매든-줄리안 진동 (Madden–Julian Oscillation)
쉽게 풀면
MJO는 인도양에서 태평양 쪽으로 천천히 이동하는 거대한 "비구름 덩어리"라고 생각하면 이해하기 쉽습니다. 이 비구름 덩어리가 지나가는 지역은 강수가 늘어나고, 지나간 뒤에는 반대로 맑고 건조해지는 패턴이 몇 주 간격으로 반복됩니다. 엘니뇨처럼 몇 년에 걸친 현상이 아니라 한 달 남짓의 주기로 나타나는 것이 특징입니다. 이 진동은 열대뿐 아니라 중위도 날씨에도 간접적인 영향을 줄 수 있습니다.
왜 중요한가
MJO는 열대 저기압 발생, 몬순 강수, 나아가 원거리의 중위도 이상기상까지 연결짓는 중요한 열대-중위도 상호작용 요소로 다뤄집니다. 수치예보 모델이 MJO를 얼마나 잘 재현하느냐가 2주 내외의 중기예보 정확도를 좌우하기 때문에 예보 연구에서 핵심적으로 연구됩니다. MJO의 위상에 따라 열대저기압 발생 빈도와 특정 지역의 몬순 강수 활성/비활성 구간이 좌우되므로, 2주에서 한 달 정도의 중기 예보에서 핵심적인 예측 인자로 활용됩니다.
핵심 정리
- MJO는 열대의 대류(비구름)와 순환의 큰 덩어리가 적도를 따라 동쪽으로 이동하는 현상입니다. Madden과 Julian이 1971년 열대 태평양의 동서 바람에서 40~50일 주기의 진동을 발견하면서 알려졌습니다. 이후 문헌에서는 대략 30~60일 주기로 말합니다.
- 대류가 활발한 구역에서는 비가 많이 오고, 그 앞뒤에는 대류가 억제되는 구역이 따라옵니다. 이 쌍이 인도양에서 시작해 서태평양까지 평균 초속 5미터 안팎(따뜻한 바다 위)으로 이동하고, 동태평양을 지나면서는 더 빠르게 움직입니다(Zhang, 2005).
- 실시간 감시에는 Wheeler와 Hendon(2004)의 RMM 지수를 씁니다. 적도 부근의 OLR(방출 장파복사), 하층(850hPa)과 상층(200hPa)의 동서 바람을 합쳐 두 개의 주성분(RMM1, RMM2)을 만들고, 이 둘이 이루는 점의 각도로 위상(1~8), 원점에서의 거리로 진폭을 나타냅니다. 진폭이 1보다 크면 MJO가 활동하는 것으로 봅니다(관례적 기준).
- 대략적으로 위상 2~3은 인도양, 4~5는 해양대륙, 6~7은 서태평양에 대류의 중심이 있는 상태이고, 8과 1은 서반구와 아프리카에 해당합니다.
예시로 보기
MJO가 적도를 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간을 가늠해 봅시다. 적도 둘레를 약 40,075 km라고 하고(계산용 근사), 이동 속도만 달리해 봅니다.
| 가정한 속도 | 한 바퀴 시간 |
|---|---|
| 초속 5 m (따뜻한 바다 위의 대류 신호) | 약 93일 |
| 초속 15 m (그 밖의 구간에서의 순환 신호) | 약 31일 |
실제로는 구역에 따라 전파 속도가 달라 한 바퀴 시간이 이 두 값 사이에 놓이며, 보고되는 30~60일 주기와 대체로 맞습니다. 이 표는 설명을 위한 단순 계산이며, 실제 MJO는 이동 중 약해지거나 사라지기도 해서 매번 한 바퀴를 도는 것은 아닙니다.
영향의 예로, MJO의 대류 활발 위상이 어느 해역을 지나는지에 따라 열대저기압 발생 빈도와 몬순 강수의 활동 구간이 달라지는 경향이 보고됩니다. 2주에서 한 달 사이의 중기 예보에서 중요한 예측 요인으로 연구됩니다.
