지구 평균 기온은 산업화 이후 약 1.1 ℃도 높아졌다. 하지만 특히 급격히 온도가 상승한 시기는 1990년대 말~2000년대 이후다. 1951~1980년 사이 30년 평균 온도에 비해 올해 7월 평균 기온이 어떻게 달랐는지 측정한 데이터를 미국항공우주국(NASA)이 시각화했다.

상승한 지구 평균 기온은 대부분 인간 활동에 따른 결과로 확인됐다. 2021년 8월 기후변화에 관한 정부간 협의체(IPCC)가 발표한 제6차 보고서 제1실무그룹 보고서에 따르면, 모델 연구를 통해 추정한 인위적 온도 상승 패턴(빨간 그래프)과 실제 관측된 지구 평균 기온 상승 패턴(검은 그래프)은 거의 일치했다. 반면 인간 활동을 제외한 자연 활동에 의한 상승 패턴(녹색 그래프)은 관측 패턴과 크게 달랐다.

기후변화를 일으킨 인위적 요인은 온실가스다. 기후변화를 일으키는 온실가스에는 여러 종류가 있지만, 가장 대표적인 지표로는 이산화탄소가 쓰인다. 산업활동이나 난방, 취사 등을 위해 인류가 화석연료를 태우고 나면 발생하는 온실가스다. 

온실가스의 대기 중 농도는 미국 샌디에이고 캘리포니아대 스크립스해양학연구소의 데이비드 킬링 박사가 1958년부터 하와이 마우나 로아에서 측정하기 시작했으며, 현재까지 꾸준히 이어지고 있다(그래서 이 곡선을 킬링곡선이라고 부른다). 그 덕분에 기후변화 및 대기 중 이산화탄소 농도 증가추세를 실증적으로 확인할 수 있었다. 이에 따르면, 측정 이후 대기 중 이산화탄소 농도는 줄어든 적 없이 꾸준히 증가 추세를 보이고 있으며, 2013년 400ppm을 넘겼다. 2021년에는 처음으로 420ppm을 넘기기도 했다. 참고로 측정을 시작한 1958년의 대기 중 이산화탄소 농도는 약 315ppm이었다. 가장 최근인 2022년 9월 1일에는 416.36ppm을 기록했다. 60여 년만에 100ppm이 증가했다.

대기 중 이산화탄소 농도를 관측을 통해 과거로까지 연장해 보면(빙하에 갇힌 공기 성분 분석, 퇴적층의 성분 분석 등으로 가능하다), 현재의 고농도 상태는 이례적이다. 지구 대기 평균 온도 및 대기 중 이산화탄소 농도는 원래 상승과 하강을 반복하는 경향이 있고, 이는 기후변화가 자연적 현상이라는 기후변화 회의론에 근거로 작동했다. 하지만 그래프에서 보듯, 현재의 기온 급등 현상은 자연적 설명이 불가능할 정도로 극단적이다.

기후는 늘 변동성을 보이며 인류에게 큰 피해를 일으킬 수 있는 열파(폭염), 폭우, 폭설 등 극한기상 현상도 일어날 수 있다. 다만 확률적으로 드물게 발생할 뿐이다. 하지만 기후변화는 이런 극한기상 현상의 발생 강도와 빈도를 높일 수 있다. IPCC의 제6차 보고서 제1실무그룹 보고서에 따르면, 1850~1900년대에 50년에 한 번 일어날 수 있는 빈도의 폭염의 경우, 지구 평균기온이 1.1℃ 상승한 현재 약 10년에 한 번 꼴로 빈도가 높아졌고 강도도 세졌다. 만약 지구 평균기온이 4℃ 상승한다면, 이 같은 폭염의 발생 빈도는 1~2년에 한 번 꼴로 매우 높아지고 강도도 지금보다 5℃ 이상 높아질 정도로 세질 것으로 예측된다.

(업데이트: 2022. 11. 15)
(윤신영 alookso 에디터)

1. “습하고 더워지는 한반도” 극한기상 밝힌 기후모델링  하경자 기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단 · 부산대 대기환경과학과 교수
점점 잦아지고 강해지는 폭염 등 극한기상 현상을 진단하고, 기후변화에 관한 과학 연구에 큰 획을 그은 모델링 개발 역사를 정리해 본다.

2. 지구온난화 현상의 과학적 이해 허창회 서울대 지구환경과학부 교수
널리 알려진 것과 달리, 지구온난화의 가장 큰 주범은 이산화탄소가 아니다. 온난화에 훨씬 큰 영향을 미치는 존재는 따로 있고 이산화탄소는 그 영향을 시작하거나 증폭한다. 다만 인류의 활동으로 그 양이 직접적으로 늘어난 대상이기에 온난화를 막기 위해 반드시 줄여야 할 대상이 됐다. 불충분하게 알려진 온난화를 가장 과학적이고 친절하게 해설해 준다.

3. 슈퍼태풍과 한파, 해수면 상승의 연결 고리, 해양 가열  남성현 서울대 지구환경과학부 교수
태양으로부터 오는 에너지의 상당 부분을 흡수하고 있는 해양은 그 자체도 온난화를 겪고 있지만, 기후에도 영향을 미쳐 극한 기상 현상을 늘린다. 빙권 역시 따뜻한 대기와 해수의 영향으로 큰 변화를 맞고 있다. 한반도에도 직접 영향을 미치는 이 문제를 자세히 살펴봤다.

④미세먼지, 만들어진 환경 문제  김용표 이화여대 화공신소재공학과 교수
겨울철 특히 관심을 끄는 미세먼지를 다룬다. 미세먼지는 최근 약 10년 사이에 대단히 큰 사회문제가 돼 많은 논란을 불러일으키고 있다. 그런데 실제 대기 환경은 어떨까. 정말 과거보다 급격히 악화됐을까. 과학적 데이터가 가리키는 내용은 우리의 상식과 다르다.

5. 탄소 저장고 습지가 ‘폭탄’ 되지 않으려면  강호정 연세대 건설환경공학과 교수
언뜻 기후와 별 관련이 없어 보이는 습지에 대한 글이다. 그냥 사람에겐 불편한 수렁이나 늪 정도로 여겼던 습지가 실제로는 기후변화를 일으키는 대표적 온실가스인 메탄의 저장고이고, 대기중 메탄 농도를 조절할 수 있는 핵심 열쇠라는 사실을 알 수 있다.

6. 탄소 배출 줄이기 어렵다고? 흡수하면 되지!  유가영 경희대 환경학및환경공학과 교수·토양학자
파리 협정 달성을 위해 점점 중요성을 더해가는 탄소 흡수 기술에 대해 다룬다. 탄소 배출을 줄이는 것 못지않게 이미 배출된 탄소를 흡수하는 일이 중요하다. 최근 생태공학 분야에서 논의되고 있는 흡수 기술을 유가영 경희대 교수가 소개한다.

(시리즈 기획 사단법인 집현네트워크 | 책임 편집 윤신영 alookso 에디터)