지구온난화로 인한 폭염의 강도와 빈도가 크게 증가하는 가운데, 하천 수온이 높아지는 하천 폭염 발생이 대기 폭염보다 훨씬 빠르게 증가하고 있다는 연구 결과가 나왔다.

 미국 펜실베이니아주립대(Penn State) 리 리 교수팀은 23일 미국립과학원회보(PNAS)에서 1980~2022년 미국 내 하천 1천471개 지점의 데이터를 분석한 결과, 하천 폭염 증가 속도가 대기 폭염 증가 속도보다 훨씬 빠른 것으로 나타났다고 밝혔다.

 리 교수는 "이 결과는 하천 폭염이 대기 폭염보다 더 빠르게 증가하고 있음을 보여주는 첫 연구"라며 "분석 결과 하천의 폭염 빈도, 지속시간, 강도 증가 속도가 대기 폭염의 2~4배에 달하는 것으로 나타났다"고 말했다.

 특히 수온 센서와 위성 모니터링이 늘었지만, 전 세계 강의 약 4분의 3은 위성 관측에서 벗어나 있고 데이터가 대부분 단편적이어서 하천 폭염 분석에 어려움이 있었다고 덧붙였다.

 연구팀은 이 연구에서 심층학습 기법(Long Short-Term Memory 모델)을 이용해 1980~2022년 미국 내 하천 1천471개 지점의 일관되고 연속적인 일일 수온(WT)을 재구성해 하천 폭염 발생을 분석했다.

 하천 폭염은 수온이 계절별 상위 10% 이상을 최소 5일 연속 초과할 때로, 대기 폭염은 기온이 같은 기준을 3일 이상 초과할 때로 정해 발생 빈도, 지속시간, 강도, 누적 강도 등을 계산했다.

 그 결과 하천 폭염 발생 빈도는 연 2.3회로 대기 폭염(4.6회)의 절반 수준, 폭염 강도는 3분의 1 수준(2.6℃ 대 7.7℃)이고, 지속시간은 거의 두 배(7.2일 대 4.0일)인 것으로 나타났다.

 하지만 1980년 이후 폭염 증가 속도는 하천이 대기보다 2~4배 빠른 것으로 분석됐다. 2022년 하천 폭염은 1980년보다 빈도가 연 1.8회, 강도가 0.42℃, 지속기간이 3.4일 증가했으며, 수생 생태계의 열 스트레스 일수도 7~15일이 더 많아졌다.

 논문 제1 저자인 카얄비즈히 사다야판 박사는 "하천 폭염 가속화 추세는 전 세계적으로 일어나고 있을 가능성이 크다"며 이는 강의 극심한 고온과 수량 감소 위험을 동시에 높여 어류 등 수생 생물의 대규모 폐사를 초래할 수 있다고 말했다.

 연구팀은 이런 하천 폭염 증가의 주요인으로 온난화로 줄어드는 적설량 등 기후변화를 지목하고, 댐과 농업 같은 인간 활동도 강이 어디에서, 어떻게 취약해지는를 결정하는 데 이차적인 역할을 한다고 설명했다.

 이어 이 결과는 하천 폭염 증가를 모니터링하고 완화 대책을 마련해야 할 필요성을 보여준다며 이 연구가 취약한 강 생태계와 그에 의존하는 사람들을 폭염으로부터 보호하는 데 필요한 정책과 인센티브로 이어지기를 바란다고 말했다.

 ◆ 출처 : PNAS, Li Li et al., 'Riverine heat waves on the rise, outpacing air heat waves', https://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2503160122