엘니뇨와 라니냐

지식 정보

해당 지식
엘니뇨와 라니냐를 나타내는 해양·대기 순환 아이콘

엘니뇨와 라니냐 시기의 무역풍과 용승에 따른 동태평양과 서태평양의 표층 수온, 기류, 강수량 변화와 남방 진동 및 워커 순환을 설명합니다.
하위 지식 상위 지식
해수의 표층 순환을 나타내는 바다 지도와 순환 화살표 아이콘

엘니뇨와 라니냐

엘니뇨는 무역풍이 평상시보다 약화되어 동태평양 적도 부근 해역의 표층 수온이 평상시보다 높아지는 현상이고,
라니냐는 무역풍이 평상시보다 강화되어 동태평양 적도 부근 해역의 표층 수온이 평상시보다 낮아지는 현상이다.

평상시 무역풍의 에크만 수송에 의해 표층 인근 해수가 서쪽으로 이동하면서 동태평양 적도 부근 해역에는 용승이 일어난다.
이로 인해 아래층에 있던 차가운 해수가 위로 올라오고, 무역풍이 따뜻한 해수를 서쪽으로 밀어내므로 적도 부근 해역의 표층 수온은 동태평양이 서태평양보다 낮다.

서태평양 적도 부근 해역에서는 높은 표층 수온에 의해 대기 하층이 가열되어 주로 상승 기류가 발달하고,
동태평양 적도 부근 해역에서는 용승으로 낮아진 표층 수온에 의해 대기 하층이 냉각되어 주로 하강 기류가 발달한다.

엘니뇨 평상시 태평양의 무역풍과 해수 온도 분포 모식도

IERS\mathrm{IERS} 본초 자오선에서 동쪽으로 갈수록 동경(E)(\mathrm{E}) 수치가 커진다.
이후 경도가 180∘180^{\circ}인 지점을 지나면 동경(E)(\mathrm{E})이 서경(W)(\mathrm{W})으로 바뀌고, 동쪽으로 갈수록 서경 수치가 작아지므로
120∘E120^{\circ}\mathrm{E}는 서태평양 부근이고, 80∘W80^{\circ}\mathrm{W}는 동태평양 부근이다.

엘니뇨 시기의 변화

엘니뇨 시기의 해수 온도와 대기 순환 변화를 나타낸 단면도

용승이 약해져 따뜻한 해수층(혼합층)의 두께가 두꺼워지므로 수온 약층이 나타나기 시작하는 깊이도 깊어진다.

엘니뇨 시기의 태평양 해수면과 수온 구조 변화 단면도

엘니뇨 시기에 동태평양 적도 부근 해역에서 혼합층의 두께가 무역풍의 약화로 얇아지는 효과보다 용승의 약화로 두꺼워지는 효과가 더 크므로 혼합층의 두께가 평상시보다 두꺼워진다.

엘니뇨 시기 적도 태평양의 따뜻한 해수와 상승 기류 약화 모식도

무역풍이 따뜻한 해수를 서쪽으로 밀어내는 양이 감소하여 따뜻한 해수층(혼합층)의 두께가 얇아지므로 수온 약층이 나타나기 시작하는 깊이도 얕아진다.

엘니뇨 시기 서태평양과 동태평양의 해수면·수온 구조 변화 모식도

따라서 위의 내용을 정리하면 아래 그림과 같다.

엘니뇨 시기의 태평양 해수면과 무역풍·용승·강수 변화 모식도

라니냐 시기의 변화

엘니뇨 시기 적도 태평양의 해수면 온도와 대기 순환 모식도

용승이 강해져 따뜻한 해수층(혼합층)의 두께가 얇아지므로 수온 약층이 나타나기 시작하는 깊이도 얕아진다.

라니냐 시기 태평양의 해수면과 수온 약층 변화를 나타낸 단면도

라니냐 시기에 동태평양 적도 부근 해역에서 혼합층의 두께가 무역풍의 강화로 두꺼워지는 효과보다 용승의 강화로 얇아지는 효과가 더 크므로 혼합층의 두께가 평상시보다 얇아진다.

라니냐 시기의 태평양 해수 온도와 대기·해수 흐름 모식도

무역풍이 따뜻한 해수를 서쪽으로 밀어내는 양이 증가하여 따뜻한 해수층(혼합층)의 두께가 두꺼워지므로 수온 약층이 나타나기 시작하는 깊이도 깊어진다.

