지구 온난화란 무엇인가? (지구 온난화에 관한 사실: 원인과 영향)

지구 온난화란 무엇인가? (지구 온난화에 관한 사실: 원인과 영향)

지구 온난화는 지구 전체의 평균 기온이 상승하는 현상으로 적어도 기록 보관이 시작된 1880년 이후 계속해서 발생하고 있습니다. 미국 국립해양대기청에 따르면 다음과 같은 수치가 있습니다. 1880년에서 1980년 사이에 지구의 연간 기온은 평균적으로 10년마다 화씨 0.13도(섭씨 0.07도)씩 증가했습니다. 1981년 이후 증가율은 10년당 0.32F(0.18C)로 빨라졌습니다.

 

이로 인해 오늘날 산업화 이전 시대에 비해 지구 평균 기온이 전체적으로 3.6F(2C) 상승했습니다. 지금까지 2016년은 기록상 가장 더운 해였지만, 그 기록은 이미 여러 차례 하락할 뻔했습니다. 2019년과 2020년은 모두 2016년을 정점에서 떨어뜨린 몇 분의 1도 안 되는 해였습니다. 2020년 육지와 바다의 평균 지구 기온은 20세기 평균인 57.0F(13.9C)보다 1.76F(0.98C) 더 따뜻했습니다.

 

현대의 지구 온난화는 인간에 의해 발생합니다. 화석 연료의 연소로 인해 온실가스가 대기 중으로 방출되어 태양의 따뜻함을 가두어 표면 및 대기 온도를 높였습니다. 지구 온난화는 기후 변화와 동의어이지만, 과학자들 사이에서 '기후 변화'는 선호되는 용어가 되었습니다.

 

지구 온난화의 원인은 무엇일까?

오늘날 온난화의 주요 원인은 화석 연료의 연소입니다. 이러한 탄화수소는 지구 대기와 태양으로부터 들어오는 방사선 사이의 상호 작용으로 인해 발생하는 온실 효과를 통해 지구를 가열합니다. 피츠버그 대학의 지질학 및 환경 과학 교수인 조셉 베르너는 과학 학술지에 "온실 효과에 대한 기본적인 물리학은 100여 년 전에 연필과 종이만을 사용하여 똑똑한 사람에 의해 밝혀졌다"라고 말했습니다. 그 '똑똑한 사람'은 스웨덴 과학자이자 최종적으로 노벨 화학상을 받은 스반테 아레니우스였습니다.

 

간단히 말해서, 태양 복사열은 지구 표면에 닿은 다음 열로서 대기를 향해 다시 반사됩니다. 대기 중의 가스는 이 열을 가두어 열이 우주 공간으로 빠져나가는 것을 방지합니다. 1895년에 발표된 논문에서 아레니우스는 이산화탄소와 같은 온실가스가 지구 표면 가까이에 열을 가둘 수 있으며, 이러한 가스양의 작은 변화가 얼마나 많은 열을 가두는지에 큰 차이를 만들 수 있다는 사실을 알아냈습니다.

 

온실가스가 지구 온난화를 일으키는 원인

산업 혁명이 시작된 이래로 인간은 대기 중 가스 균형을 빠르게 변화시켜 왔습니다. 석탄, 석유 등 화석 연료를 태우면 주요 온실가스로 간주되는 수증기, 이산화탄소, 메탄, 오존, 아산화질소가 배출됩니다. 이 중 이산화탄소는 가장 흔한 온실가스입니다. 약 800,000년 전부터 산업 혁명이 시작될 때까지 대기 중 이산화탄소의 존재량은 약 280ppm(ppm, 즉 공기 분자 100만 개당 약 280개의 이산화탄소 분자가 있음을 의미)에 달했습니다.

 

미국 국립 환경 정보 센터에 따르면 2020년(전체 데이터를 사용할 수 있는 마지막 해) 현재 대기 중 평균 이산화탄소는 412.5ppm입니다. 그렇게 많이 들리지 않을 수도 있지만, 스크립스 해양학 연구소에 따르면, 이산화탄소 수준은 약 530만 년에서 260만 년 전의 플라이오세 시대 이후로 그다지 높지 않았습니다.

