에너지 기후변화 관련자료

지구의 온난화 현상

지구의 온난화 현상

기상연구소 응용기상연구실장 오 성 남

1. 서론

지구온난화를 문자 그대로 지구규모 대기의 온도상승이라는 의미로 보면 과거 지
질연대의 규모로 볼 때 지구는 벌써 온난화를 몇 번이나 경험하여 왔다. 그러나 여기
에서는 이와 같은 자연적인 온난화가 아니고 인간활동에 의한 인위적 변화 즉 대기
중 온실가스의 증가에 의한 지구온난화를 취급하고자한다.
지구의 기온이 1838년 산업혁명이래 상승되어 왔음은 사실이다. 지구대기의 역학
적 구조는 엄청난 잠재력에 비하여 열 역학적 보상효과를 계속적으로 일으키는 상태
이기 때문에 적은 폭의 기온 상승이라 할지라도 그 영향은 국지적으로 엄청난 파동
을 일으킬 수 있다. 근래 빈번히 발생하고있는 지역적 기상이변과 기후변화는 막연
히 미래에 발생될 가능성이 있는 문제들 가운데 하나가 아니라 우리의 생활주변에서
깊은 영향을 미치는 당면 문제이며 이러한 기후변화에 따라 21세기 자연환경변화와
함께 복합적으로 그 영향이 나타나고 있다.
지구의 에너지원은 태양이다. 물리학적으로 볼 때 프랭크 법칙(1901)에 의하여 태양
에너지는 여러 파장형태에 따라 대기를 투과하는 강도와 흡수되는 양이 각기 다르
다. 대기와 지표에 도달된 태양복사 에너지는 더 긴 파장형태(지구복사)로 변모하여
우주공간으로 다시 방출된다. 평균적으로 지구 전체에 대해 입사되는 태양 에너지는
지구가 방출하는 복사에너지 양과 같아서 평형을 이루고 이에 따라 지구 대기의 평균
온도는 항상 같은 값(약 300 oK)으로 유지된다. 그러나 장파복사 형태의 지구복사가
방출될 때 온실기체와 같은 복사에너지 흡수력이 뛰어난 기체가 대기에 존재하여 그
림 1과 같이 복사에너지를 흡수한다면 지구대기는 더 큰 온실효과를 나타낼 것이
다.

지표면과 대기에서 방출되는 지구복사에너지가 입사되는 태양에너지와 같지 않고
상당부분이 대기에 의해 흡수되어 그 에너지가 지표로 되돌아오거나 추운 고위도 등
으로 전해진다면 대기권 하부와 지표면을 덥게 하는 복사강제력을 야기해 대기의 온
난화를 발생시킨다. 이것이 지구대기의 온난화효과이다. 온난화는 각 온실기체의 농
도 증가와 포함된 기체의 파장별 복사 특성에 따라 온난화의 강도는 좌우된다.
화석연료의 연소 시 배출되는 이산화황과 생물체(biomass)의 연소나 화산 등에서 나
온 에어러솔(대기의 작은 먼지입자)은 복사에너지에 대한 흡수 및 반사효과가 있
다. 이러한 미세 먼지는 구름의 응결핵으로도 작용하여 구름의 발생에도 큰 영향을
준다. 대류권 에어러솔은 지구 대기를 냉각시키는 negative한 복사효과가 있다.
화산이 폭발 할 때 많은 양의 황을 포함한 기체(주로 이산화황)가 성층권으로 방출되
는데 이러한 물질이 에어러솔로 변하여 지표면과 대기권 하부를 냉각시키는 효과를
가져온다. 또 태양의 에너지 출력은 흑점의 활동에 따라 11년 주기로 0.1%의 적은 양
으로 변동이 일어날 수 있다. 그러나 태양의 활동이나 에어러솔로 인한 지구 대기
냉각효과는 인위적 요인에 의한 온난화를 제어 할 수 없기 때문에 온난화가 냉각효
과 보다 크게 나타나고 있다.

