엘니뇨는 열대 동태평양과 중태평양의 해수면 온도가 평상시보다 따뜻한 상태로 수개월 이상 지속되는 현상입니다. '엘니뇨'는 스페인어로 '남자 아이(El Niño), 즉 아기예수'라는 뜻으로, 남아메리카의 페루 지방에서 유래한 말입니다. 페루 근처의 바다는 세계 최고의 멸치 어장입니다. 그런데 엘니뇨가 발생하면 해수면 온도가 약 3~4 ℃ 높아지면서 멸치 어획량이 급격히 줄어듭니다. 이 현상이 특히 크리스마스를 전후해서 나타나기 때문에 엘니뇨라는 이름이 붙었습니다. 일반적으로 적도 동태평양의 해수면 온도가 평상시보다 0.5 ℃ 이상 높아진 상태가 5개월 이상 지속될 때 엘니뇨가 발생했다고 합니다. 반면 라니냐는 해수면 온도의 평균값이 평상시보다 0.5 ℃ 낮은 상태가 5개월 이상 지속되는 현상입니다. 엘니뇨와 라니냐는 별개의 현상이 아니라, 마치 진동하는 추처럼 이쪽 저쪽을 왕복하며 나타납니다. 엘니뇨는 주기가 일정하지 않아 2~7년 간격으로 불규칙하게 나타납니다. 엘니뇨는 서로 다른 시간 규모를 가진 대기 운동이나 계절 변동 현상과 상호작용하며 서로를 변화시킵니다. 이 때문에 엘니뇨의 특성과 주기가 변하는 것입니다. 1923년, 영국 기상학자 길버트 워커(Gilbert Walker, 1868~1958)는 태평양의 타히티와 호주 북부 다윈 지역의 기압 사이에 강한 음의 상관관계가 있다는 것을 발견했습니다. 그는 이 대규모의 대기순환 시소 현상을 남방진동(Southern Oscillation)이라고 불렀습니다. 남방진동은 남반구의 서태평양과 동태평양 사이의 기압이 서로 반대로 오르내리는 현상입니다. 하지만 남방진동의 발생 원인은 오랫동안 밝혀지지 않았습니다. 1960년대 후반, 노르웨이 기상학자 야코브 비에크네스(Jacob Bjerknes, 1897~1975)는 엘니뇨 현상과 남방진동이 서로 밀접한 관련이 있다고 제안했습니다. 엘니뇨는 대기와 해양의 상호작용에 의해 발생하며, 남방진동은 해수면 온도 변화에 따른 대기의 반응이라는 것입니다. 이는 두 현상이 독립적인 것이 아니라 결합된 동일한 현상임을 의미합니다. 이 현상을 ENSO(El Niño-Southern Oscillation)라고 합니다. 그렇다면 엘니뇨는 어떻게 발생할까요? 평상시 서태평양은 온난 지역(Warm Pool)으로 따뜻하고, 동태평양은 한랭 지역(Cold Tongue)으로 차갑습니다. 따뜻한 해수면 온도는 대기의 대류 활동을 촉진합니다. 따라서 서태평양에선 공기가 상승하는 대류 활동이 활발하게 일어납니다. 반면 해수면의 온도가 비교적 낮은 동태평양에선 대류 활동이 덜 일어납니다. 이러한 해수면의 온도와 대류 활동의 차이로 인해 대기가 동서 방향으로 순환하는 워커 순환이 발생합니다. 이 순환은 강한 무역풍을 형성하며, 이로 인해 서태평양의 수온약층은 깊어지고 동태평양의 수온약층은 얕아집니다. 이러한 기후 상태에서 동태평양의 해수면 온도가 평소보다 상승하면 대류 활동이 활발해집니다. 이에 따라 서태평양의 상승 기류가 동쪽으로 이동합니다. 이 변화는 무역풍을 약화시키고, 동태평양의 수온약층을 깊게 만듭니다. 깊어진 수온약층은 동태평양의 해수면 온도를 더욱 상승시킵니다. 이 과정이 반복되면서 대류 활동, 무역풍, 수온약층의 변화가 순차적으로 심화되고, 해수면의 온도는 더욱 상승합니다. 즉, 해수면 온도, 대류 활동, 무역풍, 수온약층으로 이어지는 대기와 해양의 강한 상호작용으로 인해 엘니뇨가 발생합니다. 이러한 상호작용에 의한 강한 양의 피드백을 비에크네스 피드백(Bjerknes feedback)이라고 합니다. 초기에 무역풍이 약화되면, 비에크네스 피드백에 의해 엘니뇨가 발생합니다. 반면 초기에 동태평양의 해수면 온도가 낮아지면, 비에크네스 피드백에 의해 라니냐가 발생합니다. 엘니뇨가 충분히 발달하면 보통 겨울 이후에 소멸합니다. 이 과정에서 라니냐로 발달할 수 있는 초기 변화가 형성됩니다. 이 초기 변화가 비에르크네스 피드백에 의해 강화되면서 엘니뇨와 라니냐가 반복적으로 발생합니다. 엘니뇨와 라니냐는 단순한 기상 현상이 아닙니다. 기후 변화에 큰 영향을 미치며, 극단적으로 나타날 경우 심각한 기상이변과 자연재해가 발생할 수 있습니다. 엘니뇨와 라니냐로 인해 폭우와 가뭄이 발생하며, 이는 농업, 생태계, 경제 등 다양한 분야에 악영향을 미칩니다. 엘니뇨와 라니냐에 의한 피해를 줄이기 위해서는, 이 현상에 대해 심도 깊게 이해하고 정확히 예측하여 이상기후 발생을 미리 대비하는 것이 필요합니다.