[바다가 보이는 이야기] 네 안녕하세요 서울대학교 지구환경과학부 남성현 교수입니다 저희 지구환경과학부는 우리가 사는 지구의 환경을 지배하는 여러 과학적 원리에 대해서 탐구하면서 또 연구와 교육을 진행하고 있는데요 주로 그 하늘 대기 그 다음에 땅 지질 그리고 바다 해양 이런 것들을 대상으로 합니다 저는 올 한 해에 있었던 폭우 폭염 또 가뭄이 등등 각종 자연재해를 보고 이처럼 전례 없는 각종 자연재해가 심화하는 원인이 바로 오래전부터 과학자들이 경고했던 지구온난화 그 중에서도 특히 해양환경의 변화와는 떼려야 뗄 수 없다는 점을 말씀드리고 싶어요 우리가 육상에 살다 보니까 이런 해양 환경의 변화가 우리에게 미치는 이런 영향을 직접 피부로 느끼기는 좀 어려운데요 태양을 빼고 아예 기후를 이야기할 수 없을 정도로 이 기후 문제를 푸는데 있어서 해양이 핵심적인 부분입니다 첫 번째 시간인 오늘은 기본부터 짚어가는 의미로 기후변화와 해양 환경에 대해서 이야기를 해보겠습니다 [남성현 現)서울대학교 지구환경과학부 교수, 現)북태평양해양과학기구 정부 대표] [해양이 기후변화에 미치는 영향 기후변화와 해양 환경] 해양 과학자를 비롯해서 수많은 과학자들이 지구 온난화로 흔히 우리가 표현하는 이 기후변화 문제를 경고한 것은 아주 오래전 일입니다 그동안 인류의 대처가 너무나도 안일했고 최근에는 기후변화가 아니라 기후 위기 나아가서 기후 비상이라고 할 정도로 자주 심각하고 시급한 문제가 됐죠 오죽하면 스웨덴의 환경운동가 그레타 툰베리가 이런 말을 했습니다 지금 우리 삶을 황폐화시키고 있는 기후변화를 막기 위해서 왜 정부는 아무것도 하지 않나요 그녀는 정부라고 이야기를 했지만 사실 우리의 무관심이 각국 정부의 소극적인 대처를 가져온 것이 아닐까 그렇게 생각합니다 원래 지구의 오랜 역사에서 기후는 끊임없이 변해 왔어요 아 이것은 인간 활동과 무관하게 지구의 기후가 자연적으로도 변동할 수 있다는 것을 뜻하는데요 대표적인 것들이 태양 흑점 활동하고 관련이 있는 태양 복사 에너지의 변화인데요 태양 흑점 활동이 11년 정도 주기로 변화를 겪는 걸로 알려져 있습니다 그래서 태양 흑점 활동에 따라서 태양으로부터 지구로 들어오는 복사 에너지 양도 일정하지가 않고 약간씩은 변화를 겪어 왔죠 태양 주위를 돌고 있는 지구가 이 공전하는 주기도 일정하지가 않고 약간씩 변화를 겪어왔고 이 타원궤도도 약간씩 변화를 겪어 왔기 때문에 태양과 지구 사이의 거리도 일정한 것이 아니라 어느 정도의 변화를 오랜 기간 경험하고 있다는 겁니다 뿐만 아니라 지구의 자전축이 지금 현재는 약 23도 정도 기울어져 있는 것으로 알려져 있지만 이것도 약 4만 년 정도 주기로 22.1도에서부터 24.5도까지 서서히 변화를 겪어 왔고요 또, 이 자전축이 가리키는 방향도 어떤 원의 궤적을 그리는데 이것도 그 약 26,000년 정도 주기로 소위 말하는 세차운동에 의해서 변화를 겪어 왔어요 이런 것들을 다 우리가 이제 밀란코비치 이론이라고 하는데 이렇게 지구의 도달하는 태양복사 에너지 자체가 변화를 겪으면서 