기후변화의 원인
기후변화의 원인
긴 기간의 기후를 변하게 하는 원인은 무엇일까?
대규모 화산활동, 긴 주기의 태양활동의 변화 등 자연적인 원인뿐만 아니라 산업혁명 이후 온실가스 배출이 많아 지면서 생기는 인위적인 원인 등이 있다.
기후변화 원인
- 지구 기후가 변하는 원인은 크게 자연적인 원인과 인위적인 원인으로 구분할 수 있다.
- 자연적인 원인으로는 태양 복사에너지 변화, 지구공전궤도 변화(밀란코비치 이론), 화산활동 또는 조산활동 등이 원인이 되며, 내부에서는 기후시스템의 자연 변동성으로 인한 엘니뇨, 북극진동, 몬순(장마) 등과 대기 및 해양 순환의 변화가 원인이 된다.
- 인위적인 원인으로는 이산화탄소 등 온실가스 농도 증가와 에어로졸 농도 변화 등이 있으며 삼림훼손이나 토지이용도 변화 등 환경 변화도 포함된다.
자연적인 기후변화 원인
태양에너지 변화
- 태양에너지는 수백만 년 이상 장기적인 생애에 따른 에너지 변화뿐만 아니라 11년 주기의 흑점활동으로 인해 방출되는 에너지가 변한다.
- 지구에 도달하는 에너지가 감소하면 기온이 낮아지는데, 15-18세기에 걸쳐 나타난 소빙기는 태양 흑점활동이 적었던 시기와 관련이 있다.
- 이 시기를 흑점의 극소기라 하고, 기후와 태양 흑점과의 연관성을 입증한 영국의 천문학자 이름을 따 ‘마운더 극소기(Maunder Minimum)’라고 부른다.
- 태양의 복사에너지는 흑점이 많을 때 크고, 적을 때 작아진다.
[출처 : Robert A. Rohde, Global Warming Art Project.]
지구공전궤도 및 자전축의 변화
- 지구공전궤도의 변화는 세르비아의 과학자 밀루틴 밀란코비치(1879~1958)가 지구 기후변화를 설명하기 위해 최초로 제안했다. 지구가 자전과 공전을 함에 따라 지구 공전 궤도 이심률(E)과 자전축 경사(T)의 변화, 세차운동(P)에 따라 지구와 태양 사이의 거리가 달라지며, 도달하는 태양에너지 양도 달라지는데 이러한 태양에너지 변화가 지구 기후에 영향을 미친다는 이론이다.
- 지구공전궤도의 변화 중 이심률은 대략 10만년, 41만년, 자전축 경사는 4만년, 세차운동 2만6천년 주기를 가지고 변하는데, 이에 따른 태양에너지 변화와 고기후 연구로 구한 지난 백만년 동안 빙하시대의 기후변화가 밀접한 관계를 보이는 것이 밝혀졌다.
[출처: By Fabrice.Lambert, https://commons.wikimedia.org]
화산활동
- 화산활동으로 많은 양의 화산재가 방출되면 일부는 성층권에 도달하게 되어 수년간 머무르면서 태양복사를 반사하여 지표에 도달하는 태양에너지가 감소하여 냉각화되는 현상이 나타난다.
- 1991년에 폭발한 필리핀의 피나투보 화산은 2천만 톤의 이산화황이 분출되어 성층권을 통해 전지구를 순환하면서 1~3년 동안 지구 평균 기온을 0.2~0.5℃ 냉각시켰다.
인위적인 기후변화 원인
- IPCC에서 발표한 5차 평가보고서에 따르면, 인간은 기후 시스템에 명백한 영향을 미치고 있으며, 최근 배출된 온실가스의 양은 관측 이래 최고 수준이다. 18세기 산업혁명 이후 인류에 의해 막대한 양의 온실가스, 에어로졸 등이 배출되었고, 경작을 위해 산림이 훼손되는 등 토지이용에도 많은 변화가 있었다.
온실가스 농도 증가
- 대기 중 이산화탄소 농도가 높아질수록 전지구 평균기온이 높아진다. 이산화탄소, 메탄, 아산화질소의 인위적 온실가스 배출이 온난화의 주원인일 가능성이 높으며, 특히 이산화탄소의 배출량이 전체 온실가스 배출량의 많은 부분을 차지한다. 이산화탄소 배출의 증가는 전세계 경제 성장과 인구 증가에 의한 것이나, 최근에는 대부분 경제 성장에 의한 것으로 보인다.
[출처: NOAA]
[출처: WMO]
토지 이용 변화
- 토지는 생물다양성 뿐만 아니라 식량공급, 담수와 기타 다양한 생태계 서비스 등 인간의 생태와 복지의 근간을 제공한다. 토지는 온실가스 배출원인 동시에 흡수원이며 지표면과 대기 간 에너지, 물, 에어로졸의 교환에 중요한 역할을 한다.
- 지구상 부동지역(ice-free land) 중 1/4 정도가 인간에 의해 황폐화 되었고, 기후변화로 인해 저지대 해안지역, 하천의 삼각주, 영구동토 지역에서 특히 심하다.
- 지난 50년(1959∼2018년) 동안 전체 배출량의 82%는 화석연료 CO2 배출량에 의한 것이며, 18%는 토지이용 변화에 의해 배출된 것으로 추정된다.
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