(학부모교실 지상중계)지구의 기후는 변화하고 있는가?

지구의 기후는 변화하고 있는가? 지질시대에서 수백만 년 동안 지구상 여러 곳에서 수많은 기후 변화를 경험하였다. 한때는 공룡들이 지구상을 배회하였고 또한 많은 빙하시대들이 존재하였다. 최종 빙하기는 약 1만 년 전에 끝났다. 최근 수백만 년 동안에 적어도 여섯 번의 빙하시대가 존재하였다. 이러한 기후 변동들은 주로 태양과 지구 사이의 조그마한 거리의 변화에 기인한다고 믿고 있다. 이러한 변화들은 태양 주위를 도는 지구 타원 궤도상에서 우리 태양계의 여러 다른 행성들 간에 나타나는 인력효과 때문에 발생한다. 지구 자전축의 경사는 오랜 기간 동안 변동하며 이것 또한 장기간 기후변화의 요인이 된다.

그러나 최종 빙하 시대의 종결 이후에도 기후는 일정하지 않았다. 온난 기간은 약 5천~6천 년 전에 한번 존재하였고 다른 한번은 서기 1천 년경에 존재하였다는 것은 잘 알려진 사실이다. 후자의 온난 기간 동안에 바이킹들은 아이슬란드와 그린란드를 식민지로 만들었고 북미 동부 연안까지 도달했다고 믿어지고 있다. 이 온난기간에 뒤따라 서기 1400년에서부터 1850년까지 소빙하기가 나타났고, 이 시대 이후에도 불규칙적이거나 또는 점진적인 온난화가 존재하고 있었다. 20세기 내에서도 단지 수년의 시간 규모에서도 주목할 만한 기후 변동이 있었다.

'지구온난화가 일어나면 어떤 일들이 생길까.'라는 질문에 대한 해답은 이산화탄소 농도의 변화에서 찾을 수 있다. 이산화탄소의 농도는 1990년 355ppm에서 2100년 540ppm으로 증가할 것으로 예상된다. 이 기간 동안 전 세계 지상 기온은 1.4~5.8℃ 증가할 것으로 추정된다. 이렇게 되면 해수면이 상승하고, 지역 기후와 농업의 변화가 일어나고, 생태계의 변화를 일으키고, 인간의 건강에도 영향을 미치게 될 것이다.

온도의 증가가 해수면에 영향을 미치는 것은 적어도 2가지 방법이 있다. 첫째, 온도가 올라가면 빙상과 해빙을 녹게 만들어 해양에 물을 첨가시키게 된다. 둘째, 온도가 올라가게 되면 물을 팽창시켜 해수면이 올라가도록 한다. 20세기 동안 해수면은 약 20㎝ 상승하였다. 2100년에 이르면, 해수면은 10~90㎝ 상승할 것으로 예상되고 있다.

비록 작은 양이라 하더라도 해수면 상승의 주효과는 해안 저지대의 홍수와 해수면 바로 위에 놓여있는 일부 편평한 섬들의 사라짐이다. 세계에서 가장 인구밀도가 높은 방글라데시는 특히 이러한 위험에 처해 있다. 1m의 해수면 상승은 1천700만 명의 주민들의 주택을 잃게 만들 수 있다. 해수면 아래에 놓여있는 미국 루이지애나주 뉴올리언스는 이와 유사한 홍수의 위험에 처해 있다. 하와이와 오스트레일리아 사이의 중간 지점에 위치하고 있는 섬 투발루는 해수면이 2m 상승하면 나라 전체가 없어지게 된다.

지구온난화는 지역적이고 일시적인 온도 변동을 일으키기 쉽다. 일부 지역에서는 가뭄이 증가하고 다른 지역에서는 홍수가 증가하게 될 것이다. 지역 기후의 변화는 생육할 수 있는 농업 지역의 이동을 일으키게 된다. 지구온난화가 식량 공급을 장기간 증가시킬 것인지 감소시킬 것인지에 대해서 결정하는 것은 어려운 일이나, 농작물 생육 지역의 이동은 틀림없이 확실하다.

식물은 온도, 이산화탄소 수준 또는 수증기 수준이 온화하게 증가한다면 성장할 수 있기 때문에 온도와 수분이 온화하게 변화하는 지역에서는 농업이 번성할 수 있다. 극도의 변동이 일어나는 지역은 농업이 망하게 된다. 가장 관심 있는 지역은 온도가 이미 고온인 아프리카의 아열대 사막지역이다. 이들 지역에서의 농업은 기후의 변덕에 직접적인 영향을 받고 있고 수백만 명의 사람들이 국지 식량 공급에 의존한다. 기후의 작은 변화는 과거에 일어났던 것과 같은 기아를 유발할 수 있다.

급격하고 연속적인 온도 증가는 좁은 기후 조건에 익숙한 많은 종들의 멸종을 일으킬 수 있고 기후 변화율보다 더 빠르게 이주하지 못할 수 있다. 증가된 이산화탄소 수준이 삼림의 원기를 북돋워주기는 하지만, 급격한 온도 증가는 열대 지역에서 삼림 고사를 일으켜 광합성에 의한 이산화탄소의 제거율과 호흡에 의한 방출률에 영향을 미친다.

윤일희(경북대 과학교육학부 교수)

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