6강. 인위적 기후변화 vs 자연적 기후변동

6강. 인위적 기후변화 vs 자연적 기후변동

해양과학자 남성현

1. 기후변화란?

1) 기후변화의 최근 발생 현상

• 기온 상승
• 증가하는 가뭄
• 녹고 있는 빙하
• 해수면 상승
• 강해진 태풍

2) 기후변화 협약(UNFCCC)에서는 '직접적 또는 간접적으로 대체 대기의 성분을 바꾸는 인간 활동에 의한, 그리고 비교할 수 있는 시간 동안 관찰된 자연적 기후 변동을 포함한 기후의 변화'라고 설명한다.

3) 긴 시간 동안(평균 30년) 평균값에서 조금씩 변화를 보이지만 평균값을 벗어나지 않는 자연적인 기후의 움직임은 '기후변동성'이라고 부른다. 기후변화는 바로 이 자연적 기후변동성의 범위를 벗어나 더 이상 평균 상태로 돌아오지 않는 평균 기후체계의 변화를 의미한다. 최근에는 '지구온난화'로 인한 기후변화를 가리키는 경우가 일반적이다.

4) 기후변화 왜 일어나는가? : 온실효과와 지구온난화

지구는 태양으로부터 에너지를 받은 후 다시 에너지를 방출하는데, 이때 대기 중에 있는 여러 가지 온실가스는 지구가 방출하는 긴 파장의 빛을 흡수하여 에너지를 대기 중에 묶어 둔다. 이는 기체 분자의 운동량을 증가시켜 대기의 온도를 상승시킨다. 온난화 현상이 있기 이전에도 온실효과는 지구의 대기와 함께 항상 있어 왔던 현상인 것이다.

5) 온실효과 우리에게 어떤 영향을 미치는가? 

지구 시스템에 커다란 변화를 가져온다. 

해수면이 올라간다. 빙하가 녹고, 강수량이 바뀌고, 해양의 순환이 바뀌고, 급격한 기후변화, 악기상 등이 늘어나고 해류가 바뀌고, 자연재해 특성들이 달라진다. 그러면서 자연재해 피해, 기후변화의 피해들이 합쳐져서 환경 난민들이 대량으로 발생하고, 난민으로 사회 문제가 생긴다.

또한 생태계들이 바뀌면서 동식물들도 위협을 느끼게 된다. 야생동물들의 서식지가 바뀌면서 인간들과 접촉하게 되고 신종 바이러스에 인간이 더 많이 노출되는 부분도 생각해 볼 수 있다.

2. 온실가스와 미세먼지

1) 온실가스 : 기후변화를 일으키는 원인

• 이산화탄소(CO2) 88.6% : 산림벌채, 에너지 사용, 석탄/석유연료 등 화석연료의 연소 등이 발생 원인
• 메탄(CH4) 4.8% : 가축 사육, 습지, 논, 음식물 쓰레기, 쓰레기 더미 등이 발생 원인 -> 이산화탄소보다 더 큰 영향을 미침 >>> 소의 방귀가 메탄을 발생시킴.
• 수소불화탄소(HFC5) 3.8% : 에어컨 냉매, 스프레이 제품 분사제 등이 발생 원인
• 과불화탄소(PFC5) : 반도체 세정제 등이 발생 원인
• 육불화황(SF6) : 변압기, 절연개폐장치 등의 절연제 등이 발생 원인
• 아산화질소(N2O) 2.8% : 석탄, 폐기물 소각, 질소비료 등 화학비료의 사용 등이 발생원인

2) 미세먼지

 1> 에어로졸이란? 대기 중에 부유하는 구름과 강수 입자를 제외한 입자상, 액체상 물질로서 0.001~1,000㎛크기의 황사/흙비, 연무, 미세먼지 등 물질이 이에 해당한다.

에어로졸은 태양빛을 흡수, 산란, 반사시키거나 구름의 생성 등에 영향을 끼쳐 지구 온난화나 냉각화에 기여해 온실가스와 더불어 기후변화에 영향을 끼치는 주요한 물질이다.

시정 감소, 산성비, 스모그 등 대기질에 영향을 미쳐 피부, 눈, 호흡기, 심혈관 등 인체에 질환을 유발시킬 수 있다.

