기후 변화, 그것이 알고 싶다!

날씨가 일시적인 기상현상을 나타내는 것에 비해, 기후란 대기현상이 오랜 기간 동안 시간적, 공간적으로 일반화된 평균적인 날씨를 말하며 보통 30년간의 평균을 이용한다. 그리고 기후변화란 현재의 기후 체계가 자연적, 인위적인 영향으로 기후가 변화하는 현상을 말한다.

기후변화의 원인

자연적인 기후변화의 주요 원인으로는 판구조론에 의한 대륙이동, 화산활동, 지구궤도요소의 주기적인 변동, 태양의 변동이 있으며 인간의 영향에 의한 요인으로는 CO2 양의 증가, 인간의 산업 및 농업활동의 증가로 인해 발생한 미량 기체들(메탄(CH4), 아산화질소(N2O), 염화불화탄소(CFC) 등)이 있다.

고기후Palaeoclimate

고기후란 과거의 기후로서 역사 시대 이전 또는 지질 시대의 기후를 말하며 과거에 기록된 자료로 화석, 호수나 해양저의 퇴적물, 육상의 퇴적층, 빙하, 꽃가루 화석, 동위 원소의 비율, 나무의 나이테 등을 이용하여 과거의 기후를 조사한다. 비교적 가까운 과거의 기후는 문헌이나 나이테 등을 이용하여 알아내며, 지질 시대와 같은 먼 과거의 기후는 화석, 빙하의 흔적, 지층의 퇴적물 연구 등을 통해 알아낼 수 있다.

① 산소 동위 원소의 비율
원자 번호는 같지만 원자량이 다른 원소를 동위 원소라고 한다. 보통의 경우 산소(16O)는 원자량이 16이지만, 원자량이 18인 산소(18O)가 소량 존재한다. 16O는 18O에 비해 조금 가볍다. 따라서 가벼운 16O는 18O에 비해 증발이 잘 되어, 강수(빙하얼음)에는 16O가 풍부하고 바닷물에는 18O가 증가하게 된다. 따라서 빙하기 동안에는 해수의 18O/16O의 비율이 작아지고 따뜻한 간빙기 동안에는 해수의 18O/16O의 비율이 커진다.

② 이산화탄소의 농도 변화
이산화탄소 같은 온실 기체는 지구 대기에서 우주로 열이 빠져나가는 것을 막아 지구의 기온을 상승시킨다. 남극이나 그린란드의 빙하를 시추하면 얼음층 속에서 과거의 공기를 간직한 공기방울들을 발견할 수 있는데, 이 공기를 분석하면 산소 동위 원소의 비율 외에도 눈이 쌓일 당시의 이산화탄소 농도를 알아낼 수 있다.

③ 나무의 나이테
나무는 여름에는 크기가 크고 벽이 얇고 밝은 세포를 만들고, 겨울에는 크기가 작고 벽이 두껍고 어두운 세포를 만든다. 이러한 성장속도의 차이가 나이테를 형성한다. 나이테의 폭은 계절 외에도 기온, 강수량, 일조량, 양분 등 나무의 생장에 영향을 미치는 요인에 따라 달라지는데, 이러한 나무의 나이테로부터 과거 기온과 강수량 변화를 알아낼 수 있다.

지질시대의 기후 변화

 선캄브리아 시대에는 몇 차례에 걸쳐 온난한 시기와 한랭한 시기가 반복되었으나, 대체로 온난하였으며, 고생대에는 중기와 말기에 빙하기가 있었다. 중생대는 대체로 온난하였고 신생대 또한 초기에는 온난하였으나 중기부터 기온이 꾸준히 내려가 후기에는 여러 차례 빙하기가 나타났다.

 남극대륙 보스토크기지에서 채취된 3,600m 이상의 얼음시료를 분석한 결과 지난 42만년 동안 6℃ 정도의 폭으로 지구가 더웠다 추웠다 하는 진동을 4번이나 반복한 모습을 보여주고 있으며 마지막 빙하기는 1만 2천 년 전에 끝났고, 현재는 간빙기로 추측된다.

최근의 온난화

 지구의 표면 온도는 과거 1만 년 동안 1℃ 상승하였으나 최근 100년간(1906~2005)은 0.74℃ 가량 상승하였으며 이와 같은 온도 상승은 유래가 없을 정도이다. 현재 지구 기후변화의 원인으로는 산업혁명 이래 크게 증가하고 있는 온실 가스의 영향이 가장 큰 것으로 판단되며 대기 중 온실 가스의 증가 속도는 최근 2만년 동안 매우 큰 폭으로 증가하였다. 그 중 CO2의 농도는 391ppm으로(2011년 기준) 산업화 이후 40% 증가하였다.