2. 온실기체 증가와 지구온난화 현상

대기 중에 자연적으로 생성된 이산화탄소는 그 양의 50% 이상이 해양에 흡수되고
나머지는 식생과 토양으로 소모되어 지구대기에 언제나 같은 양으로 존재하게 되어
있다. 여기에 인간의 활동으로 방출되는 초과 이산화탄소는 현재 그 양의 50∼55% 정
도가 식물의 광합성 작용과 해양에 의해 흡수되지만 나머지는 대기 중에 그대로 남
게 된다. 대기의 이산화탄소양은 1838년 산업 혁명이래 더욱 증가하여 현재 지구의
중위도 지역의 경우 350 ppm으로 산업혁명이전의 양인 180 ppm보다 현격히 증가되어
있고, 이는 석유 및 석탄과 같은 화석연료의 사용과 산림의 파괴에 의한 것임이 분명
히 밝혀졌다. 1995년 UN의 세계 기후 위원회(IPCC)에서 밝힌 지구 온난화는 지난 한
세기 동안 기온이 약 0.6℃ 상승했다고 한다. 특히 최근의 지구온난화는 1991년 필립
핀 피나튜보 화산폭발에 의한 화산재의 태양에너지 차단 영향으로 인한 대기의 냉각
효과가 있음에도 불구하고 20세기에는 계속적으로 온난화 효과가 이어져 왔다. 그 동
안 이러한 온난화가 화석 연료 사용에 의한 인위적 영향인가에 대한 논란이 있어왔지
만 이러한 급격한 기온 상승의 원인을 자연적 요인에서 찾기는 불가능하다. 현재의
이산화탄소 증가 추세로 보아 학자들은 2070년경에는 이산화탄소의 양이 지금의 두
배가 될 것으로 추정하고 있다. 최근 기후 예측 수치 모형을 이용하여 기후변화를 예
측한 결과 2100년에는 지구의 평균기온이 1.5∼2.5℃ 정도 상승할 것으로 나타났다.
이러한 변화는 18,000년 전 빙하기 이래로 지구 역사상 전례가 없었던 것이다.
이산화탄소 이외에도 온실 기체로서 중요한 역할을 하는 기체들은 메탄, N2O와
CFCs 등이다. 이들 기체가 미치는 지구의 온실 효과는 이산화탄소 못지 않다. 메탄
은 이산화탄소에 비하여 대기 중 1.7ppm을 차지할 정도로 극소량이지만 이산화탄소보
다 온실효과가 20∼30배정도 더 높다. 메탄은 늪, 소택지, 습지, 초식 가축의 분뇨
덤이 등 산소가 적은 습지에서 anaerobic 박테리아의 활동에 의해 발생되며 벼논 등
물을 가둬놓는 농지에서 많이 발생한다. 메탄은 과거 1800년 이래로 두 배 이상 증가
하였는데 이는 인간에 의한 가축과 농지의 증가가 주원인이다.
CFCs는 다른 온실 기체들과는 달리 인간에 의해 만들어진 기체이다. 처음 이 기
체가 만들어졌을 때 다른 기체와 반응을 하지 않고 안정된 기체이기 때문에 인간이
만든 가장 훌륭한 기체로 평가받기도 했었다. 성층권의 오존층 파괴의 주범으로 알려
진 CFCs가 온실 기체로서 알려진 것은 그다지 오래되지 않는다. 최근 연구 동향에 의
하면 CFCs는 메탄에 해당하는 정도의 온실 효과를 일으키는 기체라고 알려지고 있
다. CFCs는 지금 당장 대기 중에 방출되지 않는다 하더라도 수명이 50∼200년 정도이
기 때문에 대기는 이 기체에 의한 온난화 영향을 상당한 기간동안 받아야 한다.

