지구는 정말 뜨거워지고 있을까?

NASA’s Scientific Visualization Studio, Key and Title by uploader (Eric Fisk)  -  https://data.giss.nasa.gov/gistemp/maps/index_v4.html

1. 기후 변화

22년 파키스탄 홍수, 유럽의 기록적인 더위와 가뭄, 미국과 쿠바에 큰 피해를 입힌 허리케인 이 세 가지에는 공통점이 있습니다. 바로 기후변화로 인한 재해라는 것입니다. '기후변화'라는 단어보다는 '기후 위기', '지구 온난화'와 같은 말이 더 익숙할 수 있습니다. 나아가서 기후변화를 심각하게 받아들이지 않는 사람들도 있습니다. 기후변화는 무엇일까요?

기후 변화는 지구의 평년 기온이 상승하면서 지구의 기후 패턴이 급격하게 변화하는 현상입니다. 지구의 평년기온이 상승하는 원인으로는 인류의 온실가스 배출입니다. 대표적인 온실가스로는 이산화탄소나 메테인이 있고 화석연료의 사용에 의해 발생합니다. 1980년 이전까지는 인류가 배출하는 온실가스로 인한 지구 온난화가 에어로졸의 냉각 효과를 상쇄시킬 정도인지 의견이 분분하기도 했습니다. 그러나 최근에는 이러한 온실가스가 기후에 미치는 영향이 명백한 것으로 여겨지고 있습니다. 그렇다면 온실가스는 어떤 원리로 지구의 온도를 높이는 것일까요?

 

2. 온실가스와 지구 온난화

지구는 태양으로부터 지속적으로 열에너지를 받고 있습니다. 태양으로부터 오는 복사에너지의 일부는 대기층 및 지구 표면에 반사되고 일부는 지구 표면에 흡수되어 지구의 온도를 직접적으로 상승시킵니다. 이때 지구 표면에서 방사되는 적외선 복사 에너지는 대기층의 온실가스에 의해 흡수, 재방사 과정을 거치며 다시 지구 표면의 에너지를 상승시킵니다. 즉 지구와 태양 사이의 에너지 이동 양을 보았을 때 태양에서 지구로 오는 에너지의 양은 온실가스와 무관하게 그대로이지만, 지구에서 외부로 방사되는 에너지가 온실가스로 인해 대기층 밖으로 나가지 못해 지구의 에너지가 높아지는 것입니다. 산업혁명 이후 인류는 화석에너지 사용양이 폭발적으로 증가했고, 이것은 온실가스의 증가로 이어졌습니다. 1750년 대비하여 2019년 이산화탄소의 농도는 48% 증가했습니다. 근래에 이산화탄소 배출의 주요 원인은 제조업, 난방, 교통, 전기 발전 등 에너지사용뿐만 아니라, 산림 벌 체 및 산업공정에서도 상당량이 발생합니다. 산업공정에서 많은 예로는 철강 및 알루미늄 합금 생산과 비료 제작을 위한 화학반응이 있습니다. 메탄도 역시 온실가스 중 하나로서 육식을 위한 목축업이나 석탄 및 석유 채굴 과정 등에서 발생하고 있습니다.

 

3. IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)

IPCC는 세계 기상 기구와 국제 연합 환경 계획에 의해 1988년 설립된 조직으로, 기후 변화에 관한 정부 간 협의체로 인류의 활동에 의한 기후 변화의 위험을 평가하기 위한 기관입니다. 1990년 1차 평가 보고서를 시작으로 지속적으로 기후 변화에 대한 보고서를 발표하고 있습니다. 1차 평가 보고서에서는 "향후 10년간은 인간의 영향을 구분하기 어렵다"는 발표를 하였으나, 1995년 2차 평가보고서부터는 "인간활동으로 인한 영향이 구분 가능하다"로 바뀌었습니다. 2001년 발표된 3차 보고서에서는 인간의 영향이 약 67% 정도라는 것과  SRES(Special Report on Emissions Scenarios)에 대하여 발표하였습니다. SRES는 2001년 당시의 기후정책 외 다른 기후정책이 없을 경우 경제적, 인구통계적, 기술적 변화를 고려한 이산화 탄소 배출 시나리오입니다. 변화의 방향에 따라 몇 가지 시나리오가 있으나 비화석연료 중심의 기술이 발전되고 상대적으로 낙후된 지역의 경제가 재생에너지와 3차 산업 중심의 구조를 가지고 발전한다면 탄소배출양을 감소시킬 수 있다는 것입니다.

2007년 발표된 4차 보고서에서는 지나치게 낙관적이라고 볼 수 있는 SRES 대신에 RCP(Representative Concentration Pathways)-대표 농도 경로 시나리오를 제시하였습니다. 다음 포스팅에서는 대표 농도 경로 시나리오와  IPCC 보고서의 주요 내용 대해서부터 간단히 알아보겠습니다.