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[과학에세이] 온실가스와 기후변화 /이태억

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  •  |  입력 : 2018-08-20 19:18:43
  •  |  본지 26면
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올여름은 유난히 더웠다. 근 한 달 이상 밤낮으로 에어컨을 틀고 실내에서만 지내니 외부와 격리된 화성 기지에 사는 것 같다. 아무래도 지구가 고장이 난 것 같다. 인류가 만들어낸 이산화탄소 등이 일으키는 온실 효과 때문이다.

지구온난화를 일으키는 온실가스는 이산화탄소, 메탄, 아산화질소, 수소불화탄소 등이 99%를 차지하고 이 중 이산화탄소가 80%이다. 온실가스는 지구 표면에서 복사된 열에너지를 흡수해 우주로 자연 방출하는 양을 크게 줄인다. 사실 자연에서 발생하는 온실가스는 태양 빛을 받아 더워진 지구의 열에너지를 잘 흡수 보존한 뒤 지구 온도를 적당히 유지하여 생명이 살 수 있게 해준다. 만약 온실가스가 없다면 지구 기온은 33도가량 더 낮아져 대부분 지역이 얼음으로 덮였을 것이다.

그런데 왜 온실가스가 지구를 뜨겁게 하는가. 인류가 산업혁명 이래로 석탄, 석유 등의 엄청난 화석연료를 태워서 열을 많이 발생시킨 것도 책임이 있을지 모르지만 이로 인해 방출한 이산화탄소 등의 온실가스가 필요한 이상으로 지나치게 많아졌기 때문이다. 지난 80만 년간 빙하기가 7, 8회 반복되면서 이산화탄소 농도도 여기에 맞추어 변화해왔다. 그러나 이번 사이클은 크게 다르다. 지난 사이클에서 이산화탄소 농도 최고치를 크게 벗어나 거의 1.5~2배 가까이 증가하고 있다. 특히 지난 1000년간 중 산업혁명 이후로 급격히 상승했다.
인류가 온실가스 배출을 멈추거나 획기적으로 줄이지 않으면 평균 기온이 최하 1.4도, 최대 5.6도 상승할 것이라고 한다. 문제는 평균치 상승이 아니다. 지역별, 계절별로는 변화의 편차가 아주 크게 날 수 있다. 지구 전체의 열 흐름이 크게 혼란에 빠져 기후 변화가 극심해질 수 있다. 극한적인 폭염과 한파, 슈퍼태풍이 발생하고 해수 온도가 상승하고 극지방 빙하가 녹아내린다. 실제 지난 10년간 북극얼음은 13.2 % 감소하고 해수면은 지난 100년간 꾸준히 상승해 총 178㎜ 높아졌다. 최근 연간 3.2㎜ 상승 중이다. 기온관측 시작 이후 평균기온이 가장 높았던 18개년 중에서 17개년이 2001년 이후 발생했다고 하니 갈수록 기후변화가 심해지고 있다. 한반도 주변 해수 온도도 지난 50년간 1도 상승했다. 비브리오 패혈증 증가도 수온 상승, 해수면 상승으로 인한 해변 습지 증가 때문이라고 한다. 동식물 생태계도 크게 변화하여 이미 체감하고 있다. 한반도에서 삼한사온이 사라지고 지난 6년간 태풍이 거의 오지 않은 것도 천우신조 때문이 아니라 기후 변화 때문이다. 겨울과 봄의 미세먼지는 화석연료 사용 증가도 책임이 있지만, 삼한사온이 사라져 한반도 대기가 정체되는 것이 더 큰 문제라고 한다. 지난 15년간 북미, 유럽에 극심한 한파가 자주 발생하여 지구온난화가 정지한 듯이 보인 것은 북극과 열대 지방 간의 해상, 해저를 통한 온난 해류의 순환이 약화했기 때문이란다.

그럼 지구온난화는 막을 수 있는가. 이미 늦었다는 주장도 있지만 현재 400PPM을 초과한 이산화탄소 농도를 산업화 이전의 약 2배 수준인 450~550PPM에서 멈추게 억제하려면 현재의 온실가스 배출량을 약 50~80%를 감축해야 한다. 각국은 온실가스 배출의 필요성은 이야기하면서도 서로 눈치 싸움 중이다. 에너지 사용, 화력발전, 교통, 철강·석유화학·시멘트 산업 등이 크게 영향을 받기 때문이다. 더구나 자기 나라 온실가스 배출량을 줄여도 당장 자기 나라 기온이 내려가는 것이 아니다. 우리나라는 2009년 코펜하겐 기후변화협약 총회에서 2020년까지 배출전망치의 30%를 감축하겠다고 공언했다가 2015년 12월 파리총회에서는 기한은 2030년으로 늦추고 목표를 더 높여 37% 감축을 선언했다. 과연 목표 달성은 가능할까. 많은 반대와 실효성 논란에도 2015년 탄소배출권 거래제를 도입했지만 배출권 매물은 품귀 현상을 빚고 있다. 할당된 쿼터를 소진한 것도 있지만 배출권이 남아도는 일부 기업이 정부 정책의 불확실성을 의식해 보유하려고 했기 때문이다. 개인에게도 에너지 절감 등의 노력을 요구할 수 있지만 이에 따르는 생활 불편 등으로 성과는 불확실하다. 건강한 지구의 미래를 위해 정부와 지방자치단체의 강한 리더십이 절실하다.

KAIST 산업 및 시스템 공학과 교수·대한산업공학회 회장

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