3. 지구 온난화에 의한 기후변화 영향

가. 전지구적 영향

이산화탄소 등 온실 기체 증가에 의한 기온 상승은 지역에 따라 다르게 나타난다.
가령 극 지역에서의 기온 상승은 열대 등 저위도에서 보다 2∼3배 더 높다. 그 이유
는 고위도에서는 대기의 하층이 차가워서 열대지방보다 안정하기 때문인데 대기가 안
정하면 연직적으로 대기의 혼합이 억제되어 열에너지의 수직적 교환이 적어 기온이
대기의 하층에서만 증가하게 된다. 극 지역에서 기온이 더 많이 상승하는 또 다른 이
유는 우리가 사는 대류권의 기온 상승으로 극지방에서의 눈이나 해빙(sea-ice)이 감
소하여 지표에서 반사되는 알베도가 감소하게 되어 지면에 도달하는 태양에너지의 양
이 증가하게 되고 이로 말미암아 기온이 더욱 상승하게 된다.

(1) 지구 사막화
지구 온난화로 인하여 발생되는 영향 중의 하나가 지구 사막화이다. 원래 사막화
(desertification)란 자연적 상태에서 오랜 시간을 걸쳐 사막 지역이 확장되어 나가
면서 비 사막 지역이 사막 지역으로 바뀌어나가는 현상을 말한다. 그러나 지구 온난
화에 의한 사막화는 인간의 활동에 의해 사막 주변 지역이 급격히 황폐화되면서 사막
이 확장해 나가는 과정이다. 사막의 확장은 서서히 진행되어 가는 것이 아니라 일반
적으로 수년 동안 이어지는 가뭄과 곧 이어서 발생하는 홍수 등이 반복되는 과정을
겪으면서 사막화가 급속히 이루어진다. 사막 인근 지역이 농경지인 경우 농부들이 농
지를 확장하는 과정에서 자연 녹지를 파괴하는데 가뭄 기간에 농작물의 경작이 실패
하게 되면 토양은 황폐한 상태로 노출되어 토양의 수분 함유 능력이 저하되면서 적
은 비에도 홍수가 발생하고 토양을 침식하게 된다. 이에 따라 지표의 반사도가 증가
하게되고 이때 지면의 습기가 감소하기 때문에 토양의 숨은 열속(latent heat flux)
이 감소하여 지면 온도가 올라가게 된다. 반면에 알베도의 증가는 토양의 복사 효과
를 감소 시켜 지면 온도의 하강을 가져온다. 이 경우 알베도에 의한 지표의 기온 하
강 효과가 열속 감소를 일으켜 복사수지의 감소가 생긴 지역에 대규모 하강 기류가
발생하게 된다. 이에 따라 구름과 강수의 생성을 더욱 어렵게 하여 가뭄이 확산되고
사막화가 진행되게 된다.

(2) 수자원의 변화
지구 온난화에 따른 대표적 영향은 강수의 변화이다. 기온 상승에 따른 강수의 변
화는 세계 수자원의 분포를 변화시켜 자연 생태계뿐만 아니라 농업 생산성을 바꿔 놓
는다. 현재에 많은 강들이 관개농업의 근간이기 때문에 이러한 지역에서의 강수의 감
소는 하천수의 감소를 일으켜 수자원의 감소로 이어지는 중대한 결과를 초래하게된
다. 또 강수의 증가는 빈번한 홍수를 발생하게 하여 많은 손실을 안겨줄 수 있다.
강수의 변화가 관개농업이 아닌 전천후 농업에 미치는 영향은 정확히 평가하기 힘
들다. 그 이유는 어느 지역에서의 강수의 감소나 증발의 증가에 의한 농산물의 감소
는 또 다른 지역에서의 강수의 증가로 인한 농업 생산성의 증대로 이어지기 때문이
다.

