미국 연구진이 미 해군 예측 모델을 활용해 인공위성 관측을 방해하는 '바닷속 잡음'을 제거하고, 해양 순환의 핵심인 작은 소용돌이를 훨씬 선명하게 포착하는 데 성공했다.
미시간대학교 연구팀은 3일(현지시간) 국제학술지 '사이언스 어드밴시스'에 이 같은 내용의 연구 결과를 발표했다. 이번 연구는 해상 날씨 예보와 기후 변화 연구의 정확도를 높이는 데 기여할 전망이다.
연구팀이 주목한 것은 '소규모 해양 소용돌이'다. 이는 멕시코 만류 같은 거대 해류에서 떨어져 나온 작은 물의 소용돌이로, 바닷속 열과 탄소를 운반하는 중요한 역할을 한다. 미 해군 역시 함대 작전을 위한 기상 예보 모델 정확도를 높이기 위해 이 소용돌이 연구에 주목해왔다.
이를 관측하기 위해 미국 항공우주국(NASA)은 2022년 프랑스 국립우주연구센터(CNES)와 함께 'SWOT'(표층수 및 해양 지형) 위성을 발사했다. SWOT 위성은 기존 100㎞ 단위보다 훨씬 정밀한 5~10㎞ 단위로 해수면의 미세한 움직임을 추적할 수 있다.
하지만 바닷물이 수직으로 오르내리는 현상인 '내부 조석'(internal tides)이 위성 이미지에 잡음처럼 나타나 소규모 소용돌이 관측을 방해하는 문제가 있었다. 내부 조석은 거대한 조류가 해저 산맥 등 지형에 부딪힐 때 발생한다.
연구팀은 미 해군의 해양 예측 모델인 '하이콤'(HYCOM)을 이용해 이 문제를 해결했다. 하이콤 모델로 내부 조석이 언제 어디서 발생하는지 예측한 뒤, SWOT 위성 데이터에서 해당 신호를 제거한 것이다.
이 새로운 방식은 기존 접근법보다 위성 신호에 포함된 내부 조석을 60% 더 많이 설명해 소규모 해양 소용돌이의 모습을 훨씬 뚜렷하게 보여줬다.
논문의 교신 저자인 브라이언 아빅 미시간대 교수는 "이번 연구는 해군 예측 모델을 통해 NASA 위성 관측의 정확도를 높일 수 있음을 보여준다"며 "이는 해양 순환과 생물학에도 영향을 미쳐 기후 연구와도 관련이 깊다"고 설명했다.
제1 저자인 야디디야 바다르바다 플로리다 주립대 해양학자는 "해군 모델이 NASA의 관측을 개선하고, 개선된 관측 데이터는 다시 해군 예측을 더 정확하게 만드는 선순환이 가능하다"고 밝혔다.