CMIP6 Model에 나타난 ENSO 특성의 미래 변화

Abstract

지구 온난화로 인해 가장 강력한 해양-대기순환과 관련된 기후변동성으로 알려진 El Niño-Southern Oscillation (ENSO)의 예측이 어려운 상황이다. IPCC(Inter-governmental Panel on Climate Change) 6차 기후변화평가보고서를 위해 수행된 CMIP6 (Coupled Model Inter-comparison Project Phase 6) model data를 사용하여 열대 태평양 지역에서의 ENSO 강도 변화에 영향을 주는 요인을 찾고자 한다. 대부분의 CMIP6 model에서 미래 기후로 갈수록 ENSO 강도가 강해지는 것으로 나타났으나, 일부 약해지는 model이 존재하였다. 이러한 차이를 보이는 원인을 밝히고자 MLD, D20와 ENSO 변화 사이 관계를 파악하였다. 그 결과 ENSO 강도가 강해지는 모델 그룹에서 MLD와 D20가 얕고, ENSO 강도가 약해지는 모델 그룹에서 MLD와 D20가 깊었다. Heatflux feedback은 미래 기후로 갈수록 음의 값이 커졌으며, 이는 shortwave feedback과 같은 방향이다. 그러나, Bjerknes Feedback은 ENSO강도가 강해지는 모델 그룹에서 미래기후로 갈수록 커지고 있었으며, ENSO 강도가 약해지는 모델 그룹에서는 감소하고 있다. 이렇듯 Bjerknes Feedback의 변동성이 크므로 ENSO 예측에 불확실성이 생긴다. ENSO 강도가 강해지는 모델 그룹에서는 Aleutian Low (AL) mode가 강해지고 단주기 signal이 커지는 반면, ENSO 강도가 약해지는 모델 그룹에서는 Aleutian Low (AL) mode가 약해지고 장주기 signal이 커진다. ENSO 강도가 감소하는 모델 그룹에서 Zonal advective feedback이 미래기후에서 약해졌으며, thermocline feedback은 ENSO 강도에 따른 경향성이 보이지 않았다. MLD와 D20 분석에서 관측값인 EN4 data와 가까운 것은 ENSO 강도가 약해지는 그룹이었으며, 이는 CMIP6에서 미래 기후로 갈수록 ENSO 강도가 강해지는 것으로 해석하는 것을 조심해야한다는 것을 의미한다. 하지만 CMIP6 일부 model만을 분석하였으므로 더 면밀한 분석이 필요하다. 본 연구는 ENSO 역학 기작을 알아내는 데 도움이 될 것이며, Bjerknes feedback에 관여하는 Ekman feedback, thermocline feedback 및 zonal advective feedback 등의 추후 연구가 필요하다.

Under global warming, it is difficult to predict the El Niño-Southern Oscillation (ENSO), which is known as the strongest ocean-atmospheric cycle-related climate variability. Using CMIP6 (Coupled Model Inter-comparison Project Phase 6) model data conducted for the 6th Climate Change Assessment Report of the Inter-governmental Panel on Climate Change (IPCC), factors influencing the change in ENSO intensity in the tropical Pacific region were identified. Most of the CMIP6 models showed that ENSO intensity increased as the future climate progressed, but some weakened models existed. To elucidate the cause of this difference, the relationship between Mixed layer depth (MLD), depth of thermocline (D20), and ENSO changes was investigated. As a result, MLD and D20 were shallow in the group in which the ENSO intensity increased, and MLD and D20 were deep in the group in which the intensity was weakened. Heatflux feedback changes in future climates in the same direction as shortwave feedback. However, the Bjerknes Feedback weakens in the model in which the ENSO intensity increases and strengthens in the model in which the ENSO intensity decreases. In the group in which the ENSO intensity is increased, the Aleutian Low (AL) mode becomes stronger and the short-period signal becomes larger, whereas in the group in which the ENSO intensity becomes stronger, the Aleutian Low (AL) mode becomes weak and the long-period signal becomes larger. It was confirmed that the zonal advective feedback decreased toward the future climate in the model where the ENSO intensity decreased. Closer to the observed Met Office Hadley Centre EN4 data was the weakening group, suggesting that the ENSO simulation of the CMIP6 model should be carefully understood in future climates. However, since only some models of CMIP6 were analyzed, a more in-depth analysis is needed. This study will help to find out the mechanism of ENSO dynamics, and further analysis of Ekman pumping feedback involved in Bjerknes feedback is required.