(3) 농업의 변화
미국의 농업기후학자 Parry박사(1988)는 2-4 에 이르는 기온 상승은 농업적 잠재력
의 변화를 초래하는데 충분하기 때문에 작부체계의 공간적 이동이나 농업 생산의 지
역변화를 유발시킬 수 있다고 지적한 바 있다.
대기의 이산화탄소(CO2) 증가에 따른 온난화에 대한 농작물의 생리적 반응은 광합성
이 증가하는 반면 기공의 전도도가 저하하게 된다. 이 경우 작물의 초기성장기인 영
양생장기에 광합성효과 증가로 높은 상대생장률을 촉진 시켜 식물의 지상부와 지하부
의 생장에 크게 차이를 발생시킴으로써 영양과 수분의 부족상태를 초래할 수 있게 된
다. 영양생장기의 biomass와 생산량을 향상시킬 수 있으나 뿌리로부터 탄수화물의 이
전량이 증가하여 엽면적이 감소하고 기온과 토양의 온도상승으로 토양 유기물이 감소
하여 비옥도의 저하를 초래하게 된다.
따라서 지구온난화에 따라 현재의 기온이 증가하고 강수구역이 이동함에 따라 작물
의 수확량이 달라지는 것은 물론 그 변화 정도가 커지면 재배 가능한 농작물의 환경
이 근본적으로 변하기 때문에 재배 품종을 개량하여야 하고 작부체계에 변화도 있어
야 한다. 기온 상승에 따른 작물의 생육과정은 생장과 발육 그리고 개화 등 결실에
크게 영향을 미치게 된다. 또 강수공급의 불균형은 작물의 증발산 변화에 따른 관개
수, 미생물의 구조적 변화에 따른 병충해 발생, 토양특성 변화에 따른 관리 등 모든
생산수단과 생산비에 커다란 변화를 초래 할 것이다. 온난화에 의한 농업지역의 변화
는 생태에도 영향이 커서 토양의 성질과 환경 생태계의 변화를 초래하여 지구의 사막
화를 부추기게 된다. 물론 온실기체 증가에 의한 온난화 현상이 반드시 농업에 부정
적 영향만 미친다고 볼 수는 없다. 저온으로 농업생산에 어려움을 겪고 있는 고위도
지역을 농업생산활동이 가능하도록 변화시킬 수 있을 것이다. 여기에 강수와 토양이
기온의 증가에 부응하지 못할 때 잡초가 증가하고 토양유기물의 분해 등이 촉진되어
비용이 많이 소모되므로 인위적 개발이 뒤따라야 한다.

(4) 해수면 상승
기온이 상승하면 대기와 접해 있는 해수면의 온도가 증가하여 해양의 상층부가 가
열되고 이에 따라 해수가 열적으로 팽창한다. 이러한 해수가 팽창하면 해수면은 자연
적으로 상승되는 것이다. 해수면을 상승시키는 또 다른 온난화 영향은 남극과 북극
그리고 높은 산에 있는 빙산과 설면이 녹음으로써 해수면을 상승시키게 되는데 이는
해수의 열적 팽창효과 보다 적다.
IPCC 보고서에 의하면 해수면은 지난 한 세기 동안 약 10∼25 cm 정도 상승하였으
며 이러한 증가 추세는 계속될 뿐만 아니라 그 증가율 또한 늘어나고 있다 한다. 이
러한 상승은 수치적으로는 큰 값이 아니나 기울기가 완만한 해안에서는 심각한 침식
과 상습적인 하천의 범람을 일으킬 수 있다. 해수면 상승은 대단히 천천히 진행되므
로 일반적으로 이를 인지하기는 어렵다. 그러나 해수면 상승은 폭풍이나 태풍 등에
의해서 지속적으로 진행되는 침식을 통해서 서서히 인식될 수 있다. 세계 여러 해안
의 침식에 대한 최근의 보고는 해수면 상승이 예상보다 빠르게 나타나고 있음을 보여
주는 것이다.

