기후변화는 무엇이며, 지구에 어떤 영향을 미치고 있는가?

 

기후변화는 지구적이든 지역적이든 평균적인 날씨 패턴의 장기적인 변화다.기후 변화는 지구의 역사에서, 그리고 많은 다른 이유로 인해 여러 번 일어났다.그러나 오늘날 지구 온도와 날씨 패턴의 변화는 인간의 활동에 의해 일어난다.그리고 그것들은 과거의 자연 기후 변화보다 훨씬 더 빠르게 일어나고 있다.

 

과학자들은 시간이 지남에 따라 기후를 추적할 수 있는 많은 방법을 가지고 있는데, 이 모든 것은 오늘날의 기후 변화가 이산화탄소나 메탄과 같은 온실 가스 배출과 연관되어 있다는 것을 분명히 한다.이 가스들은 온실 속의 유리벽이 열을 내부에 유지시키는 것처럼 지구 표면 가까이에 있는 태양 광선의 열을 가두어 둔다.공기 중의 온실 가스 비율의 작은 변화들은 세계적인 규모로 주요한 변화들을 더할 수 있다.

 

평균적으로 온실가스의 영향은 지구 온도를 높이는 것이다.기후변화를 지구온난화라고 부르기도 하는 이유다.그러나 오늘날 대부분의 연구자들은 지구 전체의 날씨와 기후의 가변성 때문에 기후 변화라는 용어를 선호한다.예를 들어, 지구 평균 온도를 따뜻하게 하는 것은 북미 날씨에 영향을 미치는 주요 기류인 제트기류의 흐름을 변화시킬 수 있으며, 이는 결국 일부 지역에서는 계절적으로 극심한 추위를 초래할 수 있다.

 

과학자들은 기후 변화가 진짜인지 어떻게 알까?

 

지구온난화의 영향이 보인다.과거의 기후는 얼음, 퇴적물, 동굴 형성, 산호초 그리고 심지어 나무 고리에 기록된다.연구자들은 빙하 얼음 내부의 거품에 갇힌 이산화탄소와 같은 화학적 신호를 관찰하여 과거에 어떤 대기 조건이었는지를 확인할 수 있다.그들은 식물이 어떤 특정 지역에서 번성하기 위해 어떤 식물이 사용되었는지 알기 위해 현미경 화석으로 된 꽃가루를 연구할 수 있으며, 이는 다시 기후가 어땠는지를 나타낼 수 있다.과학자들은 또한 나무 고리를 측정하여 계절별 온도와 습기의 기록을 얻을 수 있다.산호, 종유석, 종유석에서의 화학적 산소 변형 비율은 과거의 강수 패턴을 드러낼 수 있다.

 

다른 종류의 자연 기록들은 과거의 기후에 대한 다른 단서들을 드러낼 수 있다.모슬리 톰슨 박사는 "해양 퇴적물은 계절별, 심지어 연도별 세부사항을 담고 있지 않지만 수백만년 전의 기후 사진을 더 흐릿하게 제공할 수 있다"고 라이브 사이언스지에 말했다.(The Smithsonian Institute에 따르면, 해양 퇴적물에서 드릴로 뚫은 가장 오래된 코어는 6천 5백만 년 전으로 거슬러 올라간다.)나무 기록은 비교적 짧지만 믿을 수 없을 정도로 상세하다.그리고 얼음은 정보로 가득 찰 수 있다.빙하는 기포의 형태로 대기 가스를 흡수할 뿐만 아니라 먼지와 다른 퇴적물, 꽃가루 알갱이, 화산재 등을 가두기도 한다.모슬리 톰슨은 얼음이 오래되고 압축될수록 기록이 흐릿해질 수 있지만 새로운 얼음이 기후가 무엇을 하고 있었는지 매년 확인할 수 있다고 말했다.

 

가장 최근의 기후 변화 - 산업혁명이 시작된 이래 - 또한 직접적으로 추적되었다.육지 온도 같은 것들의 기록 보관은 1800년대 후반에 향상되기 시작했고, 선장들은 풍부한 해양 기반 기상 데이터를 그들의 통나무에 보관하기 시작했다.1970년대 위성 기술의 등장은 극지방의 얼음 범위에서부터 해수면 온도에 이르기까지 모든 것을 망라하는 폭발적인 데이터를 제공했다.

 

기후는 어떻게 변하고 있는가?

 

이러한 기록들을 종합하면, 현대 기후가 과거의 패턴에서 빠르게 벗어나고 있다는 것을 알 수 있다.

