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과학·공학/<얼음에 남은 지문>

01. 과연 기후 변화의 충격은 이미 시작되었을까?

by BOOKCAST 2022. 8. 3.
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지구 온난화가 인간에게 미치는 영향은 지금까지는 미묘하다. 몇 가지 예외가 있는데, 예를 들어 북극이 상당히 따뜻해졌고, 해수면 상승은 태평양 적도 해역의 일부 섬에서 두드러지게 나타난다. 기후변화로 세계 경제가 망가지거나 전 세계에 기후 변화 난민이 발생하지 않은 것이다. 그러나 가장 강력한 기후 변화는 500년 동안 한번 일어날까 말까 한 사건으로 불리는 2003년 유럽 여름 폭염(2006년에 재발함)처럼 극심한 기후 사건을 불러올지도 모른다. 지금까지 우리가 목격한 기후 변화는, 다음 세기에 대한 예측 보다 훨씬 작을 것이다.
 
지구 온난화에 대한 예측, 결국은 불확실성에 달려 있다. 태양 에너지의 변동과 기후 영향은 에어로졸이 구름과 기후에 미치는 영향처럼 불확실하다. 전 지구 대기에서 모든 돌풍과 물방울을 시뮬레이션할 수 있는 컴퓨터가 아직 없다. 즉 구름은 기후 모델의 제일원리로는 시뮬레이션할 수 없다. 세상은 놀랍도록 복잡하고 미묘하다. 아직 알려지지 않았지만 모든 것을 바꿀 만한, 꿈에도 생각지 못한 현상들도 있지 않을까?
 
만약 기후 모델이 자연적이든 인위적이든 기후 강제력의 네 가지 요인(온실 기체, 석탄 연소를 통한 황 배출, 화산 분화, 태양 에너지의 변화)의 영향을 모두 받는다면(그림 4), 그 모델은 온도계와 자연의 대용 자료(프록시)로부터 온도 추세를 시뮬레이션해 볼 수 있다. 인공강제력을 제외하면 자연 강제력은 문제가 되지 않는다. 태양의 변동, 구름, 에어로졸, 오존 등, 그 어떤 것도 지난 10~20년의 온난화를 설명할 수 없다. 태양은 더 밝아지지도 않았고, 구름이 적어지지도 않았다. 오존과 자외선의 변화로 지구가 더 더워지지도 않았다. 관측하기는 했지만 아무 일도 일어나지 않았다. 온난화를 유발하는 유일한 요인은 온실 기체다.
 
꿈에도 생각지 않은 현상들이 지난 수십 년간 이어진 온난화의 원인일 수 있을까? 알려진 대로 이는 무리한 가정이다. 특정 지역에 기후 변화를 일으키는 요인은 자연적 변동뿐이다. 그러나 전 세계는 지난 30년 동안 육지와 바다가 비슷하게 더워지고 있다. 과잉된 열에너지는 지구의 에너지 수지 불균형으로 발생했을 것이다.
 
지구 안팎에서 에너지를 얻는 방법은 많지 않다. 한 예로 가시광선은 구름이나 얼음 또는 지면의 피복 상태에 따라 지구의 반사율이 달라졌을 때 기후를 바꿀 수 있다. 그리고 온실 효과로 기후를 움직이는 적외선 복사가 있다. 오랜 관찰에 따르면 어떤 주의를 끌거나 검출되지 않은 채 지구와 우주 사이로 에너지가 빠져나가기는 쉽지 않다. 하지만 자연은 복잡하고 미묘하다. 틀림없이 새로운 발견이 이루어질 것이다. 논의를 위해 생각지도 못한 현상이 존재하여 관측된 열의 축적을 야기했다고 가정해 보자.
 
이미 지구 온난화에는 온실 기체의 농도 상승이라는 만족스러운 설명이 있다. 딴 데로 책임이 미루려면 왜 이산화탄소가 예상만큼 열을 가두지 않는지를 설명해야 한다. 살인 미스터리처럼 생각해 보자. 어떤 집사(이산화탄소)가 죽은 남자가 있는 방에서 연기 나는 총을 손에 든 채로 체포되었다. 대중의 관심이 쏟아지면 당신의 상사는 당신에게 “모든 것이 하나의 사실을 바탕으로 해야 한다”와 같은 보고서를 작성하라고 할 것이다. 그래, 그 총알은 그 총에서 발사되었어. 그래, 집사가 그 총을 구매했어. 모든 것이 맞아떨어진다.
 
그러나 당신의 동료인 밥은 운전기사가 살인을 저질렀다고 주장한다. 당신은 사건 당시 운전기사가 마을 반대편에서 열린 그의 여동생 결혼식에 참석했으며 많은 사람이 그를 보았다는 사실을 알아냈다. 그러나 밥은 증거가 있어도 당신이 그것을 알아내지 못할 것이라고 말한다. 당신은 밥에게 운전기사가 유죄판결을 받으려면 집사의 무죄를 입증해야 한다고 반박할 것이다. 밥은 집사의 연기 나는 총과 총알 등에 대해 무죄를 밝힐 준비를 할 것이다.
 
이산화탄소와 다른 온실 기체로 관찰된 온난화를 쉽게 설명할 수 있다. 이산화탄소의 기후 영향에 대한 예측은 기후과학의 100년 동안 크게 바뀌지 않았다. 지구 온난화 예측이 잘못되려면 기후가 이산화탄소 및 다른 온실 기체에 둔감해야 한다. 그러면 우리는 이산화탄소를 원하는 만큼 대기 중에 버릴 수 있으며 기후도 따뜻해지지 않을 것이다. 새로운 이론은 잘 정착된 온실 기체의 기후 효과를 쫓아낼 명분을 내놓아야 한다.
 
이어지는 두 번째 연결 고리를 주목해야 한다. 지구 온난화 예측이 잘못되려면 뜻밖의 두 가지 현상이 요구된다. 하나는 온난화 유발 원인에 대한 것이고, 다른 하나는 온실 기체에서 떨어져 나온 특권을 누가 갖는가에 대한 것이다. 매우 어려운 주문이다.
 
결론은 기후 기록을 설명할 수는 있지만, 심각한 지구 온난화를 예측할 만한 경쟁 이론이나 모델이 없다는 것이다. 그럼에도 현실의 불확실성 범위에는 계속되는 이산화탄소 방출로 인해 지구 온난화가 일어나지 않을 가능성은 없다.
 
1990년 IPCC는 지구 평균 온도가 증가하여 2000년까지 지구 온난화가 자연적 기후 변동의 노이즈 이상으로 감지되리라 예측했다. 이는 IPCC가 일찍이 “지구 기후에 대한 뚜렷한 인간의 영향”이라 선언한 1955년부터 거론되어 왔다. 아프리카의 가뭄과 태양 흑점의 연관성을 제안했던 1930년대와는 달리 이번 예측은 실패하지 않았다.

그저 일어났고 지금도 일어나고 있다. 2007년 나온 4차 보고서는 “20세기 중반 이후의 지구 평균 온도 상승 대부분은 인위적인 온실기체의 농도 증가 때문”일 가능성이 90~99%라고 결론을 내렸다.

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