 

과학 학술지에 발표된 2013년 연구에 따르면 그 당시 북극에는 적어도 일 년 중 일부 동안 얼음이 없었고 오늘날보다 훨씬 더 따뜻했습니다. 미국 환경보호국의 분석에 따르면 2016년 이산화탄소는 미국 전체 온실가스 배출량의 81.6%를 차지했습니다. 뉴욕 전문대학의 화학 교수인 키스 피터먼은 "우리는 고정밀 기기 측정을 통해 대기 중 이산화탄소가 전례 없이 증가하고 있다는 것을 알고 있다. 이산화탄소가 적외선 복사(열)를 흡수하여 지구 평균 기온이 상승하고 있다는 사실을 알고 있다"라고 말합니다.

 

이산화탄소는 다양한 경로를 통해 대기 중으로 유입됩니다. 화석 연료를 태우는 것은 이산화탄소를 배출하며, 이는 지구를 따뜻하게 하는 배출에 대한 미국의 가장 큰 기여입니다. 2018년 미국 환경보호청 보고서에 따르면, 발전을 포함한 미국의 화석 연료 연소는 2016년에 58억 톤(53억 미터톤)이 조금 넘는 이산화탄소를 대기로 배출했습니다. 철강 생산, 시멘트 생산 및 폐기물 소각 등이 미국의 연간 총이산화탄소 방출량을 70억 톤(65억 미터톤)으로 증가시킵니다. 삼림벌채는 또한 대기 중 과도한 이산화탄소를 발생시키는 큰 원인이기도 합니다.

 

실제로 유엔 식량농업기구에 따르면 삼림 벌채는 두 번째로 큰 인위적(인위적) 이산화탄소 배출원입니다. 나무가 죽은 후에는 광합성 과정에서 저장해 두었던 탄소를 방출합니다. 산림지가 목장, 주거지 또는 농경지로 변한다는 것은 대기에서 탄소를 흡수하는 나무의 수가 적어진다는 것을 의미합니다. 유엔의 2020년 세계 산림 자원 평가에 따르면 1990년 이후 약 1,040에이커(420헥타르)의 산림이 산림 벌채로 손실되었지만, 좋은 소식은 2015년 이후 산림 손실 속도가 둔화되었다는 것입니다.

 

전 세계적으로 메탄은 두 번째로 흔한 온실가스이지만 열을 가두는 데 가장 효율적입니다. 미국 환경보호청은 메탄이 이산화탄소보다 열을 가두는 데 25배 더 효율적이라고 보고합니다. EPA에 따르면 2016년 가스는 미국 전체 온실가스 배출량의 약 10%를 차지했습니다. 메탄은 다양한 천연자원에서 나올 수 있지만 채굴, 천연가스 사용, 대규모 가축 사육, 매립지 사용을 통해 인간이 메탄 배출의 상당 부분을 차지합니다. 미국 환경보호청에 따르면 소는 미국에서 가장 큰 단일 메탄 배출원을 구성하며, 전체 메탄 배출량의 거의 26%를 가축이 생산합니다.

 

지구 온난화의 영향은 무엇입니까?

지구 온난화는 단순히 온난화를 의미하는 것이 아닙니다. 이것이 바로 '기후 변화'가 연구자들과 정책 입안자들 사이에서 선호되는 용어가 된 이유입니다. 지구는 평균적으로 더 뜨거워지고 있지만 이러한 온도 상승은 눈보라가 더 빈번하고 심해지는 등 역설적인 영향을 미칠 수 있습니다. 기후 변화는 얼음을 녹이고, 이미 건조한 지역을 건조시키고, 극단적인 기상 현상을 일으키고, 바다의 미묘한 균형을 깨뜨리는 등 여러 가지 큰 방식으로 지구에 영향을 미칠 수 있고 앞으로도 그럴 것입니다.

