온실기체로 갇힌 열, 대기에 미치는 영향이 훨씬 더 크다

온실기체가 증가하면서 지구는 태양 열을 더 많이 저장하고 있다. 그런데 이 열이 대기 중에 불균형적으로 저장되고 있다는 사실을 오스트리아 그라츠대학의 연구팀이 밝혀냈다.


전세계적으로 온실기체 배출이 계속 증가하고 있고 지구온난화도 더 심해지고 있다. 이로 인해 지구에 더 많이 들어오는 열 에너지는 지구를 데우거나 녹이는 데 사용되는데, 1970년대 이후 이러한 열 에너지가 해양과 육지, 대기 등에 얼마나 축적되고 극지방의 얼음과 빙하를 녹이는 데 얼마나 쓰였는지 최초로 계산해낸 연구가 나왔다.

키르헨가스트(Gottfried Kirchengast, 그라츠대학 베게너 센터)박사 연구팀은 대기에 축적되는 열을 연구한다. 이들이 밝혀낸 바에 따르면 지난 수십 년 동안 대기에 축적된 열은 해양이나 육지에 저장된 열, 빙하를 녹이는 데 사용된 열, 이상기후와 혹한, 폭염 등에 기여한 열에 비해 훨씬 더 많았다. 이러한 연구 결과는 저널 Earth System Science Data(2020. 9. 7.)에 게재되었다.

[그림 1] 배출된 온실기체로 인해 증가한 열의 양은 1970년대 이후 300조 기가줄 이상이다. 최근 10여 년 동안 대기가 흡수한 열은 지난 50년 기간에 비해 2배(1%–>2%)로 증가해, 이상기후를 만들어내고 있다. © uni-graz.at | MercatorOcean/ESSD, 2020.

열 불균형 증가

대기 중 온실기체 농도는 지속적으로 증가하고 있는데, 이는 일차적으로 우리가 화석연료를 계속 태우고 있기 때문이다. 온실기체가 증가함에 따라 지구로 들어오는 태양 에너지와 지구에서 다시 우주로 방출되는 열 복사에너지 사이에 불균형이 발생하게 된다. 이는 온실가스가 방출되는 복사에너지를 막기 때문이다.

“늘어난 온실기체로 인해 지구가 더 보유하게 되는 에너지는 1평방미터당 매초 평균 0.9줄입니다. 지구 표면적이 5억 1천만 평방킬로미터이므로, 매년 지구로 더 들어오는 에너지는 약 14조 기가줄입니다. 이 양은 전세계에서 소비하는 에너지 총량의 12배가 넘습니다.”

– 키르헨가스트 박사

엄청난 온난화 속도와 기후변화가 바로 이 에너지 불균형 때문이다. IPCC 보고서에 따르면, 2001-2018년 동안 대기 중에서 열이 증가해온 속도는 1971-2010년 기간에 비해 3배 더 빠르다(키르헨가스트 박사).

열이 저장되는 곳들

키르헨가스트 박사팀의 이번 연구는 10개국의 연구자들이 참여하여 함께 진행했으며, 지구 시스템에 대해 이용가능한 최상의 데이타를 사용했다. 그 결과 온실기체로 인해 더 들어오는 에너지는 :

  • 90%는 해양에 저장.
  • 5%는 육지에 저장.
  • 3%는 얼음과 눈을 녹이는 데 사용.
  • 2%는 대기에 저장.

“대기에서 흡수하는 양은 절대량으로 보면 가장 적은 부분을 차지합니다. 다행스러운 것은 해양은 워낙 덩치가 커서 열을 어느 정도 저장할 수 있으며 완충 역할을 해낸다는 겁니다. 그러나 대기에 저장되는 열은 기후에 미치는 영향이 크기 때문에 날씨나 극한 기후와 같은 형태로 인류에게 가장 직접적인 피해를 끼칠 수 있습니다.”

– 키르헨가스트 박사

키르헨가스트박사가 말하는 이번 연구의 핵심은, “이러한 위험한 에너지 불균형을 줄이는 유일한 방법은 파리 기후협약에서 설정한 목표에 따라 온실기체 배출량을 극적으로 줄이는 것이다.”

최고의 국제협력연구팀

키르헨가스트 박사가 이끄는 연구자 그룹은 대기 기후 모니터링 연구 분야에서 세계 최고 팀 중의 하나이다. 이번 연구에 참여한 팀에는 막스 고퍼(Max Gorfer), 안드레아 스타이너(Andrea Steiner), 마이클 메이어(Michael Mayer), 레오 하임버거(Leo Haimberger) 등이 포함되어 있다.

이들 연구자들은 세계 전체에 대한 데이타를 이용하여 계산을 하며, 위성에 기반한 라디오 오컬테이션(지구 대기에 의해 차폐되는 정보를 수신하는 기술)과 라디오존데(radiosondes)과 같은 기상관측시스템을 사용한다. 또한 영국 리딩(Reading)에 있는 유럽기상센터 ECMWF로부터 최근의 장기적인 대기 재분석 데이터를 받아 분석에 이용한다.

키르헨가스트 박사의 국제 연구팀은 지구기후관측시스템(the Global Climate Observing System)과 세계기후연구프로그램(World climate Research Programs)의 틀 안에서 운영되고 있다. 연구 결과는 2021년에 발간될 IPCC 평가보고서에 중요한 기여를 하게 될 것이다.


번역, 요약 : 황승미 (녹색아카데미)


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