자주 하는 오해
| 오해 | 바로잡기 |
|---|---|
| MJO는 매년 일정하게 반복되는 규칙적인 진동이다. | 연도에 따라 강도와 지속성이 크게 달라지고, 뚜렷하지 않은 시기도 많습니다. |
| MJO는 엘니뇨처럼 수년 주기의 현상이다. | MJO는 수십 일 주기의 계절 내 변동입니다. 다만 엘니뇨-남방진동(ENSO) 등과 서로 영향을 주고받습니다. |
| MJO는 열대에서만 의미가 있다. | 열대 대류 변동이 중위도 순환에 영향을 줄 수 있는 경로가 연구되고 있습니다. 다만 영향의 세기는 지역과 계절에 따라 다릅니다. |
| MJO 위상만 알면 날씨를 예측할 수 있다. | 위상은 확률을 바꾸는 요인이지 결정 요인이 아닙니다. 다른 열대 현상과 함께 따져야 합니다. |
| RMM 진폭이 1보다 크면 MJO가 확실히 존재한다. | 1이라는 문턱은 관례적 기준이며 자연 법칙이 아닙니다. |
논문에서는 이렇게 쓰입니다
실제 논문에서
이 용어를 직접 쓴 국내 논문 문장을 아직 수집하지 못했습니다. 수집되는 대로 출처와 함께 싣겠습니다.
예시 문장
아래는 용어의 쓰임을 보여 주려고 만든 예시로, 실제 논문에서 가져온 문장이 아닙니다.
MJO 위상과 태풍 발생의 통계적 관계를 다루는 문맥입니다.
MJO를 정량적으로 추적하는 지수 활용 사례입니다.
조금 더 깊게 보면
MJO는 보통 8개의 위상(phase)으로 구분되어 대류 중심의 지리적 위치를 나타내며, RMM(Real-time Multivariate MJO) 지수 등을 통해 그 강도와 위치가 추적됩니다. MJO는 적도를 따라 동쪽으로 전파되면서 대류권 하층과 상층의 바람장, OLR(방출장파복사) 편차와 함께 나타나는 것이 특징입니다.
MJO는 대류 활동과 하층 순환이 결합된 형태로 인도양에서 발원해 서태평양 쪽으로 동진하며, 통상 30~60일 주기로 지구를 일주합니다. 이동 경로를 8개 위상으로 나눈 RMM(실시간 다변량 MJO) 지수가 활동 강도와 위치를 정량화하는 표준 지표로 쓰입니다.
주의할 점
MJO는 매년 일정하게 나타나는 것이 아니라 연도별로 강도와 지속성이 크게 달라지며, 엘니뇨-라니냐와 같은 다른 열대 현상과 상호작용하므로 단독으로 예측력을 단정하기 어렵습니다.
헷갈리기 쉬운 용어
열대에는 주기가 다른 변동이 겹쳐 있습니다.
| 현상 | 주기 | 핵심 |
|---|---|---|
| MJO | 대략 30~60일 | 동쪽으로 이동하는 대류·순환의 덩어리 |
| 엘니뇨-남방진동(ENSO) | 수년 | 열대 태평양 해수면 온도와 대기 순환의 요동 |
| 인도양 다이폴 | 주로 북반구 가을에 정점, 해마다 변동 | 인도양 동서 해수면 온도 차 |
| 몬순 순환 | 1년(계절) | 계절에 따라 바뀌는 대규모 바람과 강수 |
참고 문헌
- Madden, R. A., & Julian, P. R. (1971). Detection of a 40–50 day oscillation in the zonal wind in the tropical Pacific. Journal of the Atmospheric Sciences, 28(5), 702–708.
- Madden, R. A., & Julian, P. R. (1972). Description of global-scale circulation cells in the tropics with a 40–50 day period. Journal of the Atmospheric Sciences, 29(6), 1109–1123.
- Wheeler, M. C., & Hendon, H. H. (2004). An all-season real-time multivariate MJO index: Development of an index for monitoring and prediction. Monthly Weather Review, 132(8), 1917–1932.
- Zhang, C. (2005). Madden-Julian Oscillation. Reviews of Geophysics, 43.
표의 기준값은 위 문헌에 근거한 관례이며, 분야·학술지마다 다른 기준을 쓸 수 있습니다.