지구의 기후에도 자연적으로 이렇게 변화를 겪어 왔다는 것이죠 또 그 외에도 지구 내부에서 어떤 화산이 폭발했을 때 화산재가 높이 성층권까지 올라가서 그 성층권에 있는 이산화황 성분이 태양 복사 에너지를 차단할 수가 있기 때문에 지구 평균 온도가 좀 떨어지는 그런 일들이 지구 역사에서 많이 관측돼 왔습니다 대표적인 것이 1991년도 피나토보 화산의 예였죠 이렇게 자연적으로도 지구의 기후가 변화를 겪어 왔지만 그래서 자연적인 기후 변동성이라고 이야기를 하지만 지금 나타나고 있는 기후변화는 인위적인 것이죠 즉,온실효과가 강화되면서 지구의 열이 축적되면서 나타나고 있는 그런 인위적인 기후변화이기 때문에 우리가 문제라고 이야기를 하는 겁니다 산업화 이후에 인류가 온실가스(온실기체)라고 하죠 이것들을 계속 배출해 왔어요 계속 배출을 하다 보니까 이게 지구의 자연 생태계에서 흡수해 줄 수 있는 양 이상으로 우리가 계속 배출을 했던 것이고 그것이 대기 중에 축적이 돼서 대기 중에 온실가스 농도가 이제는 점점 증가하고 있죠 실제로 대기 중에 온실가스 농도가 증가하는 것을 어떻게 알 수 있느냐 하와이의 마우나로아 관측소에서 대기 중에 이산화탄소 농도를 1958년도부터 지금 현재까지도 지난 60년 이상을 계속 측정해 왔습니다 그렇게 측정을 해보니까 과거 1950년대에는 대기 중에 이산화탄소 농도가 310에서 320ppm 수준이었는데 계속해서 이것이 증가를 해서 농도가 자꾸 올라가더니 지금 현재는 410에서 420ppm 수준입니다 대기 중에 우리 눈에 보이지도 않는이 작은 양의 그 이산화탄소 농도가 0.03% 있던 것이 0.04%로 약 0.01%가 올라갔다는 거예요 그러면 그 정도의 변화가 아주 작은 변화 아니냐 그 작은 변화가 사실은 이 지구의 기후를 즉 온실효과를 강화해서 인위적인 기후변화를 만드는 중요한 원인이라는 것이죠 자 그럼 이제 기후변화와 해양환경의 관계에 대해서 생각을 해보면 좋을 것 같습니다 온실효과가 강화되면서 지구온난화로 지구에 축적되고 있는 열은 주로 어디에 흡수되는 것일까요 바로 바다 즉 해양에 흡수되고 있습니다 대기와 대륙 그리고 빙하 등등 지구상의 다른 권역에 흡수되는 열을 다 합쳐도 10%가 되지 않는데 해양에 흡수되고 있는 열은 90% 이상이라는 것이죠 그 양이 어느 정도냐면 1초에 원자폭탄 4 5개가 터지는 정도 즉 1시간에 14,400개에서 18,000개의 원자폭탄이 폭발하는 어마어마한 수준의 열에너지가 해양에 흡수되고 있다는 겁니다 그래서 흔히 기후라 그러면 기온이나 강수량 같은 어떤 대기에 영역이라고만 생각하기 쉬운데요 전세계 대기의 절반 이상이 사실은 바다 위에 놓여 있는 대기이고 또 지구온난화로 증가된 열의 대부분이 바다에 흡수되고 있기 때문에 지구의 대기를 데우고 식히고 또 수증기도 더 많이 공급하고 덜 공급하고 그렇게 하면서 지구 전체의 물 순환을 조절하기 때문에 이 해양을 빼고는 기후 문제를 아예 이야기 할 수가 없는 것이죠 그래서 기후 문제의 본질이 바로 해양인 것이고 해양이 바로 기후조절자라고 불리는 