기상이변과 지구 온난화

기후변화에 대해 우리 인류가 알고 있는 것은 얼마나 될까. 지난 2009년부터 지금까지 새롭게 밝혀진 기후변화 과학의 주요 내용의 핵심은 한마디로 각종 기상이변과 지구온난화로 요약될 수 있다.

지난 3년간 전세계에서 발생한 기상이변보다 앞으로 지구온난화로 인한 기후변화의 피해가 커질 것으로 예측된다. 폭염현상은 더욱 심해지고 이산화탄소 배출량도 엄청날 것이다. 폭우와 폭설 등 기상이변도 빈발할 것으로 전망된다. 식량부족현상도 심각해질 수 있다.

기후변화행동연구소는 20일 기후변화와 관련된 10개의 논문을 선정해 그 내용을 살펴봤다.

◇2도 상승 억제 위해 넘지 않아야할 누적 탄소배출량

지구 기온 상승을 산업화 이전과 비교해 2도(1.3~3.9도) 이하로 억제하기 위해서는 누적 탄소배출량은 1조t이 넘지 않아야 한다. 인류는 지금까지 1조t의 절반에 가까운 탄소를 배출했다. 지금도 해마다 100억t가량을 내뿜고 있다. 현재의 속도라면 2060년경에는 나머지 5000억t마저 모두 배출하게 될 것이다.

◇지난해 여름 러시아 폭염 기후변화 때문에

통계학적인 분석을 통해 지구 기온상승 추세와 폭염 빈도 사이에는 꽤 밀접한 상관관계가 있음이 밝혀졌다. 러시아 모스크바에서 관측된 과거의 기온 자료는 지역적인 기온상승 추세가 폭염 발생빈도를 5배가량 증가시켰다는 사실을 말해준다.

약 80% 신뢰도 수준에서 말한다면 지난해 7월 모스크바 인근에서 발생한 기록적인 폭염은 지구온난화가 진행되지 않았더라면 발생하지 않았다.

◇폭우·폭설 등 기상이변은 지구온난화 영향

1951년부터 2000년까지 북반구의 강수량 관측 자료와 강수량 증가에 영향을 미칠 수 있는 다양한 변수들을 다중모델 시뮬레이션을 통해 분석한 결과 온실가스가 이상 강수량의 빈도에 영향을 미친 가장 강력한 요인임이 밝혀졌다.

이 논문에 따르면 기온이 상승하면 대기 중 포화 수증기압(대기가 머금을 수 있는 최대 수증기 농도)이 커지게 된다. 수증기를 잔뜩 머금은 기단이 상승해 구름을 만들게 되면 강수량이 증가한다.

◇심해저 메탄 하이드레이트가 지구온난화에 미치는 영향

해저에 있는 메탄 하이드레이트는 메탄과 물이 고압을 받아 얼음 상태로 굳어진 것이다. '불타는 얼음'으로도 불린다. 메탄 하이드레이트는 1.6~2조t 가량의 탄소를 함유하고 있는 것으로 알려져 있다.

수온 상승 등으로 메탄 하이드레이트가 불안정해져 메탄을 방출할 경우 지구 기온상승 속도는 지금의 예측보다 빨라질 수밖에 없다. 21세기에 지구 기온이 3도 상승한다고 가정하면 메탄 하이드레이트의 기온 상승 기여도는 약 17%(0.5도)일 것으로 추정된다.

◇2100년 해수면 상승폭은 최대 1.8m

인위적인 지구온난화와 태양주기, 화산폭발 등 지구냉각화에 영향을 미치는 영향을 모두 고려했을때 2100년까지 해수면 상승폭은 0.59~1.8m일 것으로 예상된다(95% 신뢰도 수준).

해수면 상승에 미치는 자연적인 변동의 영향은 5% 이하로 분석됐다. 이 결과는 2007년 유엔정부간기후변화위원회(IPCC) 4차보고서의 예측을 훨씬 뛰어넘는 것이다.

◇북극 얼음층이 거의 사라지는 시기는 2037년

2007년과 2008년 9월은 북극 얼음층의 면적이 관측 이래 가장 줄어들었던 시기였다. 이 시기를 기준으로 향후 북극해를 덮고 있는 얼음층의 면적 변화를 예측한 결과 북극해는 2037년경 얼음층이 거의 존재하지 않는 바다가 될 것으로 전망된다. 이는 6개의 IPCC 모델을 이용해 얻은 추정치다.

◇기후변화로 식량부족 '일상화' 가능성 높아

23개의 기후모델을 조합해 기온 상승이 전 세계 식량공급에 미치는 영향을 분석한 결과 빈발하는 고온현상으로 농산물 생산량이 크게 줄어드는 것으로 나타났다. 이는 가뭄의 영향은 고려하지 않은 결과다.

적절한 기후변화 '완화'와 '적응'대책이 부재할 경우 1960년대와 1970년대 사헬(Sahel)지역과 소련이 각각 경험했던 식량 부족이 정상적인 규범(norm)으로 자리 잡을 것으로 전망된다.

◇기온 상승만으로도 상당수 지역은 생존 불가능

지금까지 인간의 기후변화 적응능력은 상당 부분 경제력에 의존했다. 반면 기온 상승에 대한 생리학적인 한계는 존재하지 않는 것으로 여겨져 왔다.

하지만 지구 기온이 7도 상승할 경우 지구의 대부분은 생리적인 측면에서 인간의 생존이 불가능한 곳으로 전락하게 될 것이다. 이러한 사실은 오늘날 기후변화 시나리오들이 내놓고 있는 비용 추산에 포함되지 않고 있다.

◇앞당겨진 나비 우화(羽化)시기는 지구온난화의 결과

호주 멜버른 인근 초지에서 자원봉사자들이 65년간 관찰한 나비의 우화 시기(애벌레 고치에서 날개가 돋아 성체가 되는 시기)를 분석한 결과 나비종의 우화시기가 매 10년마다 1.5일씩 빨라지고 있다는 사실이 확인됐다.

이는 온도를 조절할 수 있는 실험실에서 이뤄진 배양실험 결과와 정확하게 일치하는 것이다. 이같은 연구 결과는 기후변화가 많은 생물들의 계절성 변화(phenological shifts)에 직접적인 영향을 미치고 있음을 말해주고 있다.

◇'기온 2~3도 상승하면…' 아마존 열대우림이 사바나로

기온이 2~3도 상승하는 시점에서 아마존 열대우림은 계절성 산림 또는 사바나 지역으로 변모하는 것으로 나타났다. SRES A2 기후변화 시나리오(2070–2099년)와 식물 모델을 적용해 아마존 열대우림이 생물군계(biome)의 전환을 일으키는 임계시기를 조사한 결과에서다.

생물군계의 전환을 일으키는 주요 요인은 건기의 강우량 감소와 기온 증가했다. CO2 시비효과(fertilization effect)가 적절하게 이뤄질 경우 변화되는 생물군계의 면적은 크게 줄어들 것으로 예상됐다

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