나. 지구온난화가 우리 나라에 미치는 영향

우리 나라의 경우 농업생산 기술의 변함이 없다고 볼 때 기온이 1 증가함에 따라 중
고위도 작물 재배지가 수백 km 씩 이동할 수 있다. 대기의 CO2가 증가함에 따라 가뭄
의 도래 시기가 앞당겨 질 수 있으므로 이와 연관하여 조사한 예로써 CO2 배증 기후
의 온난화에 따른 벼 생산을 김해와 호남 지역에서 적용한 결과 모두 감소한 것으로
나타났다. 반면에 경기도 지역에서는 오히려 증가 경향을 보였다. 이들 결과에서 볼
때 온난화에 의해서 작물의 생육기간이 연장되고 냉해 등의 위험이 다소 완화될 수
있으나 결과적으로 생산양의 증대는 기대하기 어렵다. 결국 다양한 품종 개발과 재배
시기 및 재배방법 등 경작의 기술적 개발이 온난화에 대하여 선행되어야 함을 알 수
있다.
수자원의 경우 우리 나라의 수자원에 연관된 물수지(water budget) 구조는 아시아 여
름몬순과 겨울철에 몬순에 크게 영향을 받고 있다. 이에 대하여 일본 츠쿠바 대학 야
수나리교수(1981)는 동아시아의 1890-1920년 기간을 한냉기, 1930-1960년 기간을 온
난기로 구분하고 이들 기간의 지상기압과 기온의 편차(anomaly)를 구하여 한냉기에
는 몬순이 약하고 온난기에는 강함을 조사한 바 있다. 그 결과 우리나라는 온난화 시
기의 겨울철 강수량은 감소 경향을 보였으나 여름철 강수량은 증가함이 파악된 바 있
다. 또 한반도의 수자원은 강수에 의한 공급 구조로써 경사가 가파르고 하천의 길이
가 짧은 산지지형의 속성 때문에 수자원의 원수 공급 구역이 뚜렷이 구별되나 호우
빛 홍수와 가뭄과 같은 극단기상현상(extream weather)에 대하여 매우 취약하다.
1994년도 수자원공사 보고에 의하면 남한의 강수량은 연중 평균 1274mm이므로 이를
바탕으로 산정할 때 1,267억 톤의 수자원 공급이 있고 이중 570억 톤이 증발되어 677
억 톤이 가용된다. 이중 467억 톤이 하천과 홍수 등에 의하여 유출되고 실제 연중 가
용량은 약 210억 톤으로 추정되어 301억 톤(94년도 기준)의 1년 수요에 훨씬 못 미치
고 있다. 특히 산업발전과 경제성장으로 2001년에는 337억 톤, 2006년에는 350억 톤
그리고 2011년에는 367억 톤으로 우리 나라의 물 사용량이 매년 증가될 것으로 예측
하고 있다.
일본의 Noda 박사(1996)는 일본 기상연구소의 기후예측컴퓨터모형(GCM)을 이용하여
대기 중 이산화탄소(CO2) 량을 증가하여 실험한 결과 2배의 CO2 온난화 기후가 남한
지역의 강수를 여름철에는 다소 감소시키고 중부 이북지방에서 15% 이상 증가할 것으
로 예측했다. 1995년 환경부 지구환경연구에서는 배증 CO2 지구온난화가 남한의 수자
원에 미치는 영향을 현재와 비교한 결과 하천유량이 유역에 따라 다소 차이는 있지
만 년간 총 하천유량은 소양강댐 유역이 317 백만㎥, 충주댐유역이 2234 백만㎥, 대
청댐 유역이 395 백만㎥, 안동댐유역이 84 백만㎥, 남강댐 유역이 184 백만㎥, 섬진
강 유역이 89 백만㎥씩 각각 증가하는 것으로 모의한 바 있다.

