기후 변화 ()
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내용 요약
정의
일정한 지역에서 장기간에 걸쳐서 기후가 변하는 현상.
기후변화의 특징
지구의 역사를 통틀어 보면, 가장 온난한 시기의 기온은 오늘날보다 815℃ 더 높았던 것으로 추정된다. 이런 시기에는 극지방에서조차도 빙하나 빙상을 볼 수 없었다. 그러나 6억 년 전과 4억 50004억 3000년 전, 3억 년 전에는 지구상에 빙하와 빙상이 넓게 분포하는 빙하시대가 있었다. 반면, 중생대 백악기는 ‘공룡시대’라고 부를 정도로 상당히 온난하였으며, 신생대 제3기까지 온난한 상태가 이어졌다. 그러나 지구는 3,500만 년 전부터 서서히 냉각되기 시작하여 250만 년 전부터 오늘날 겪고 있는 빙하시대가 시작되었다.
지구상에 빙하가 분포하는 시기를 빙하시대라고 부른다. 빙하시대에도 빙하가 확대와 후퇴를 반복하면서 빙기와 간빙기를 이어왔다. 즉, 빙하가 확대되는 시기를 빙기, 축소하는 시기를 간빙기 혹은 후빙기라고 부른다. 약 2만 년 전에는 최종 빙기의 최성기에 해당하여 전 지구적으로 혹독한 추위를 겪었으며, 오늘날보다 기온이 46℃ 낮았다. 이때 빙상의 두께가 3,5004,000m에 이르렀다. 스칸디나비아 빙상은 북위 50°까지 저위도로 확대되었고, 북아메리카 빙상도 북위 40°까지 확대되었다. 한반도 관모봉에도 이 무렵 빙하가 발달하였던 흔적이 남아 있다. 더욱이 해수면이 낮아지면서 황해가 육지로 드러나 중국과 한반도가 하나의 대륙으로 연결되었다. 약 1만 5000년 전에 최종 빙기의 최성기가 끝나면서 기온이 서서히 상승하였다. 그런 가운데 갑자기 기온이 크게 하강하는 시기도 있었지만, 상승과 하강을 반복하면서 최종 빙기가 끝나고 오늘날은 그 후인 후빙기에 와 있다.
기후변화는 역사시대에 이르러서도 계속되었다. 여러 문헌 자료에 의하면, 서기 900년부터 1200년 사이에는 ‘중세 온난기’라고 불릴 만큼 기온이 비교적 크게 상승하였다. 이 무렵 바이킹이 아이슬란드와 그린란드에 식민지를 건설하였고, 아일랜드, 프랑스, 잉글랜드 등 서유럽 해안과 북아메리카 동부 해안에까지 진출하였다. 이들은 근세로 접어들면서 점차 기온이 하강함에 따라 아이슬란드를 제외한 지역에서 자취를 감추었다. 역사 자료에 의하면, 한반도는 유럽과 달리 11~12세기에 오히려 기온이 낮은 편이었다. 이런 상황은 13세기 이후로 지속되었다.
13세기부터는 유럽에서도 기온이 점차 하강하면서 19세기까지 ‘소빙기’ 상황이 이어졌다. 특히 17세기 후반에 겨울이 매우 춥고 여름이 짧고 습하여 빙하가 확대되었다. 탐보라(Tambora) 화산이 폭발한 다음 해는 ‘여름이 없던 해’로 불릴 정도로 한랭하였다. 이 시기 한반도의 기후도 유럽과 비슷하여 16세기 중반에서 17세기 중반 사이와 18세기 초반, 19세기에 기온이 크게 하강하였다. 이 시기 우리나라에서는 전국적으로 기근이 이어졌고, 19세기에 이르러서 기근을 견디지 못한 백성들이 청나라나 연해주 등으로 대규모 이주하였다.