것입니다 그리고 이렇게 해양의 축적된 열은 해양 내에서 재분배되면서 각종 전례 없는 이상 기후를 만들어 내고 있는데요 제가 가장 먼저 이야기드릴 이슈는 바로 북극해의 빠른 온난화입니다 북극점 부근은 대륙이 아니라 바다로 되어 있잖아요 그래서 이걸 두고 우리가 북극해 또는 북빙양이라고 부르는데요 해빙을 오랜 기간 동안 추적을 해봤더니 1984년 9월에 비해서 2016년 9월에는 그 해빙이 굉장히 많이 줄어든 것을 확인할 수가 있었습니다 북극해에서 이렇게 해빙이 감소하고 있다는 것은 태양 복사를 반사시켜 주던 그 얼음이 덮여 있는 부분이 감소하는 것이기 때문에 해빙 면적이 줄어들수록 이 태양 복사가 그대로 해양에 흡수되면서 바닷물의 수온을 더 빠르게 올릴 수 있는 그런 환경이 됩니다 바닷물의 수온이 올라가면 또 이 북극해 해빙을 더 많이 녹이니까 해빙 면적이 더 줄어들고 해빙 면적이 줄어들면 반사되는 부분이 더 줄어드니까 그대로 또 해양에 더 많은 열이 흡수돼서 다시 수온을 올리고 이것이 악순환이 되는 것이죠 그래서 이것을 우리가 아이스 알베도 피드백이라고 하는데 아이스 알베도 피드백 때문에 북극은 다른 어느 곳보다도 지금 굉장히 빠르게 수온이 올라가고 있는 북극해 온난화가 굉장히 빠르게 일어나고 있는 그런 현상을 볼 수가 있습니다 우리가 그래서 그것을 북극 증폭이라고 부릅니다 그런데 이런 북극 증폭 일어나게 되면 어 그냥 북극해 사는 북극곰이라든가 이런 북극권의 생태계에만 문제를 일으키는 것이냐 그렇지 않다는 것이죠 비록 북반구 중위도에 사는 우리는 북극으로부터 멀리 떨어져 있지만 우리 중위도 상공의 제트기류라고 하는 굉장히 강한 기류가 흐르고 있는데 이것이 사행을 하면서 제트기류가 남쪽으로도 내려오고 북쪽으로도 올라가고 하면서 북극의 가둬두었던 그 냉기를 중위도까지 내려올 수 있도록 만든다는 것이죠 그래서 지구 온난화인데 왜 추워지냐 그렇게 이야기할 것이 아니고 지구 온난화이기 때문에 기후가 바뀌면서 경험하지 않았던 극단적인 추위 이런 한파도 더 심해질 수 있다는 것을 뜻합니다 실제로 2021년 연초에는 미국 남동부에 아주 따뜻한 지역인 텍사스주에서 전례없이 추운 그런 겨울을 맞이했었는데요 텍사스는 원래 겨울에도 따뜻한 어 그런 지역이라서 잘 눈이 오거나 이렇게 기온이 많이 떨어지는 곳이 아닌데 그런 텍사스가 2001년 연초에는 고위도에 위치한 알래스카보다도 더 추운 그런 겨울을 맞이하게 된 겁니다 바다의 수온이 오르는 것은 북극해에서만 벌어지는 일이 아닙니다 적도 부근에 있는 이 열대바다 그 중에서도 가장 수온이 높다고 하는 열대 인도양과 열대 서태평양의 웜풀이라는 해역이 있는데 그 웜풀 해역에서도 뚜렷한 수온 상승이 지금 나타나고 있습니다 이 열대 바다는 원래 태풍의 고장이라고도 부르는데요 왜냐하면 태풍은 따뜻한 바닷물이 증발하면서 공급되는 수증기가 응결할 때 만들어지는 것이기 때문에 태풍은 항상 이 열대 바다에서 잘 만들어질 수가 있습니다 그런데 이 열대 바다의 수온이 올라가고 있다는 것은 태풍의 에너지원이 점점 더 