4. 지구온난화 물질 감시

IPCC(1995) 보고서에 따르면 대기 중 CO2의 농도는 산업 혁명 이전의 280ppm에
서 1994년에는 356ppm까지 증가했음을 보고한 바 있다. 1997년에는 약 364ppm(하와
이 마우나로아)으로 지속적인 증가 추세에 있는 것으로 관측되고 있으며, 1900년 이
후의 연증가율은 약 0.5% 정도 되는 것으로 조사되어 있다. 이에 따라 CO2 증가에 따
른 지구의 기온은 과거 100년 동안 0.3∼0.6℃ 상승한 것으로 보고되고 있다. 만약
이런 추세가 계속된다면 지구 온난화는 앞으로 더욱 가속되어 21세기말에 지구의 기
온은 약 2.0℃(1.0∼3.5℃) 상승하고 이에 따른 평균 해수면은 약 50cm∼90cm 정도
가 상승할 것으로 예측되고 있다(IPCC, 1995).
이러한 기후 변화에 관한 연구에 병행하여 반드시 수행되어야 할 연구 중의 하나
가 지구온난화를 일으키는 원인 물질인 온실기체의 대기 중 농도를 정확하게 측정하
여 추세를 예측할 수 있는 감시 기술이 개발되어야 한다. 분석에 사용된 기술이 세계
적으로 공인 받을 수 있도록 분석과정을 표준화하고, 국제적으로 운영되는 온실기체
관측 자료가 데이터 베이스화(DB)되어야한다. 현재는 세계기상기구의 온실기체 자료
센터(WDCGG)와 미국의 해양대기청(NOAA)의 기후진단 및 감시 연구소(CMDL)에서 DB화
를 수행하고 있지만 각 지역별 관측 자료가 잘 수집되어 국제적으로 상호 교환되어
야 한다.
또한 IPCC(1996) 보고서에 따르면 대기의 극미량 온실기체인 SF6의 대기 중 수명
은 3,200년으로서 PFC의 일부 종을 제외하고는 수명이 매우 길어 GWP(온난화 잠재 지
수)가 CO2의 23,900배로서 온실기체 중 가장 높은 값을 보이고 있다. 따라서 SF6에
대한 대기 중 농도의 정량적인 측정과 장기적 감시의 필요성이 시급히 대두되고 있
다.
기상청 기상연구소에서 1990년 8월부터 샘플링하고 있는 제주도 고산의 CO2 농도
는 5월초에 약 369 ppmv로 최대이고, 8월말과 9월초에 약 351 ppmv로 최소이다(그림
3). 따라서 계절 변동 진폭은 약 18 ppmv로 나타나며, CO2 농도의 증감 추세를 살펴
보면 최대 농도인 5월초에서부터 최소인 8월말이나 9월초까지 급격한 감소를 보인
다. 그리고 9월을 거쳐 10월 중순까지 빠른 상승세를 보이다가 10월말부터 이듬해 4
월말까지는 상당히 완만한 증가 추세를 나타낸다. 그림 3에서는 CO2 농도의 계절에
따른 변화가 뚜렷하며, 지속적으로 증가해 왔음을 보여준다. 이 때 CO2 농도의 최대
는 4월말에, 최소는 8월과 9월초에 나타나며, 그 차이는 약 16∼17 ppmv로 이 차이
는 같은 위도대의 다른 지역과 비교해 볼 때 상당히 큰 값이다. 이러한 현상은 우리
나라의 경우 자연 생태계의 광합성 작용에 의한 영향 외에 뚜렷한 계절풍의 영향을
받는 것으로 생각되는데, 즉 겨울과 봄에는 주풍향이 인간 활동이 집약된 아시아권으
로부터 불어오는 대륙성 바람이므로 높은 CO2 농도를 보이게 되고 여름에는 주풍향
이 해양성이므로 낮은 CO2 농도를 보이게 된다. 계절 변동을 제거한 후 나타나는
CO2 농도 변화는 1990년에 약 356 ppmv, 1999년 3월에 약 369 ppmv로 년별 증가율은
약 0.4 %로써 전지구적 증가율과 비슷한 수치이다.