최근 100여 년 동안의 기온도 끊임없이 변화하였다. 19세기에서 20세기 초반까지의 한랭한 시기가 있었고, 1940년대에는 비교적 온난한 시기를 맞았다. 그 후 1960년대에는 ‘60년대 기후’라는 말이 생겨날 정도로 한랭하였으나, 1970년대 이후 꾸준하게 기온이 상승하여 최근 전 세계적으로 ‘ 지구온난화’가 주목받고 있다. 20112020년 전구 평균기온은 18501900년 평균에 비하여 1.09℃ 상승하였다. 20세기 말부터 전 지구적으로 기온 상승 폭이 더욱 커지고 있으며, 2023년은 관측 사상 기온이 가장 높은 해로 기록되었다. 한반도에서 기온 상승 폭은 전구 평균보다 큰 편이어서 최근 30년[19912020년] 평균기온이 19121940년 평균에 비하여 1.6℃ 상승하였다. 역시 한국에서도 최근 상승 폭이 커서 2023년 전국[62개 관측지점] 평균기온은 13.7℃로 1973년 이후 가장 높은 값을 기록하였다. 1973년부터 한국에 기상관측소가 크게 늘었다.
최근 기후변화에서 주목할 만한 점은 기온 상승 자체보다 극단적인 날씨 빈도와 강도가 증가하고 있다는 것이다. 기온 상승에 따라 폭염과 폭우, 폭설, 폭풍, 혹한, 가뭄 등의 출현 빈도가 급증하고 있다. 같은 시기에도 폭염이 이어지는 지역이 있는가 하면 다른 지역에서는 폭우에 의한 홍수에 시달리는 경우도 빈번하다. 겨울에도 일부 지역에서 혹한을 겪을 때, 다른 지역에서는 극심한 가뭄이나 더운 겨울을 겪기도 한다. 이런 극단적인 날씨는 기존의 기반 시설로 감당하기 어려워 재난이 발생할 수 있다. 더욱이 미래 기후 시나리오는 이런 극한 날씨의 출현 빈도와 강도가 더 증가할 것으로 예측하고 있어서 우려스럽다.
기후변화의 원인
기후변화의 원인은 자연적인 요인과 인위적 요인으로 구별할 수 있다. 기후변화에 영향을 미치는 자연적 요인은 거의 무한할 정도로 다양하지만, 제4기 이후의 기후변화 요인으로는 태양과 지구의 관계 변화와 태양활동도, 화산활동, 해양 변동 등이 중요하다. 더 긴 기간을 고려한다면 지각변동이나 극의 이동 등도 중요한 요인이 될 수 있다. 지구 자전축 기울기 변화와 공전궤도 변화, 근일점과 원일점 변화 등은 장기적인 기후변화에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어 자전축 기울기 변화 주기는 매 41만 년을 주기로 일어났던 빙기와 간빙기의 출현 주기와 일치한다.
또한 태양활동도의 변화는 장기적으로는 물론 단기적으로도 기후변화에 영향을 미칠 수 있으며, ‘근세 소빙기’에 해당했던 17세와 18세기에는 마운더 극소기[Maunder minimum]라 불릴 만큼 태양활동이 약하여 태양흑점수가 크게 감소한 시기이다. 반면, 1100년부터 1250년 사이에는 태양흑점수가 이상적으로 많았으며, 북반구에서 뚜렷하게 온난하였던 시기와 일치한다.
화산 폭발로 인해 대기로 유입된 화산재는 단기적인 기후변화에 영향이 커서 태양복사를 차단하여 기온 상승을 억제할 뿐만 아니라 응결핵 역할을 하여 운량을 증가시킨다. 특히 화산 폭발시 방출되는 황산 입자가 성층권에 유입되어 후방산란을 시키면서 냉각 효과를 일으킨다. 화산 폭발의 영향은 국지적일 수 있지만, 규모에 따라서 전 지구적으로 영향을 미치기도 한다. 특히 적도에 인접한 화산이 폭발하면 북반구와 남반구에 동시에 영향을 미칠 수 있다. 19세기 초에 폭발한 탐보라 화산과 19세기 말의 크라카타우(Krakatoa) 화산은 전구 평균기온을 0.2~0.5℃ 하강시켰다. 탐보라 화산은 북반구 거의 전 지역에 영향을 미쳤으며, 다음 해 1816년은 기상관측 이래 봄과 여름 기온이 가장 낮아 ‘여름 없는 해’로 기록되었다.