 

산업혁명이 일어나기 전에는 대기 중 백만 개의 분자당 약 280개의 이산화탄소 분자, 즉 280개의 ppm(ppm)이 있었다.국립해양대기청에 따르면 2021년 현재 전 세계 평균 CO2 수치는 419ppm으로 지난 80만년 전보다 100ppm 이상 높아졌으며 2020년 대비 6.5ppm 증가했다.NOAA에 따르면 대기 탄소가 현재 수준에 도달한 마지막 시간은 300만년 전이라고 한다.

 

NOAA에 따르면 오늘날의 대기 탄소의 변화 속도도 과거보다 더 빠르다.증가 속도는 지난 60년 동안 지난 100만년 동안 그 어느 때보다도 100배 더 빨랐다. 즉, 빙하가 극지방에서 중위도 지방으로 확장되는 빙하 주기, 그리고 얼음이 현재의 위치로 후퇴하는 간빙 주기 사이에 8개의 주요 기후 변화 주기를 보았다.그리고 그 비율은 계속 증가하고 있다.1960년대에 대기 탄소는 일년에 평균 0.6ppm 상승했다.2010년대에는 연평균 2.3ppm씩 상승했다.

 

여분의 탄소의 열처리 능력은 지구 평균 기온 상승으로 이어졌다.NASA 고다드 우주연구소에 따르면 1880년 이후 지구의 평균 기온이 화씨 2도(섭씨 1도) 조금 넘게 상승했는데, 이는 화씨 10분의 1도 이내로 정확한 측정치라고 한다.NASA의 지구 관측소에 따르면 대기 중 탄소 증가율과 마찬가지로 지구 온도 상승 속도도 빨라지고 있다고 한다.1880년 이후 발생한 온난화의 3분의 2는 1975년 이후 발생했다.

 

기후변화의 영향은 무엇인가?

 

이 온난화는 지구 생태계와 환경에 변화를 일으켰다.가장 극적인 변화 중 일부는 해빙이 감소하고 있는 북극에서 일어났다.NASA에 따르면, 기록적인 얼음 범위 저하는 2002년 이후 새로운 정상이고, 가장 오래되고 다년 된 해빙조차도 빠르게 얇아지고 있다는 연구 결과가 나오고 있다.2020년 여름은 2012년 여름으로 기록되어 겨우 1년 밖에 되지 않는 여름 해빙 범위 중 최악의 해빙 범위가 더 낮은 것으로 나타났다.과학자들은 이제 2040년에서 2060년 사이에 얼음이 없는 북극의 첫 여름을 기대하고 있다.

 

Mosley-Thompson은 빙하가 특히 중위도 지역에서 전세계적으로 후퇴하고 있다고 말했다.몬태나의 빙하 국립공원은 1850년에 150개의 빙하의 본거지였다.오늘날에는 25개밖에 없다.모슬리 톰슨과 그녀의 팀은 마지막 열대 빙하가 향후 10년 안에 사라질 것으로 추정한다.

 

얼음이 녹고 열에 의한 바닷물의 팽창은 이미 해수면 상승의 원인이 되었다.NOAA에 따르면, 1880년 이후 세계 평균 해수면이 8~9인치(21~24cm) 상승했다고 한다.상승률은 20세기 연간 0.06인치(1.4㎜)에서 2006~2015년 연평균 0.14인치(3.6㎜)로 갈수록 높아지고 있다.NOAA에 따르면, 이 해수면 상승은 미국 해안 지역의 고지대 홍수가 300%에서 900% 증가했다는 것을 의미한다.

 

바닷물은 대기 중의 이산화탄소를 흡수하여 해양 산성화를 일으키는 화학 반응을 일으킨다.NOAA의 태평양 해양환경연구소에 따르면, 산업혁명이 시작된 이래로 해양 표면 수역의 전지구 평균 pH는 0.11만큼 감소했으며 이는 산도가 30% 증가했다고 한다.해양 산성도가 증가하면 산호들은 탄산염 해골을 만드는 것을 더 어렵게 하고 조개나 플랑크톤과 같은 껍질 벗긴 동물들이 살아남는 것을 더 어려워진다.

 

기후 변화는 심지어 봄과 같은 날씨가 오는 시기에도 영향을 미치고 있다.미국에서 기록된 가장 이른 봄은 2012년 3월이었다.기후 모델들은 이제 그러한 이른 샘이 2050년까지 표준이 될 수 있다고 제안한다.그러나 늦얼음이 계속되어 식물이 일찍부터 잎이 나고 나서 추운 온도에 의해 손상될 수 있는 환경이 조성될 것이다.기후 모델들은 또한 기온이 더 따뜻해짐에 따라 가뭄과 산불의 놀라운 추세가 악화될 것으로 예측한다.