5. 지구온난화와 이상기상

이상기상은 단기적이고 국지적인 격렬한 현상부터 장기적인 대규모인 현상에 있
어서 지구온난화에 의한 기온과 강수량 등에 연관된 국지규모 현상에 중점을 두고 기
술하겠다.
최근 10년 동안의 각 계절의 기온 평년 차를 보면 전국적으로 계속적인 고온현상
이 나타나고 있다. 서울의 경우 2000년 지금까지 기온은 평년보다 2℃ 가까이 높게
나타났다. 이와 같은 현상은 도시화가 진행된 지역에서는 특히 현저하게 나타나 과
거 100년간에 연평균 기온의 상승률에 대한 서울과 동경의 경우 100년에 2.0 ∼
2.5℃의 비율로 상승하고 있다. 세계 전체의 평균기온 상승은 100년간에 0.6℃로 기
온이 상승하고 있음을 IPCC는 추정하고 있다(그림 4). 따라서 대도시의 경우 세계평
균 값의 4배에 해당되어 지구 규모의 온난화에 도시 기후의 효과가 중첩하여 나타나
고 있음을 알 수 있다.
또 도시의 열대야(최저기온이 25도 이상의 날)의 연간일수의 변화를 보면 서울의 경
우 1980년대까지는 1년에 열대야 기간이 10일부터 20일 전후였으나 최근에 와서는 40
일을 넘고 있다.
지구 온난화에 동반하여 이상고온이 출현하는 빈도도 증가하고 있다. 1901년부터
1930년 기간의 이상고온과 이상저온의 발생수의 추이를 월 평균 기온을 기준으로 조
사하여 본 결과 1930년경까지는 30년에 1회 정도의 이상기온이 최근에는 많은 때는
10회 이상, 즉 년 평균 6회 이상 발생하고 있고 특히 이상고온의 발생이 증가하고 있
다. 한편 이상저온은 1940년대에 많은 시기가 있었으나 그후 감소하여 최근에는 나타
나지 않고 있다.
이와 같은 세계적 온난화의 상황은 일정하지 않다. 지역에 따라 온난화의 상황에
는 상당한 차이가 있다. 기후변동에 대한 IPCC(1995)에서는 1975년부터 1995년까지
그리랜드나 브라질은 오히려 기온이 하강하였고 반면에 북반구 쪽 특히 북반구 고위
도 쪽의 대륙에 있어서 기온의 상승경향이 강하게 나타나고 있음을 보고하고 있다.
강수량의 경우 최근 호우에 의한 피해가 많으나 장기적인 연 강수량의 추이에 증
가 경향은 나타나지 않고 있다. 오히려 100년에 6%정도의 비율로 감소하는 경향을 보
이고 있다. 이것은 최근의 재해상황과는 다소 차이를 나타내지만 연간 합계한 우량
의 변동은 재해의 발생과는 다르다. 월 평균의 강우량을 보면 1960년대를 경계로 동
북아에서는 이상 소우의 발생이 용이하여 물 부족이나 가뭄 현상과 크게 연관되어 있
다. 세계적으로 강수는 100년에 2%정도 상승경향이 있다고 기후예측모형(GCM)에서는
예측이 되었지만 지역에 따라 현격한 차이를 나타낸다. 유럽이나 아르젠팀에서는 이
상 다우가 증가하는 반면 아프리카 지역에서는 가뭄이 증가하고 있다.