 2> 에어로졸의 분류

  가> PM-10(Particulate Matter Less than 10㎛) : 입자의 크기가 10㎛이하인 미세먼지. 환경기준으로 연평균 50㎍/㎡, 24시간 평균 100㎍/㎡기준. 인체의 폐포까지 침투하여 각종 호흡기 질환의 직접적인 원인이 되며, 인체의 면역 기능을 악화시킴.

  나> PM-2.5(Particulate Matter Less than 2.5㎛) : 입자의 크기가 2.5㎍ 이하인 초미세먼지. 입자의 크기가 작을수록 건강에 미치는 영향이 크다는 결과에 따라 선진국에서 미세입자에 대한 기준을 90년대 후반부터 도입하기 시작. 우리나라는 2015년 1월에 시행된 연평균 25㎍/㎡, 24시간 평균 50㎍/㎡의 기준(2018년 3월 28일 이후 연평균 15㎍/㎡, 24시간 평균 35㎍/㎡ 기준), 미국/일본은 연평균 15㎍/㎡, 24시간 평균 35㎍/㎡의 기준을 설정.

  다> TSP(Total suspended Partiucles) : 총부유분진 또는 총부유입자상 물질 또는 총입자상 물질이라고 하며, 통상적으로 50㎍이하의 모든 부유 먼지를 의미. 입자의 크기가 10㎍이상인 경우에는 도시미관에 영향을 미치긴 하지만 인체의 건강에는 영향이 적기 때문에 90년대 후반 TSP에서 PM-10으로 환경기준 변경.

* 스파르탄(SPARTAN) : 에어로졸 지상 관측 네트워크

 3> 입체적인 에어로졸 연구(예:KORUS) : 인공위성 관측, 항공 관측, 선박 관측 및 지상 관측 네트워크, 수치모델링

3. 지구온난화 : 어제, 오늘, 내일

1) 이산화탄소 관측을 보면 계절에 따른 연변동은 있지만 장기적으로 우상승 그래프를 보인다.

2) 전 지구적 기후변화

• 해수면 상승 : 열팽창(Thermal Expansion) 43%, 빙상(Ice sheet) 45% 등
• 해양산성화 : 해양으로 이산화탄소가 녹아들어감.
• 생태계 변화

4. 국제적 대응 노력

1) 기후변화에 관한 정부 간 패널(IPCC:Intergovernmental Panel on Climate Change) 

2) 기후변화에 대응하기 위한 국제사회의 노력은 지난 1972년 스톡홀름회의에서부터 시작되었다. 이후 1997년 선진국에 온실가스 감축목표를 규정한 교토의정서로 본격 실행되었고, 최근 파리기후변화협정을 통해 전세계 모든 국가가 참여하는 보편적인 체계가 마련되었다.

• 1972년 스톡홀름회의 : 범지구적 환경이슈가 처음으로 국제회의에서 다루어짐
• 1992년 UN기후변화협약(브라질 리우) : 기후변화에 관한 국제사회의 기본법적 역할 정의(구체적 강제사항 없음), 원칙 : 형평성, 공통의 차별화된 책임, 지속 기능발전 등
• 1997년 교토의정서(일본교토) : 기후변화협약의 목표를 달성하기 위한 실행법적 역할(구체적 의무사항 명시), 6대 온실가스 규정(Annex A) : CO2, CH4, N2O, HFC5, PFC5, SF6, 선진국에 구속력 있는 온실가스 감축목표 규정
• 2001년 더반결정문(남아공 더반) : 2012 교토의정서 종료에 대비한 선진국과 개도국 협의체제 방안 마련 실패
• 2015년 파리기후변화협정(프랑스 파리) : 선진국에만 온실가스 감축 의무를 부과하던 체제를 넘어 196개 모든 국가가 참여하는 보편적 체제 마련

5. 과제

2050년 또 지구의 온도가 올랐다. 엄청난 폭염에 시달리고 있는 중이다. 선글라스 없이는 밖을 다닐 수 없을 정도로 해가 따갑다. 엄청난 가뭄에 식량문제가 생기기 시작했다. 이젠 우리는 동네 천에서 개구리를 잡는 장면만이 과거가 아니라, 스키장에서 스키를 타는 모습 또한 과거의 모습이 되어버렸다. 동식물들의 멸종으로 동물원 식물원의 운영도 어려워졌다. 우리 아이에게 이 모습들을 보여주기 위해서 우리는 무엇을 해야 할까?