엘니뇨와 라니냐

9.2.1. 개요
지구의 대기 대순환 가운데 적도를 중심으로 형성되는 열대 수렴대(ITCZ)는 북반구의 북동 무역풍과 남반구의 남동 무역풍이 수렴하는 영역으로 태양의 계절적 위치에 따라 남북으로 이동한다. 편동 무역풍의 영향으로 동태평양의 강한 용승류가 형성되는 해역에서는 표층 수온이 낮아지는 동시에, 수심이 깊어지면서 수온이 급격하게 내려가는 수온약층의 수심도 낮아진다. 
서태평양은 동태평양의 따뜻한 표층수가 유입되어 온수 층이 두터워지고 수온약층의 수심도 깊어진다. 이와 같은 대기와 해양의 선순환은 서태평양의 수온과 해수면을 상승시킨다. 서태평양의 온난한 해상에서 발생한 저기압은 다량의 수증기를 상승시켜 비구름을 만들고, 대류권 내의 상승기류는 권계면 고도에서 발산 과정을 통해 동태평양 쪽으로 이동하게 된다. 동태평양 해상에는 하강기류에 의해 고기압과 건조한 날씨가 형성된다. 서태평양 해상의 상승기류와 동태평양 해상의 하강기류는 수직 순환을 이루고, 동태평양 쪽으로 향하는 상층의 서풍과 서태평양 쪽으로 향하는 하층의 편동 무역풍은 수평 순환을 이룬다. 이처럼, 적도대의 태평양 해상에 형성되는 대규모의 수평 및 수직 순환을 워커 순환이라고 한다. 일반적으로 워커 순환은 엘니뇨 상태에서 약화하고 라니냐 상태에서 강화된다.

 9.2.2 엘니뇨
엘니뇨란 스페인으로 남자아이 또는 아기 예수를 의미한다. 크리스마스 무렵 페루나 에콰도르 연안의 수온 상승이 수개월 동안 지속되어 어장이 사라지면 어부들은 고기를 잡으러 가지 않고 가족들과 크리스마스를 즐길 수 있었다. 이를 크리스마스 선물로 생각하여 스페인어로 엘니뇨라고 부르게 되었다. 1541년에 처음 보고된 엘니뇨는 1950년대까지 열대 태평양 남미 페루 연안의 바닷물 온도가 올라가는 계절적 현상의 일종으로 생각했다. 그 이후 엘니뇨의 의미는 중앙 태평양에 이르는 넓은 범위의 해역에서 비정기적으로 해수면 온도가 평년에 비해 높아지는 현상으로 확대되었다. 

가. 엘니뇨의 발생
엘니뇨의 발생 원인은 적도 무역풍의 약화를 꼽고 있으며, 동쪽으로 이동하는 해파에 의한 에너지 전달도 그 원인으로 보고 있다. 정상상태에서 열대 수렴대 중심의 편동 무역풍이 약해지면 서태평양 쪽으로 이동하는 바닷물의 흐름이 약해지는 동시에, 동태평양 바닷물의 용승 현상도 약해진다. 이에 따라 서태평양의 적도 부근에서 가열된 따뜻한 표층수가 동쪽으로 이동하면서, 서태평양의 표층수 온 낮아지지만 동태평양의 표층 수온은 상승한다. 이런 현상이 지속되면 서태평양의 수온약층은 올라오고 동태평양의 수온약층은 내려간다. 엘니뇨가 발생하는 경우에 정상상태의 워커 순환은 약화하거나 정반대로 나타난다. 이는 인도네시아 부근의 서태평양 해상에서는 하강 운동이 있고 중앙 및 동태평양 해상에서는 상승 운동이 활발해짐을 의미한다. 엘니뇨는 주로 9월에서 다음 해 3월 사이에 발생하고, 주기는 2~6년으로 불규칙하다. 
엘니뇨가 발생하면 전 세계의 여러 지역이 비정상적으로 따뜻해진다. 겨울철 엘니뇨 영향으로 정상상태보다 따뜻한 지역은 아시아 남동부, 아프리카의 남동부, 한국, 일본, 알래스카 남부, 캐나다 서부 및 중앙, 브라질 남동부, 호주 남동부이다. 비가 많은 지역은 태평양 중앙으로부터 동부에 걸친 적도 지역, 페루 북서부, 아르헨티나 중부 및 중앙아프리카이다. 건조한 지역은 남아메리카 북동부 지역, 남부 아프리카, 인도네시아, 필리핀 및 호주 북부지역이다. 여름철 엘니뇨의 영향으로 정상상태보다 따뜻해지는 지역은 남아메리카의 서부 해안, 브라질 남동부이다. 비가 잦고 습한 지역은 미국 서북부 산맥 지대와 칠레 중남부이고, 건조한 지역은 호주 동부와 동남아, 인도 및 남아메리카 북부이다.

 

9.2.3 라니냐

 

가. 라니냐의 발생
스페인어로 여자아이를 의미하는 라니냐는 정상상태보다 강해진 편동 무역풍에 의해 발생한다. 동태평양의 따뜻한 표층수가 서태평양 쪽으로 이류 됨으로써 동태평양의 수온약층은 해면 가까이 낮아지고, 서태평양의 수온약층은 정상상태보다 깊어진다. 라니냐 기간 서태평양 표층의 수온과 수위는 정상상태보다 높아지지만, 동태평양과 남미 연안에서는 용승 현상에 의해 평년보다 낮은 표층 수온과 영양이 풍부한 해수가 출현한다. 라니냐 상황은 서태평양 해상을 비정상적으로 따뜻하게 하고 동태평양을 차게 만들어, 정상상태의 기압배치를 서태평양 쪽으로 이동시킨다. 워커 순환이 강화되어 발생하는 리나냐의 영향으로 열대 태평양 서쪽과 인도네시아 부근의 해상에서는 저기압이 발달하고 동태평양 해상에서는 고기압이 형성된다.
라니냐가 발생하면 전 세계 여러 지역의 기온이 비정상적으로 낮아지는 것이 특징이다. 겨울철 라니냐의 영향으로 정상상태의 기온보다 낮아지는 지역은 아프리카 북서부 및 동남부, 한국, 일본, 알래스카 남부, 캐나다 서부 및 중앙, 브라질 남동부이다. 정상상태보다 따뜻해지는 지역은 미국의 걸프만 연안이다. 비가 많이 내리는 지역은 필리핀 중심의 서태평양, 남아메리카 북부, 아프리카 남부지역이다. 태평양 중앙으로부터 동부에 이르는 적도 지역과 페루 북서부 및 에콰도르 연안에서는 비가 거의 없다. 여름철 라니냐의 영향으로 정상상태보다 기온이 낮아지는 지역은 인도, 동남아, 남아메리카 서해안 및 북부, 아프리카 중서부이다. 호주 동부와 뉴질랜드 북부 해역은 따뜻해진다. 정상상태보다 비가 많은 지역은 필리핀 중심의 서태평양, 인도, 호주 남동부 및 남아메리카 북부 연안이다. 브라질 중앙 아르헨티나는 정상상태보다 건조하다.