▲ 김진영 방재관리연구센터 이사장

우리들이 매일 메스컴을 통해 오늘은 비가 온다. 오늘은 눈이 온다. 라고 하는 물리적인 현상은 ‘기상’이라고 하고. 특정한 날씨가 아닌 이지역은 원래 비가 많이 오는 곳이다. 저지역은 본래 온난한 지역이다. 라고 수십 년 동안 한 지역의 날씨를 평균화 한 것을 ‘기후’라고 한다. 이러한 기후변화의 연구 방법을 소개하고, 기후변화의 요인을 알아본다.

기후변화의 대표성이 있는 연구 방법에는 빙하 연구, 나이테 연구, 화석연구 등이 있다. 
빙하 연구: 최근 들어 고기후를 연구할 때 가장 많이 쓰이는 방법이 빙하를 이용하는 것이다. 빙하에 구멍을 뚫으면 나이테와 비슷한 얼음 코어를 채취할 수 있다. 빙하 시추기술을 활용해 빙하에서 반복적으로 나타나는 어둡고 밝은 층위들을 조사하면 매년 형성된 퇴적층이 나이테처럼 수천 년에 걸친 기후를 정확히 알려준다. 얼음 코어를 분석할 때 중요한 것은 그 안에 포함된 황산의 수치다. 언제 강력한 화산 폭발이나 혜성 충돌이 있었는지를 알려주는 중요한 자료가 되기 때문이다. 영화 ‘투모로우’의 첫 장면에도 극빙하의 샘플을 채취하는 모습이 나온다. 이처럼 빙하는 기후학자들에게 엄청난 정보를 제공해 준다.

나이테 연구: 미국에 최초로 건너갔던 청교도들이 흔적도 없이 사라졌다. 무엇이 이주민들을 사라지게 한 것인지가 오랫동안 연구의 대상이 되었다. 나중에 나이테를 이용한 고기후 연구가 시작되면서 당시 심각한 가뭄이 이주민들의 실종과 관련이 있다는 사실이 밝혀졌다. 이후 나무의 나이테를 이용해 고기후를 연구하는 방법이 널리 활용되고 있다.

화석 연구: 지질시대의 퇴적암 안에 퇴적물과 함께 퇴적된 동식물의 유해나 흔적을 화석이라고 한다. 대다수의 화석은 오랜 세월 동안 땅속에 묻혀 있었기 때문에 단단하다. 화석은 죽은 생물의 유체가 진흙에 묻히고, 퇴적물이 계속 쌓여 단단한 퇴적층을 만들고, 지각 변동으로 퇴적층이 땅위로 올라온 후 침식작용에 의해 지층이 껵여 드러난다. 화석은 표준화석(index fossil, 標準化石)과 시상화석(facies fossil, 示相化石)으로 구분해서 연구한다. 만약 20만년 전의 지층에서 산호가 발견되었다면 그 지층은 과거에 수심이 얕고 따뜻한 바다였음을 알 수 있다. 이처럼 생존기간이 길고 특정한 환경에서만 생존하여, 지층이 만들어진 환경을 알려주는 화석을 시상화석이라 한다. 공룡은 지구 여러 곳에서 생활했으나 중생대에만 살았다. 이처럼 생존기간이 짧고 진화속도가 빠르며 여러 곳에서 나타나, 지층이 만들어진 시대를 알려주는 화석을 표준화석이라 한다.

기후변화 요인을 알아본다. 기후변화는 장기간에 걸친 기간(수십년 또는 그 이상)동안 지속되면서, 기후의 평균상태나 그 변동 속에서 통계적으로 의미 있는 변동 “인간 행위로 인한 것”이든 “자연적인 변동(Variability)”이든 시간의 경과에 따른 기후의 변화를 포괄하고 있다. 이러한 기후변화는 자연적 요인, 인위적 요인, 복사 강제력으로 구분한다.

[자연적 요인]
기후 시스템과의 상호작용: 주요 구성요소인 대기권(atmosphere), 수권(hydrosphere), 빙권(cryosphere), 지권(geosphere), 생물권(biosphere)과의 상호작용을 통해 끊임없이 변화하는 과정에서 기후변화를 유발한다.
태양 에너지의 변화: 태양 흑점 수의 변화에 따른 태양 복사 에너지량의 변화 또는 기후변화를 유발한다.
지구 궤도 변화(밀란코비치 주기): 지구공전궤도의 변화, 지구 자전축의 기울기 변화, 지구 자전축의 세차운동 등이 기후변화를 유발한다.
화산폭발에 의한 태양에너지 변화: 화산분출물이 성층권까지 상승하여 수개월~수년 동안 머물며 태양빛을 흡수하여 성층권 온도는 상승하나 대류권에 도달하는 태양빛이 감소되어 대류권 온도를 하강시킨다.

[인위적 요인]
온실가스: 인간의 활동에 의하여 발생한 지구 온실 가스(GHGs : Green House Gases) 들은 대기 중에서 장기간 또는 단기간 동안 머무르며 지구 대기의 화학적 조성을 변경시키고 기후변화를 유발한다.
에어로졸의 영향: 에어로졸이란 기체상에 부유하는 미세입자로 액체나 고체의 입자가 주로 공기와 같은 기체 내에 미세한 형태로 균일하게 분포되어 있는 것을 말한다. 온실 가스와 마찬가지로 인간의 활동으로 인한 산업화가 대기 중 에어로졸의 양을 변화시켰다.
토지 피복 변화와 산림 파괴 영향: 과잉 토지이용이나 장작, 숯 채취 등에 의한 토지 이용도의 변화와 도로의 건설, 벌목, 농업 확장, 도시화 및 산업화로 인한 삼림 파괴는 지표면의 반사율 변화를 유발 시킨다.

[복사강제력]
복사강제력(radicative forcing)이란 어떤 인자가 갖는 지구-대기 시스템에 영향을  주어 에너지 평형을 유지 및 변화시키는 영향력의 척도이다. 이러한 복사강제력은 잠재적인 기후변동 메커니즘의 중요한 지표다.
기후변화는 ‘2021지구재앙’에서 보듯 자연재난을 점점 대형화 시키고 있다. 이를 방치하면 자칫 지구를 살릴수 있는 기회를 놓친다. 지구인 모두가 일상생활에서 노력하는 길만이 최선이라고 본다.