남극의 눈과 얼음 표면은 대륙이 대기와의 열 및 수분 교환을 어떻게 이뤄내는지에 결정적인 역할을 한다. 이 과정에서 핵심 요소는 공기역학적 조 roughness length (zo)로, 표면의 ‘거칠기’를 측정하는 지표다.
표면이 거칠수록(예: 눈 사스트루기, 바람으로 만들어진 능선과 홈) 공기와 상호작용이 강해져 눈의 이동, 융해, 국지적 환경 조건에 영향을 미친다. 그러나 지구 시스템 모델에서는 zo를 넓은 영역에서 일정한 값으로 가정하는 경우가 많아, 실제 관측이 어려운 한계가 있었다.
드론으로 포착한 미세 변화
중국과 국제 연구팀은 동남극 칭링 기지에서 다중 시계열 드론(무인항공기) 촬영을 통해 zo의 미세 변동을 분석했다. 연구 결과, zo는 표면 유형, 측정 규모, 모델 선택, 기상 조건에 따라 현저히 달라질 수 있으며, 특히 눈 사스트루기 지역에서는 계절과 기상 변화에 따라 최대 10배까지 값이 변동한다는 사실이 확인됐다.
예를 들어, 강설 후에는 zo가 증가하고 강한 바람에 노출되면 감소하는 패턴을 보였다. 이는 표면 미세 지형이 기상 사건에 민감하게 반응한다는 새로운 발견으로, 남극 눈-대기 상호작용을 정확히 모델링하기 위해서는 미세 규모의 표면 거칠기를 반드시 고려해야 함을 시사한다.
기후 모델 개선에 기여할 것
이번 연구는 기상 및 기후 모델의 극지역 예측 정확도를 높이는 데 중요한 단서를 제공한다. 특히 극지 연구에서 드론과 같은 첨단 관측 기술의 활용이 점차 확대되고 있어, 향후 더 정밀한 데이터 수집이 가능할 것으로 기대된다.
연구 상세 정보
- 연구팀: Zheng Z., Zheng L., Wang K., Clow G. D., Cheng X.
- 발표지: Journal of Geophysical Research: Earth Surface (2026)
- 주요 결과: 동남극 칭링 기지에서 측정한 zo가 기상 조건에 따라 최대 10배 변동
- DOI: 10.1029/2025JF008781
“이번 연구는 극지 표면 거칠기의 미세한 변화를 드론으로 포착해 기후 모델의 한계를 극복할 수 있음을 보여준다.”
— Elizabeth Orr, JGR: Earth Surface 편집위원
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