 

녹는 얼음

아마도 지금까지 지구 온난화로 인해 가장 눈에 띄는 영향은 빙하와 해빙이 녹는 것일 것입니다. 빙상은 약 11,700년 전 마지막 빙하기가 끝난 이후로 후퇴해 왔지만 지난 세기의 온난화로 인해 빙상 소멸이 가속화되었습니다. 2016년 연구에 따르면 지구 온난화로 인해 최근 빙하가 후퇴할 확률이 99%인 것으로 나타났습니다. 실제로, 연구에 따르면 얼음 강의 기후가 안정적으로 유지되었을 경우의 거리보다 10~15배 후퇴한 것으로 나타났습니다. 몬태나의 글레이셔 국립공원에는 1800년대 후반에 150개의 빙하가 있었습니다. 마지막 전체 조사를 실시한 2015년 기준으로 26개였습니다. 빙하가 유실되면 인명 손실이 발생할 수 있으며, 빙하 호수를 막고 있는 얼음 댐이 불안정해 터지거나 불안정한 얼음 매장 마을로 인해 눈사태가 발생하는 경우도 있습니다.

 

북극에서는 중위도보다 2배 빠른 속도로 온난화가 진행되고 있으며, 해빙도 긴장을 보이고 있습니다. 북극의 가을과 겨울 얼음은 2015년과 2016년 모두 최저치를 기록했습니다. 이는 얼음이 이전에 관찰된 것만큼 넓은 바다를 덮지 않았다는 것을 의미합니다. 국립빙설데이터센터에 따르면 2020년 여름 해빙 규모는 역대 두 번째로 낮은 수준을 기록했으며 나사의 기록에는 북극의 겨울 최대 해빙 범위에 대한 13개의 가장 작은 값은 모두 지난 13년 동안 측정되었습니다. 얼음은 또한 계절 후반에 형성되며 봄에 더 쉽게 녹습니다. 국립 눈 및 얼음 데이터 센터에 따르면 1월 해빙 면적은 지난 40년 동안 10년마다 3.15% 감소했습니다. 일부 과학자들은 20~30년 안에 북극해에 얼음이 없는 여름이 올 것이라고 생각합니다.

 

남극에서는 지구 온난화의 영향이 더욱 다양했습니다. 남극 및 남극 해양 연합에 따르면 서부 남극 반도는 북극의 일부 지역을 제외한 다른 어느 곳보다 빠르게 온난화되고 있습니다. 이 반도는 2017년 7월 라슨 C 빙붕이 부서져 델라웨어 크기의 빙산이 생성된 곳입니다. 이제 과학자들은 서남극 대륙 얼음의 4분의 1이 붕괴될 위험에 처해 있으며, 거대한 스웨이트 빙하와 파인 아일랜드 빙하가 1992년보다 5배 더 빠르게 흐르고 있다고 말합니다.

 

스웨이트 빙하는 2021년 연구에 따르면 한 지역 위에 위치해 있기 때문에 특히 취약합니다. 지구의 지각이 상대적으로 얇고 지열이 아래의 얼음을 약화시킬 수 있는 곳입니다. 동남극은 오랫동안 지구 온난화의 영향에 더 잘 적응해 왔습니다. 그러나 최근 데이터에 따르면 남부 대륙의 마지막 차가운 보루조차도 기온 상승의 영향을 받고 있을 수 있습니다. 예일의 환경 360에 따르면 남극 동부의 빙하가 더 빠르게 움직이기 시작했습니다. 이는 더 많은 육지 얼음이 바다로 향하고 있음을 의미하며, 이는 해수면 상승의 주요 원인입니다.

 

대가뭄의 경험

지구 온난화는 양극 사이의 상황도 변화시킬 것입니다. 이미 건조한 많은 지역은 세계가 따뜻해짐에 따라 더욱 건조해질 것으로 예상됩니다. 예를 들어, 미국의 남서부와 중부 평원은 인간이 기억하는 그 어떤 것보다 더 가혹한 수십 년 동안의 대가뭄을 경험할 것으로 예상됩니다. 2015년에 연구 결과를 발표한 뉴욕시 나사 고다드 우주연구소의 기후 과학자 벤자민 쿡은 "북미 서부 지역의 가뭄의 미래는 미국 역사상 누구보다도 더 심할 것"이라고 전망했습니다.

