습니다.

IPCC도 그린란드 빙상에서 나오는 추가적인 담수가 미래 AMOC 약화를 더 강화할 가능성을 설명합니다.

하지만 현재 AMOC의 모든 변화를 그린란드 융빙 하나로 설명할 수는 없습니다.

그린란드 빙상이 얼마나 빠르게 질량을 잃고 있는지는 그린란드 빙상은 얼마나 빠르게 줄고 있을까?에서 확인할 수 있습니다.

AMOC가 이미 임계점을 넘었다는 말은 사실일까?

현재 과학적 합의로 그렇게 말할 수는 없습니다.

AMOC가 매우 약한 상태로 급격하게 전환될 수 있는지, 그리고 그런 임계점이 어디에 있는지는 활발하게 연구되고 있습니다.

고기후 자료와 이론, 일부 모델 연구에서는 강한 담수 유입과 밀도구조 변화가 AMOC의 큰 변화를 일으킬 가능성을 보여줍니다.

하지만 “현재 이미 임계점을 넘었다” 또는 “몇 년 안에 붕괴한다”고 확정할 수 있는 과학적 합의는 없습니다.

AMOC가 크게 약해지면 어떤 변화가 생길까?

AMOC는 열과 물질을 대서양 전체로 이동시키기 때문에 큰 변화가 생기면 영향도 한 지역에만 머물지 않습니다.

AMOC가 약해지면 유럽에 빙하기가 올까?

영화에서처럼 며칠 만에 유럽이 얼어붙는 시나리오는 현재 과학전망과 다릅니다.

AMOC가 크게 약화하면 북대서양을 통한 열수송이 줄기 때문에 유럽 일부 지역에서 온난화가 억제되거나 상대적인 냉각 효과가 나타날 수 있습니다.

하지만 동시에 대기 중 온실가스 증가에 따른 전 지구 온난화도 계속됩니다.

따라서 실제 미래 기온은 두 효과가 함께 작용한 결과입니다.

AMOC와 미국 동부 해수면은 왜 연결될까?

해류는 단순히 물을 옆으로 이동시키는 것뿐 아니라 바닷물의 높이에도 영향을 줍니다.

AMOC의 강도가 변하면 북서대서양의 물 분포와 해류 구조가 달라질 수 있습니다.

그 결과 미국 동부의 지역적인 해수면 변화에도 영향을 줄 수 있습니다.

이것은 전 지구 평균 해수면 상승과 별개로 추가되는 지역 효과입니다.

전 지구 해수면 상승의 기본 원리는 해수면 상승은 실제로 얼마나 진행됐을까?에서 자세히 설명하고 있습니다.

AMOC가 약해지면 바다의 탄소흡수도 줄어들까?

AMOC는 열뿐 아니라 탄소도 해양 내부로 이동시키는 역할을 합니다.

그래서 순환이 변하면 탄소가 대서양 어디에 저장되는지도 달라질 수 있습니다.

하지만 “AMOC가 10% 약해지면 탄소흡수도 10% 줄어든다”는 식의 단순한 관계는 아닙니다.

해수온, 대기 중 CO₂ 농도, 생물학적 탄소펌프, 바다의 혼합과 다른 해류들이 함께 영향을 주기 때문입니다.

AMOC 약화가 한국의 한파를 만든다고 할 수 있을까?

현재로서는 그렇게 단정하면 안 됩니다.

AMOC 변화가 전 지구의 대기순환과 강수대에 영향을 줄 수 있기 때문에 동아시아와의 연결도 연구되고 있습니다.

하지만 한국의 특정 한파나 장마, 폭염 한 번을 AMOC 약화의 직접적인 결과라고 설명할 정도로 인과관계가 확립된 것은 아닙니다.

한국의 날씨에는 ENSO, 시베리아 고기압, 북태평양 해수면온도, 제트기류와 대기 내부변동 등 매우 많은 요소가 함께 작용합니다.

제트기류와 극한날씨의 관계는 제트기류는 폭염·폭우·한파와 어떻게 연결될까?에서 확인할 수 있습니다.

현재 확실한 것과 불확실한 것을 나누면

앞으로 어떤 관측이 더 필요할까?

AMOC를 제대로 이해하려면 북대서양의 한 지점에서 수온만 측정해서는 부족합니다.

해수의 온도와 염분, 깊이에 따른 밀도구조, 해류의 속도, 바람, 해수면 높이와 열저장량을 함께 장기간 측정해야 합니다.

RAPID 관측망, Argo 플로트, 위성, 해양관측선과 기후모델이 함께 사용되는 이유입니다.

특히 앞으로 직접관측 기간이 30년, 40년으로 길어지면 수십 년 규모의 자연변동과 장기적인 인간 영향 신호를 지금보다 훨씬 명확하게 구분할 수 있을 것입니다.

자주 묻는 질문

결론: ‘곧 붕괴한다’보다 관측과 전망을 구분하는 것이 중요하다

AMOC는 대서양에서 열과 염분, 탄소를 이동시키는 매우 중요한 기후시스템입니다.

최근 연구에서는 AMOC의 장기적인 약화 가능성을 뒷받침하는 새로운 증거들이 제시되고 있습니다.

적도 대서양 1,000~2,000m 중층의 온난화도 그중 하나입니다.

대서양 열저장 패턴을 이용한 2025년 연구에서는 1950년대 이후 약 1.31±0.39Sv의 약화를 추정하기도 했습니다.

하지만 이 숫자는 직접 관측값이 아니라 모델과 관측자료를 이용한 추정값이며, 논문 자체도 자연변동과 비교하면 인간이 만든 장기 약화 신호가 아직 뚜렷하게 드러났다고 보기 어렵다고 설명합니다.

또 다른 연구에서는 과거 AMOC의 ‘지문’으로 사용하는 해수면온도 패턴도 외부 강제력과 바람에 따라 관계가 달라질 수 있음을 보여줬습니다.

따라서 현재 AMOC의 정확한 장기 감속량을 하나의 숫자로 확정하는 것은 아직 어렵습니다.

반면 미래 방향은 더 분명합니다.

IPCC는 모든 주요 배출 시나리오에서 21세기 AMOC가 약화할 가능성이 매우 높다고 평가합니다.

그러나 동시에 2100년 이전에 급격한 붕괴가 일어나지 않을 것이라는 데 중간 수준의 신뢰도를 둡니다.

따라서 AMOC를 이해할 때 가장 중요한 것은 “언제 붕괴하나?”라는 하나의 자극적인 질문보다, 지금 실제로 관측된 변화와 연구에서 추정한 과거 변화, 미래 기후모델 전망을 서로 구분해서 보는 것입니다.

자료 및 출처