해양의 온도와 염도 차이로 발생하는 해양 순환 변동도 장기적인 기후변화와 단기적인 기후변화에 영향을 미칠 수 있다. 열대 해양의 뜨거운 물은 편동풍을 타고 서쪽으로 이동하다 플로리다 연안을 지나면서 편서풍을 타고 북동진한다. 이 멕시코만류는 노르웨이 해안까지 북상하면서 냉각되는 데다 염분이 높아 밀도가 높아지므로 침강하여 북대서양 심층수를 형성하고 남쪽으로 흐르다 남극 주변에서 형성된 다른 심층수와 만나 인도양과 태평양으로 흘러간다. 결국, 두 대양에서 표층수로 상승하여 다시 북대서양으로 흘러가며, 이런 순환에 약 1,000년이 소요된다. 약 1만 1000년 전에 거대한 빙하호의 담수가 허드슨만과 세인트로렌스강을 통하여 북대서양으로 유입되면서 해양 순환을 멈추게 하여 북유럽에 1,000년 동안 혹한을 초래하였다. 오늘날에도 이 순환이 멈추거나 약화한다면 북유럽과 서유럽은 현재보다 혹독한 추위가 찾아올 것이다. 또한 열대 태평양에서 종종 발생하는 해양 변동으로 엘니뇨 혹은 라니냐가 출현하여 중위도와 고위도 기후에 적지 않는 영향을 미친다.
인위적인 기후변화 요인은 지표면 상태 변화와 온실기체 증가이다. 인류는 불 사용과 가축 사육, 농업 활동 등을 통하여 지속적으로 자연을 변화시켰고, 산업화 이후 빠른 속도로 광대한 지역의 삼림을 파괴하고 있다. 세계은행에 따르면 2000년 이후에 매년 약 3만 7400㎢씩 삼림 면적이 감소하고 있으며, 2022년에만 남한 면적의 약 65%인 6만 6000㎢의 열대림이 제거되었다. 이와 같은 삼림파괴는 지표면의 반사도에 영향을 미칠 뿐만 아니라 이산화탄소의 흡수원을 제거하여 기후변화에 영향을 미친다. 우리나라에서도 도시 면적의 확대와 공장 부지 확보, 농경지 개발 등을 위하여 삼림이 심각하게 훼손되고 있다. 한국의 경우 도시 규모별로 보면, 큰 도시일수록 기온 상승 폭이 커서 인간 활동이 최근 기온 상승에 상당히 기여하고 있다는 것을 보여 준다.
또한 산업혁명 이후 급증하기 시작한 이산화탄소, 메탄, 아산화질소, 프레온가스 등은 온실효과를 일으켜 기온을 상승시키고 있다. 오늘날 이산화탄소 농도는 산업혁명 이전의 150% 수준이며, 우리나라는 2023년 안면도 기준 427.6ppm으로 전구 평균 419.3ppm보다 높다. 메탄의 농도도 산업혁명 이전에 비하여 160% 이상 증가하였으며, 농도는 낮은 편이나 기후변화에 미치는 영향이 크다. 특히 최근 영구동토층의 후퇴로 고위도지방에서 토양 중 메탄의 방출이 우려되는 상황이다.
기후변화의 영향
기온 상승의 영향은 다양하게 나타날 수 있다. 기온 상승은 지표면을 구성하고 있는 자연계는 물론 인간 활동에 이르기까지 지표면의 전 영역에 영향을 미칠 것이다. 우선 기온 상승은 남극과 북극에 분포하는 빙상과 알프스, 히말라야 등의 산악빙하와 만년설 등을 후퇴시킨다.
