CICE5 열역학 방안 및 해양경계조건에 따른 북극해 해빙 반응 차이 해석

Abstract

해빙은 지구 시스템의 에너지 평형을 유지하는데 매우 중요한 조절자 역할을 한다. 해빙은 알베도가 높기 때문에 얼음 반사 피드백을 강력하게 제어한다. 또한 대기와 해양 사이의 열, 운동량, 수분 교환을 차단하는 절연 역할도 한다. 해빙 수치모델은 이러한 해빙을 모사하고 다른 시스템과 상호작용을 통한 기후변화 민감도를 살펴보기 위해 사용되는 객관적인 도구이다. 해빙모델의 물리과정은 크게 열역학 과정과 역학 과정으로 나뉜다. 이 중 열역학 과정은 해빙의 결빙과 용융에 대한 주요한 과정을 포함하고 있다. Turner and Hunke (2015)는 CICE5 해빙모델의 두 열역학 방안, Bitz and Lipscomb (1999 BL99)와 Mushy layer 열역학 방안 (Feltham et al., 2006 MUSHY)을 비교하였다. 저자들은 MUSHY가 BL99보다 북극 해빙 부피를 두껍게 모사하는 특성을 가지며, 이 차이를 만들어내는 주요한 원인은 용융 연못 모수화와 염분 계산이 MUSHY에 포함되어있기 때문이라는 결론을 내렸다. 하지만 이 연구에서는 1990년대에 고정된 해양 경계 조건을 사용하였다. 그러나 앞서 언급한대로 해빙은 대기와 해양의 조절자로 대기와 해양의 경계조건에 크게 영향 받을 수밖에 없다. 따라서 매년 변화하는 해양상태에 대한 각 열역학 방안마다 해빙 모사 반응의 차이를 더 살펴볼 필요가 있다. 본 연구에서는 CICE5의 두 열역학 방안에 따라 변화하는 해양상태에 대해서 해빙두께가 어느 정도 민감하게 반응하는지 살펴보고자 한다.