 

그는 이러한 가뭄에 대해 "이것은 우리의 동시대 경험을 훨씬 넘어서는 가뭄이어서 생각조차 거의 불가능하다"라고 과학 학술지에 말했습니다. 연구에서는 2100년까지 이 지역에서 가뭄이 최소 35년 동안 지속될 확률이 85%에 달할 것으로 예측했습니다. 연구진이 발견한 주요 원인은 점점 더 뜨거워지는 토양에서 물의 증발이 증가하는 것입니다. 이러한 건조한 지역에 내리는 강수량의 대부분은 손실될 것입니다.

 

한편, 2014년 연구에 따르면 기후가 따뜻해짐에 따라 많은 지역에서 강우량이 줄어들 가능성이 있는 것으로 나타났습니다. 연구에 따르면 지중해, 아마존, 중앙아메리카, 인도네시아를 포함한 아열대 지역이 가장 큰 피해를 입을 가능성이 높으며 남아프리카, 멕시코, 호주 서부, 캘리포니아도 건조해질 것으로 나타났습니다. 가뭄은 결국 파괴적인 산불의 무대가 될 수 있습니다. 매년 얼마나 많은 에이커가 연소되고 화재로 인해 얼마나 많은 피해가 발생하는지에 대한 많은 요인이 있지만 국립 기관 간 소방 센터 데이터에 따르면 1980년대 이후 산불 규모가 꾸준히 증가해 왔습니다. 상위 10년간의 화재 면적은 모두 2005년 이후 발생했습니다.

 

극단적인 날씨

지구 온난화의 또 다른 영향은 극단적인 날씨입니다. 허리케인과 태풍은 지구가 따뜻해지면서 더욱 강해질 것으로 예상됩니다. 더 뜨거운 바다는 더 많은 수분을 증발시키며, 이것이 이러한 폭풍을 일으키는 엔진입니다. 유엔 기후변화에 관한 정부 간 패널은 세계가 에너지원을 다양화하고 화석연료 집약도가 낮은 경제로 전환하더라도 열대 저기압의 발생률은 최대 11% 더 높아질 가능성이 있다고 예측합니다. 이는 취약한 해안선에 바람과 물의 피해가 더 많다는 것을 의미합니다.

 

역설적이게도 기후 변화로 인해 극심한 눈보라가 더 자주 발생할 수도 있습니다. 국립환경정보센터에 따르면, 미국 동부 지역의 극심한 눈보라는 1900년대 초반보다 두 배나 흔해졌습니다. 여기서도 이러한 변화는 해양 온도의 상승으로 인해 대기 중으로의 수분 증발이 증가하기 때문에 발생합니다. 이 습기는 미국 본토를 강타하는 폭풍을 강화합니다.

 

해양 혼란

지구 온난화의 가장 즉각적인 영향 중 일부는 파도 아래에 있습니다. 바다는 탄소 흡수원 역할을 합니다. 즉, 용해된 이산화탄소를 흡수합니다. 대기에는 나쁜 것이 아니지만 해양 생태계에는 좋지 않습니다. 이산화탄소가 바닷물과 반응하면 물의 수소 이온 농도 지수가 감소합니다. 이 과정을 해양 '산성화'라고 합니다. 이렇게 증가된 산성도는 많은 해양 생물이 생존을 위해 의존하는 탄산칼슘 껍질과 뼈대를 갉아먹습니다. 미국 해양대기청에 따르면 이러한 생물에는 조개류, 익족류 및 산호가 포함됩니다.

 

특히 산호는 해양 기후 변화에 대비한 탄광의 카나리아입니다. 해양 과학자들은 산호 백화 현상, 즉 산호가 산호에 영양분을 공급하고 선명한 색상을 제공하는 공생 조류를 배출하는 현상을 관찰했습니다. 백화는 산호가 스트레스를 받을 때 발생하며, 스트레스 요인에는 고온이 포함될 수 있습니다. 2016년과 2017년에 호주의 그레이트 배리어 리프에서는 연속 백화 현상이 발생했습니다. 산호는 백화에도 살아남을 수 있지만 백화 현상이 반복되면 생존 가능성이 점점 낮아집니다.