여러 가지 기상재해 현상이 지구 곳곳에서 빈번하게 발생하고 있고, 그로 인한 인명과 재산의 피해 규모도 새롭게 기록을 갱신하는 양상이다. 실제로 우리와 가까운 아시아태평양 지역에서는 2004년 말 초대형 지진해일(쓰나미)이 발생하였고, 또 그보다 멀리 떨어진 미주 대륙에서도 2005년 여름부터 카트리나, 리타 같은 허리케인으로 인해 엄청난 자연재해의 충격을 받았다.
과학자들은 이와 같은 기상이변과 연계된 현상의 실체를 분석하기 위해 많은 노력을 하고 있다. 예를 들어, 이러한 현상들의 동적 메커니즘을 이해하기 위해, 엘니뇨(El Nino), 라니냐(La Nina) 같은 대규모적인 물리현상을 기상학적 인자들과 연계한 관점에서 설명하기 위해, 지속적으로 연구하고 있다. 마찬가지로 이러한 현상의 본질적인 원인을 환경학적인 관점에서 파악하려는 노력도 다방면에서 발견할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 기상이변을 일으키는 주동인으로 여러 가지 온실기체의 증가와 그로부터 파생하는 기후변화의 관점에서 문제를 설명하려는 접근 방법이 많은 주목을 받고 있다.
대기오염 물질과 지구 온난화
지구의 대기환경계에 존재하는 이산화탄소, 오존, 메탄, 질소산화물 등과 같은 대기오염 물질들은 물론 수증기와 같은 대기의 주요 구성 성분들은 지구 기온의 상승을 유도하는 온실기체로도 잘 알려져 있다. 이 성분들은 대부분 석탄, 석유를 위시한 화석연료의 사용 또는 여러 가지 산업 활동의 결과로 대기 중에 배출되고 있다. 이들 온실기체의 배출이 제대로 제어되지 않아 대기 중에 누적되는 현상은 지구의 복사에너지 수지에 심각한 불균형을 초래하는 원인으로 작용하고 있다.
원래 지구는 태양으로부터 자외선, 적외선, 가시광선 같은 복사에너지를 지속적으로 받아들인다. 그런데 그중의 3분의 1은 구름이나 지표면에 의해 곧바로 반사되고, 나머지 3분의 2는 지구의 표명이 흡수함으로써 지표면의 기온이 일정 수준 이상으로 유지된다. 그런데 지구가 직접 받아들인 에너지의 상당 부분도 다시 긴 파장을 가진 적외선으로 바뀌어서 지표면으로부터 방출된다. 이때 온실기체는 외기로 방출해야 할 적외선 형태의 복사열을 지구 대기권 안에 가두는 작용을 하며, 그 결과 지구의 기온을 상승시키는 온난화 현상의 동인으로 작동한다.
이러한 문제의 심각성이 널리 알려지면서 이들에 대한 효과적인 관리와 감축을 목표로 교토협약(Kyoto treaty) 같은 여러 가지 대응책이 모색되고 있다. 그렇지만 아직까지 이러한 관리 노력이 미국과 같은 주요 배출원 국가들의 정치ㆍ경체적인 문제들과 복잡하게 얽혀, 협약의 관리ㆍ통제에 어려움을 겪고 있다. 하지만 이러한 추세가 지속된다면 온실기체의 증가로부터 파생되는 지구 열수지의 불균형이나 그로 인한 지구 온난화, 기상재해 등이 인류의 미래를 위협할 핵심요소로 작용할 것으로 예측한다.
출처 : 「교양으로 읽는 과학의 모든 것」2권의 ‘지구는 열병 중 해열제는 있을까’ 중.
김기현 (세종대학교 지구환경과학과 교수)
과학자들은 이와 같은 기상이변과 연계된 현상의 실체를 분석하기 위해 많은 노력을 하고 있다. 예를 들어, 이러한 현상들의 동적 메커니즘을 이해하기 위해, 엘니뇨(El Nino), 라니냐(La Nina) 같은 대규모적인 물리현상을 기상학적 인자들과 연계한 관점에서 설명하기 위해, 지속적으로 연구하고 있다. 마찬가지로 이러한 현상의 본질적인 원인을 환경학적인 관점에서 파악하려는 노력도 다방면에서 발견할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 기상이변을 일으키는 주동인으로 여러 가지 온실기체의 증가와 그로부터 파생하는 기후변화의 관점에서 문제를 설명하려는 접근 방법이 많은 주목을 받고 있다.
대기오염 물질과 지구 온난화
지구의 대기환경계에 존재하는 이산화탄소, 오존, 메탄, 질소산화물 등과 같은 대기오염 물질들은 물론 수증기와 같은 대기의 주요 구성 성분들은 지구 기온의 상승을 유도하는 온실기체로도 잘 알려져 있다. 이 성분들은 대부분 석탄, 석유를 위시한 화석연료의 사용 또는 여러 가지 산업 활동의 결과로 대기 중에 배출되고 있다. 이들 온실기체의 배출이 제대로 제어되지 않아 대기 중에 누적되는 현상은 지구의 복사에너지 수지에 심각한 불균형을 초래하는 원인으로 작용하고 있다.
원래 지구는 태양으로부터 자외선, 적외선, 가시광선 같은 복사에너지를 지속적으로 받아들인다. 그런데 그중의 3분의 1은 구름이나 지표면에 의해 곧바로 반사되고, 나머지 3분의 2는 지구의 표명이 흡수함으로써 지표면의 기온이 일정 수준 이상으로 유지된다. 그런데 지구가 직접 받아들인 에너지의 상당 부분도 다시 긴 파장을 가진 적외선으로 바뀌어서 지표면으로부터 방출된다. 이때 온실기체는 외기로 방출해야 할 적외선 형태의 복사열을 지구 대기권 안에 가두는 작용을 하며, 그 결과 지구의 기온을 상승시키는 온난화 현상의 동인으로 작동한다.
이러한 문제의 심각성이 널리 알려지면서 이들에 대한 효과적인 관리와 감축을 목표로 교토협약(Kyoto treaty) 같은 여러 가지 대응책이 모색되고 있다. 그렇지만 아직까지 이러한 관리 노력이 미국과 같은 주요 배출원 국가들의 정치ㆍ경체적인 문제들과 복잡하게 얽혀, 협약의 관리ㆍ통제에 어려움을 겪고 있다. 하지만 이러한 추세가 지속된다면 온실기체의 증가로부터 파생되는 지구 열수지의 불균형이나 그로 인한 지구 온난화, 기상재해 등이 인류의 미래를 위협할 핵심요소로 작용할 것으로 예측한다.
출처 : 「교양으로 읽는 과학의 모든 것」2권의 ‘지구는 열병 중 해열제는 있을까’ 중.
김기현 (세종대학교 지구환경과학과 교수)