증가하고 있다는 것을 의미하죠 그 이야기는 앞으로는 앞으로 태풍이 점점 더 습하고 위력적인 더 강력한 태풍으로 변하고 있다는 겁니다 이런 북극해와 열대 바다의 수온 상승 외에도 이 따뜻한 바닷물이 또 빙하를 녹이면서 해수면 상승도 가속화되고 있는데요 그 해수면이 빠르게 올라가고 있는 원인은 크게 두 가지로 생각을 하는데요 하나는 바닷물의 수온이 올라가면서 열팽창에 의해서 부피가 늘어나고 있기 때문이고 또 하나는 그린란드와 남극에 있는 이런 빙하들이 녹아서 바다로 흘러 들어가는 그 융빙수 효과 때문으로 설명합니다 이 두 가지 원인에 의해서 전 지구 평균 해수면은 지금 점점 올라가고 있고 그 올라가고 있는 속도 자체도 점점 빨라지고 있습니다 그래서 1900년부터 1930년까지 연평균 0.6MM 정도 속도로 서서히 상승을 하고 있었고요 1930년부터 1992년은 연평균 1.4MM 그거보다는 두 배 이상 빨라졌던 속도죠 좀 더 최근인 1993년에서 2015년이 되면 연평균 2.6MM 연평균 3.3MM 속도로 과거에 비해서 몇 배나 더 빨라진 속도로 전 지구 평균 해수면이 상승하고 있다는 겁니다 그렇기 때문에 이미 해수면 상승 피해가 곳곳에서 나타나고 있습니다 남태평양 키리바시만 하더라도 공항이 있는 섬이 얼마 전에 침수가 돼서 큰 피해를 입었고 또 인도양의 몰디브 같은 나라들은 해수면이 1M만 올라가도 대부분의 국토 면적이 다 사라지게 되는 국토가 대부분 잠기게 되는 그런 큰 피해를 입게 됩니다 그리고 공항들이 잠기고 이제는 그런 어 일부 해안가 저지대뿐만 아니라 주요 대도시들까지 해일 피해가 점점 증가할 것으로 그렇게 전망이 되고 있어서 많은 과학자들이 우려하고 있는 것이죠 [해양이 기후변화에 미치는 영향 -기후변화와 해양 환경의 변화-] [기후변화의 자연적 요인 밀란코비치 이론] [밀란코비치 이론 자전축과 공전궤도 변화에 따른 거시적인 기부변화를 설명하는 이론으로 지구 복사에너지의 변화 요인 제시] [지구 복사에너지가 변화하는 요인] 1)태양 흑점 활동 변동에 의한 태양 복사에너지의 변화 2)공전궤도의 이심률 변화 3)세차운동으로 인한 자전축의 방향 변화 [기후변화의 인위적 요인] [산업화에 따른 이산화탄소 과다배출 = 온실효과] [기후변화에 따른 해양 환경의 변화] [지구온난화로 발생한 열이 흡수되는 곳 해양] [지구상에서 해양에 흡수되는 열은 90%이상] [지구 전체 물 순환을 좌지우지 하는 기후조철차'해양'] ex)북극해의 빠른 온난화,미국 남동부 텍사의 한파,웜풀 해역 확장,해수면상승 오늘은 기후변화와 해양환경에 대해서 살펴봤습니다 어떠신가요 바다가 기후 변화에도 영향을 미치고 또 기후변화로부터 많은 영향을 받는다는 그런 새로운 사실에 놀란 분도 계실 거고 아직도 반신반의하는 그런 분도 계실 것 같은데요 다음 시간에는 좀 더 바다와 우리가 겪고 있는 여러 가지 자연재해 이런 것들이 어떤 관계에 있는지 좀 더 깊이 있게 살펴보는 시간을 가지도록 하겠습니다 지금까지 남성현 교수였습니다 다음 시간에 뵙겠습니다 [바다가 보이는 이야기]