단풍은 왜 노랗고 빨갛게 물들까? 올해 단풍 절정과 '해마다 늦어지는 가을'

아침저녁 공기가 제법 차가워졌어요.
오대산과 설악산을 시작으로 강원 지역부터 단풍이 절정을 맞는다는 소식도 들려오고요.

그런데 같은 산에서도 어떤 잎은 노랗게, 어떤 잎은 빨갛게 물드는 이유가 궁금해지더라고요.
단풍이 드는 원리부터 올해 절정 시기, 그리고 해마다 단풍이 늦어진다는 이야기까지 차근차근 정리해 볼게요.

노란 단풍은 원래 잎 속에 숨어 있던 색이에요

여름 잎이 초록색인 건 광합성을 하는 엽록소 때문이에요.
그런데 잎 속에는 초록 말고도 여러 색소가 함께 들어 있습니다.

대표적인 것이 노란색과 주황색을 내는 카로티노이드 계열 색소예요.
여름에는 엽록소가 워낙 많아서 이 색이 가려져 보이지 않을 뿐입니다.

가을이 되어 낮이 짧아지고 기온이 내려가면, 나무는 엽록소를 새로 만들지 않고 분해하기 시작해요.
초록이 빠져나가면 숨어 있던 노란색이 드러납니다.
노란 단풍이 해마다 비교적 고르게 물드는 편인 것도, 이 색소가 원래 잎에 들어 있기 때문이라고 해요.
은행나무의 샛노란 빛도 이런 노란 단풍에 속합니다.

빨간 단풍은 가을에 새로 만드는 색이에요

빨간색은 사정이 조금 달라요.
단풍나무를 붉게 만드는 안토시아닌은 주로 가을에 새로 만들어지는 색소입니다.

가을이 깊어지면 잎자루 끝에 '떨켜'라는 세포층이 생겨 잎과 가지 사이 통로를 막아요.
그러면 잎에서 만든 당분이 줄기로 빠져나가지 못하고 잎에 쌓이는데, 이 당분이 안토시아닌의 재료가 되는 것으로 알려져 있습니다.

그래서 낮에는 맑고 따뜻하고, 밤에는 서늘하지만 얼지 않는 날이 이어질 때 붉은색이 가장 선명해진다고 해요.
반대로 가을비가 잦아 햇빛이 부족하면 색이 흐릿해질 수 있습니다.

그렇다면 나무는 왜 곧 떨어질 잎에 굳이 힘을 들여 빨간색을 만들까요?
강한 빛으로부터 잎을 보호한다는 설명과, 진딧물 같은 곤충에게 '나는 방어력이 강하다'고 알리는 신호라는 설명이 함께 제시돼 왔어요.
2020년 북미 나무 237종을 비교한 연구에서는 빛 보호 가설을 뒷받침하는 결과가 나오지 않았다고 하니, 아직 결론이 나지 않은 질문입니다.

올해 단풍 절정은 언제일까요?

산림청이 9월에 발표한 예측지도에 따르면, 올해 단풍 절정은 10월 하순으로 최근 5년 평균보다 약 0.8일 늦을 전망이에요.
산별로는 설악산 10월 20일, 속리산 10월 28일, 내장산 11월 4일, 한라산 11월 6일로 예측됐습니다.

기상청은 9월 28일 설악산에서 첫 단풍을 관측했어요.
작년보다 4일 빠르고, 평년과 같은 날짜였습니다.

단풍은 보통 하루 최저기온이 5℃ 아래로 내려가면서 물들기 시작하는 것으로 알려져 있어요.
그래서 높은 산과 북쪽에서 먼저 시작해 아래쪽과 남쪽으로 천천히 내려옵니다.
산림청 예측으로는 강원 삼봉에서 전남 진도까지 단풍이 한반도를 건너는 데 약 27일이 걸린다고 하니, 한 달 가까이 이어지는 긴 여행인 셈이에요.

여기서 한 가지 알아 두면 좋은 점이 있어요.
기상청은 산 정상부터 80%가 물들면 절정으로 보고, 산림청은 관측 나무 잎의 절반 이상이 물든 날을 절정으로 봅니다.
기준이 달라서 같은 산이라도 기관마다 날짜가 며칠씩 차이 날 수 있어요.

나무 종류에 따라서도 달라요.
내장산을 예로 들면 참나무류는 10월 26일, 단풍나무류는 11월 4일쯤으로 열흘 가까이 차이가 난다고 합니다.
붉은 단풍을 보고 싶다면 단풍나무류 날짜를 기준으로 잡는 게 좋겠어요.

확인된 것과 아직 모르는 것

국내 관측 자료로는 단풍이 조금씩 늦어지는 흐름이 보여요.
산림청 국립수목원은 관측을 시작한 2009년 이후 단풍 절정이 해마다 평균 0.4일 정도씩 늦어지고 있다고 밝혔습니다.
여름 기온이 1도 오를 때마다 절정이 1.5일 늦어진다는 분석도 소개된 적이 있어요.

다만 기온만으로 다 설명되지는 않는 것 같아요.
2020년 학술지 Science에 실린 스위스 연구에서는, 봄과 여름에 광합성을 많이 한 나무일수록 오히려 잎이 일찍 물드는 경향이 나타났습니다.
따뜻해질수록 단풍이 계속 늦어질지는 지역과 나무마다 더 지켜봐야 할 부분이에요.

빨간 단풍의 역할도 마찬가지예요.
빛 보호와 곤충 신호, 두 가설 모두 아직 논쟁 중이라 단정하기는 어렵습니다.

해마다 보는 단풍인데도, 알고 보면 그 안에 아직 풀리지 않은 질문이 꽤 많네요.
이번 주말 단풍길에서는 노란 잎과 빨간 잎이 어떻게 다른지 한 번쯤 눈여겨보셔도 좋겠습니다.