7. 지구온난화의 메카니즘과 장래의 전망

『온실효과』라는 말은 인공적인 느낌을 준다. 그러나 온실효과에 의하여 현재 지
구의 평균기온이 15℃로 유지되고 있어 온실효과기체가 없을 경우 지구의 평균 기온
은 현재보다도 33℃나 낮은 -18℃정도가 될 것이다.
대기의 성분 기체 중에 수증기는 대기의 근본적으로 평형상태에 있어 온난화와
무관하다고 볼 수 있다. 인간의 활동에 의하여 대기중 농도가 증가하고 있는 이산화
탄소 등의 복사 효과가 근본적인 문제이다. NOAA CMDL의 관측에 따르면 대기중 이산
화탄소는 최근 10년간을 일관하여 상승 경향에 있음을 알 수 있다. 또 일년 중 겨울
철과 봄철에 이산화탄소 농도가 높고 여름부터 가을에 낮게 된다는 연주기의 변동이
있다. 또 이산화탄소 농도의 변동은 식물이나 해양 등의 기후시스템 내에서 이산화탄
소의 흡수와 방출이 이루어지고 바다에 비하여 육지에서, 또 북반구에서 더욱 현저하
다. 식물의 활동이 약한 겨울은 이산화탄소가 대기 중에 많이 남게 되고 여름은 식물
에 의한 흡수가 크므로 대기 중 농도가 감소하게 된다. 이산화탄소의 년 변동은 해수
면온도의 변화에 따른 기온의 변동과 식물의 활동에 따라 결정된다. 최근에는 지구
의 탄소순환에 대한 조사가 활발히 진행되고 있다.
현재 대기 중에는 750 GtC (giga ton)의 이산화탄소가 포함되어 있다. 인간의 화
석연료의 연소에 의하여 연간 5.5 GtC, 토지 이용의 변화에 의한 방출이 연간 1.6
GtC에 해당하며 산림에 흡수가 연간 0.5 GtC로 산정되고 있다. 이산화탄소에 대한 인
간 활동이 미치는 영향 이외에도 식물에 의한 흡수와 방출은 복잡한 순환계가 구성되
어 있어 이산화탄소의 대기농도에 대한 정량적 예측에는 탄소 순환이 포함되어야 한
다. 현재 탄소 순환을 완전히 도입한 기후예측모델은 아직은 개발 중이다.
기후변동에 대한 IPCC는 100년 후의 지구평균 기온을 약 1℃와 3.5℃ 정도 상승
하는 두 가지 시나리오로 제시하고 있다. 또 기온의 상승이 큰 지역은 북반구 고위
도 쪽에 집중되어 있어 대륙의 기온 더 크게 상승하게 되므로 겨울철 시베리아 기온
이 높아져 계절풍이 약해진다고 볼 수 있다. 또 해수면 수위에 대하여서도 낮은 시나
리오로는 약 15cm 상승하고 높은 시나리오로는 약 95cm 상승하는 것으로 예측되고 있
다.
강수량에 관해서는 적도를 중심으로 변동성이 증가하고 반구규모로 보면 북반구의
중위도부터 고위도로 걸쳐 강수량이 증가한다. 기온이 높아지면 대기는 더 많은 수증
기를 함유할 수 있게 됨으로 많은 수증기를 함유한 대기가 한꺼번에 비를 내리게 할
수 있어 호우의 확률이 매우 높다.
끝으로 이상기상의 장래의 출현 경향에 대해서 논하겠다. 이상기상 그 자체는 현
재의 기후상태가 계속된다고 하면 자연의 변동으로서 30년에 1회 정도 발생한다. 그
러나 지구온난화에 의하여 기온의 평균상태나 강수의 변동이 변화할 경우 이상기상
의 발생빈도에도 영향이 미치게 됨으로 지금까지의 이산화탄소의 대기중 농도 추이
나 기후예측모형의 계산 결과를 고려하면 기온이 상승함에 따라 이상기온은 증가하
고 이상저온은 감소한다고 예측된다. 또 강수에 대해서는 전구적으로 강수량이 증가
할 뿐만 아니라 변동이 크게 될 것으로 예상된다. 이 때문에 가뭄과 호우의 확률이
높아지게 된다.

출처: 한국환경기술진흥센터

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