 

노스캐롤라이나 주의 기후학자인 캐티 델로는 모델은 기후 과학자들에게 중요한 도구라고 말했다.델로 박사는 "현실 세계에서는 지구와 다른 미래를 비교할 방법이 없지만, 모델을 통해 과학자들이 다른 시나리오를 실험하기 위해 가상의 행성 버전을 만들 수 있다"고 말했다.비록 지구 시스템이 복잡하지만, 이 컴퓨터 모델들은 미래의 기후 추세를 예측할 수 있다는 것이 증명되었다.지오피지컬 리서치 레터즈지에 실린 2020년 논문은 1970년대와 2010년 사이에 발표된 기후모델 예측이 발표 후 발생한 실제 온난화와 비교했을 때 정확하다는 것을 발견했다.

 

기후 변화를 되돌릴 수 있을까?

 

점점 더 많은 재계 지도자들과 공무원들, 그리고 민간 시민들이 기후 변화와 기후 변화에 대해 우려하고 있으며, 그들은 그 추세를 멈추고 되돌릴 수 있는 조치를 제안하고 있다.

 

"어떤 사람들은 '지구가 스스로 치유될 것'이라고 주장하는 반면, 인간이 초래한 이산화탄소를 대기에서 제거하기 위한 자연적인 과정은 수십만년에서 수백만년의 시간대에 작용합니다,"라고 피츠버그 대학의 지구화학학자 겸 고생물리학자 조제프 베르네는 말했다."그러니까, 그래, 지구는 저절로 치유되겠지만, 우리의 문화기관이 그대로 보존될 수 있는 시기에는 아니다.그러므로 우리 자신의 이익에 있어서는 우리가 일으키는 기후의 변화에 대처하기 위해 이러쿵저러쿵 행동해야 한다."

 

만약 인간의 모든 온실 가스 배출이 즉시 중단된다면, 몇몇 연구들은 이산화탄소가 수백년 동안 대기 중에 남아 있기 때문에 지구는 여전히 더 많은 온난화를 경험할 것이라고 말한다.이론적으로, 지하 저장소에 탄소를 주입하는 것을 포함하는 탄소 포획과 저장과 같은 대기 중의 이산화탄소를 제거함으로써 이러한 "잠금된" 온난화의 일부를 되돌릴 수 있는 제안들이 있다.옹호자들은 탄소 포획과 저장이 기술적으로 실현 가능하다고 주장하지만, 시장 힘은 광범위한 채택을 막았다.

 

이미 배출된 탄소를 대기 중에 제거하는 것이 실현 가능한지 아닌지는, 미래 온난화를 방지하려면 인간이 온실 가스 배출을 중단해야 한다.지금까지 온난화를 막기 위한 가장 야심찬 노력은 파리 협정이다.유엔에 따르면, 2016년 11월에 발효된 구속력이 없는 이 국제 조약은 "산업화 이전 수준보다 섭씨 2도[3.6F] 이하로 온난화를 지속시키고 기온 상승을 1.5도[2.7F]로 제한하려는 노력을 추구하기 위한 것"이라고 한다.이 조약에 서명하는 각 회원들은 자발적으로 배출 한도를 정하고 시간이 지남에 따라 더 엄격해지기로 합의했다.기후과학자들은 협정에 명시된 배출 한계는 1.5도, 심지어 2도 정도로 계속 따뜻해지는 것이 아니라 온실가스 배출을 줄이기 위한 변화가 없는 "비즈니스적 일상적" 시나리오에 비해 개선될 것이라고 말했다.

 

오바마 행정부 시절 미국은 2025년까지 온실가스 배출량을 2005년 수준의 28% 미만으로 제한하겠다고 공약했다.하지만 도널드 트럼프 대통령은 당선 직후 자신의 행정부가 파리협정을 준수하지 않겠다고 밝혔다.트럼프 행정부는 2019년 협정에서 정식 탈퇴 절차를 시작했다.조 바이든은 2021년 대통령직에 취임하자마자 파리협정에 미국을 재선임했다.2021년 한 연구에서는 온실가스가 이미 지구 온난화가 3.6F 이상 될 정도로 충분히 '잠금'되어 파리협정의 목표를 밀어내고 있는 것으로 나타났다.그러나, 배출을 억제하는 것은 여전히 온도 상승을 더 관리하기 쉬운 비율로 늦출 수 있고 궁극적인 피크를 감소시킬 수 있다.

 

몇몇 주정부와 지방정부가 기후변화와 싸우기 위해 그들만의 노력을 시작했다.예를 들어, 24개 주와 푸에르토리코는 미국 기후 동맹에 가입하여 연방 차원의 정치와는 상관없이 파리 협정에 정해진 목표를 달성할 것을 약속했다.