A new perspective on the role of melt ponds over summer sea ice in ice-albedo feedback

Abstract

봄이 지나 여름에 접어들면 햇빛이 들면서 눈덮인 해빙 표면에 에너지 흡수 과잉이 일어나 표면의 눈과 얼음이 녹이 물이 고이는 곳이 생기기 시작한다. 이렇게 해빙 상에서 여름이 되면 발달하는 연못을 멜트폰드(melt pond)라고 부르는데 이의 어두운 표면은 입사 태양 단파 복사플럭스의 흡수를 증가시켜 얼음-알베도 피드백을 증폭시키는 역할을 한다. 이에 멜트폰드의 얼음-알베도 피드백에의 역할은 단파 복사플럭스가 해빙에 들어올 때 배분되는 과정을 통해 전지구 기후모델에 사용되는 해빙모델에 포함되어 있다. 이를 위해 필요한 가정은 해빙 상 생성되는 멜트폰드를 잘 혼합된 고정된 온도의 담수로 다루는 것인데 이는 멜트폰드의 물리과정을 모델에 포함시키는데 근간이 되었다. 그러나 해빙 현장 관측에 의하면 멜트폰드는 다양한 염도를 담고 있고 그에 따라 수온이 영향을 받는다. 염에 의한 멜트폰드 수온 변화는 멜트폰드의 표면 에너지 플럭스 평형에 기여하는 또 다른 요소인 온도에 따른 방출 플럭스(예:방출 장파복사)에 영향을 준다. 염은 융빙온도를 낮춰 주로 수온을 낮추는 역할을 하는 것이 보통인데 이에 따라 방출 플럭스 감소로 귀결된다. 방출 플럭스 감소는 하부 해빙으로의 플럭스를 증가시켜 하계 멜트폰드 발달에 따라 진행중인 얼음-알베도 피드백을 증폭시키는 역할을 함을 생각할 수 있다. 이 연구에서는 멜트폰드 관측을 통해 이러한 가설의 근간을 세우고 기후모델에 탑재된 해빙모델 실험을 통해 가설이 성립될 수 있음을 보인다.