북극해에서의 해빙 면적 감소는 기온 상승의 영향을 직접으로 보여 준다. 미국항공우주국[NASA]에 의하면 1979년 이후 북극해 해빙 면적은 1981~2010년에 10년마다 평균 대비 12.85%씩 감소하여, 1980년 766만 7000㎢에서 2020년 392만 5000㎢로 줄었다. 그린란드와 남극 빙상도 지속적으로 감소하고 있으며, 그린란드 빙상은 매년 약 2,670억 톤이 녹으면서 세계 평균해수면 0.7㎜를 상승시킨다. 산악빙하도 두께가 얇아지고 면적도 감소하고 있다. 이는 산악빙하의 영향을 받는 주민들 사이에 물 분쟁으로 이어진다.
산악빙하와 빙상이 녹으면서 발생한 융빙수는 해수면을 상승시킨다. 미국 환경청[EPA]에 따르면, 전 세계 평균해수면은 1880년에 비하여 21~24㎝ 상승하였고, 최근 상승 추세가 가속화하고 있다. 이로 인하여 해안에 자리한 도시와 습지, 산호초섬 등 고도가 낮은 지역은 잦은 홍수와 해안침식에 시달릴 수 있다. 특히 네덜란드와 벨기에, 미국의 멕시코만 연안과 동부 해안, 방글라데시 등 아시아 삼각주 지역과 군소 도서 국가 등은 해수면 상승에 상당히 취약하다. 우리나라도 해안의 경사가 완만한 서해안과 남해안에 침수 우려가 증가하고 있다.
기온 상승은 농업을 포함한 각종 산업 활동과 위생 등에도 영향을 미친다. 이미 한국에서도 기후변화로 작물의 재배 적지가 북상하고 있다는 보고가 다수 있다. 예를 들어, 사과 재배 적지로 주목받던 대구, 경산 등은 이미 사과 재배지에서 멀어졌으며, 장수, 거창 등 고도가 높은 지방과 영월, 정선 등 북쪽으로 사과 재배지가 이동하고 있다. 기온 상승에 따라 열대성 질병 발생에 대한 보고도 이어지고 있다.
극한 기상현상에 의한 피해는 기후변화에 대한 취약계층과 취약 지역에 더욱 커질 수 있다. 2004년 프랑스 폭염 사례에서도 피해자의 절반 이상이 기후변화 취약계층인 75세 이상 고령자였다. 최근 한국에서도 폭염에 의한 온열질환자 수가 급증하고 있다. 폭염이 기록적으로 극심하였던 2018년에 가장 많은 4,526명을 기록하였고, 2024년에는 9월 초까지 3,505명을 기록하였다. 피해자 중 65세 이상 노인 연령층과 단순 노무 종사자, 무직자 등이 많은 비중을 차지하였다. 국지적인 폭우도 빈도와 강도가 더욱 심화하고 있어서 그로 인한 홍수 피해 범위도 확대되는 추세이다. 이에 따라 기후변화 취약 지역에 해당하는 고도가 낮은 해안의 삼각주 지역과 하천에 인접한 지역은 폭풍우, 태풍 등에 의한 해안침식과 다양한 재난 위험에 노출되어 있다.
참고문헌
단행본
『2023년 온열질환 응급실감시체계 운영 결과』(질병관리청, 2024)
『2023 지구대기감시보고서』(기상청, 2024)
『2023 산림평가보고서』(뉴욕산림선언[NYDF], 2023)
이승호, 『기후학』(푸른길, 2022)
『우리나라 109년(1912~2020년) 기후변화 분석 보고서』(기상청, 2021)
Climate Change 2023: Synthesis Report.(Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth, IPCC, 2024)
H. Lee and J. Romero(eds.), Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change(Core Writing Team, 2023)