라니냐 시기의 태평양 해수면과 따뜻한 해수·차가운 해수 분포 모식도

따라서 위의 내용을 정리하면 아래 그림과 같다.

라니냐 시기의 태평양 해수면과 대기 순환을 나타낸 모식도

남방 진동과 엔소(ENSO)

남방 진동은 서태평양과 동태평양 적도 부근 해역의 해면 기압의 변화 방향이 서로 반대로 진동하는 현상이고,
엔소(ENSO)(\mathrm{ENSO})는 남방 진동과 [엘니뇨와 라니냐]를 합쳐 부르는 말이다.

상승 기류가 발달하는 해역은 해면 기압이 낮아지고, 하강 기류가 발달하는 해역은 해면 기압이 높아진다.

엘니뇨 시기에 동태평양 적도 부근 해역의 표층 수온이 증가하여 상승 기류가 발달하므로 해면 기압이 낮아지고,
서태평양 적도 부근 해역의 표층 수온은 감소하여 상승 기류가 약해지므로 해면 기압이 높아진다.

라니냐 시기에 동태평양 적도 부근 해역의 표층 수온이 감소하여 하강 기류가 강해지므로 해면 기압이 높아지고,
서태평양 적도 부근 해역의 표층 수온은 증가하여 상승 기류가 강해지므로 해면 기압이 낮아진다.

따라서 아래 그림과 같이 서태평양과 동태평양 적도 부근 해역의 해면 기압의 변화 방향은 서로 반대이다.

서태평양과 동태평양 기압 편차의 반대 진동 그래프

워커 순환

적도 부근 태평양의 동서 방향을 따라 일어나는 거대한 대기 순환이다.

평상시 서태평양 적도 부근 해역은 따뜻한 해수로부터 대기 하층이 열과 수증기를 공급받아 상승 기류가 발달하여 구름의 양과 강수량이 많다.
반대로 동태평양 적도 부근 해역은 상대적으로 차가운 해수에 의해 대기 하층이 냉각되어 하강 기류가 발달하여 구름의 양과 강수량이 적다.

엘니뇨 시기에 서태평양 적도 부근 해역의 상승 기류가 약해지고, 동태평양 적도 부근 해역에 상승 기류가 발달한다.
라니냐 시기에 서태평양 적도 부근 해역의 상승 기류가 강해지고, 동태평양 적도 부근 해역의 하강 기류가 강해진다.
따라서 워커 순환의 세기는 엘니뇨 시기에 약해지고, 라니냐 시기에 강해진다.

엘니뇨와 라니냐 시기의 워커 순환을 나타내면 아래 그림과 같다.

엘니뇨와 라니냐 시기의 워커 순환 비교도

엘니뇨 시기에 수온이 가장 높은 해수의 위치가 중앙 태평양 부근으로 이동하므로 워커 순환의 상승 기류는 중앙 태평양 부근에 형성된다.

엘니뇨와 라니냐 시기의 물리량 변화 정리

양(+)(+)의 부호는 평상시보다 증가, 음(−)(-)의 부호는 평상시보다 감소라 할 때,
엘니뇨와 라니냐 시기에 서태평양과 동태평양 적도 부근 해역에서 여러 물리량의 변화를 정리하면 아래 표와 같다.

구분 엘니뇨 시기 라니냐 시기
서태평양 동태평양 서태평양 동태평양
워커 순환의 세기 $-$ $+$
무역풍의 세기 $-$ $+$
해수면 높이 $-$ $+$ $+$ $-$
구름의 양과 강수량 $-$ $+$ $+$ $-$
해면 기압 $+$ $-$ $-$ $+$
표층 수온 $-$ $+$ $+$ $-$
혼합층의 두께 $-$ $+$ $+$ $-$
수온 약층이 나타나기 시작하는 깊이 $-$ $+$ $+$ $-$

시뮬레이션


적용 문항

1번 문항


서태평양 해면 기압 편차 그래프와 엘니뇨·라니냐 판단 문항

2번 문항


동태평양 적도 부근 해역의 수온 편차 그래프와 엘니뇨·라니냐 비교 문항