유엔은 계속되는 온실 가스 배출이 어떻게 지구의 해수면을 높이고 향후 몇 년 동안 극한 날씨를 초래할지에 대한 자세한 추정치를 포함하여 지구 온난화에 대한 가장 자신 있고 포괄적인 평가 보고서를 곧 발표할 예정이다.
200명 이상의 과학자들이 작성하고 195개국 정부 대표의 승인을 받은 IPCC(기후 변화에 관한 정부간 협의체) 보고서는 인간이 지구의 기능을 변화시키고 있다는 사실에 의심의 여지를 남기지 않을 것이다. 네이처가 인터뷰한 기후 연구자들은 정부가 과감한 조치를 취하지 않으면 상황은 훨씬 더 악화될 것이라고 말한다.
많은 사람들은 기후 과학의 최신 발전을 다룬 이 보고서가 올해 11월 영국 글래스고에서 열리는 유엔 기후 정상 회담에서 세계 지도자들이 온실 가스 배출을 억제하기 위한 새로운 약속을 하고 행동에 나서도록 하는 계기가 될 것을 바라고 있다.
과학자들은 현재 정책을 유지할 경우 정부가 2015년 파리 기후 협정에서 설정한 지구 온난화를 산업화 이전 수준보다 1.5~2°C 높게 제한하는 목표를 달성하지 못할 것이라고 예측하고 있다.
영국 노리치에 있는 이스트 앵글리아 대학의 기후 과학자인 코린 르 케레는 “이 보고서는 지구 온난화에 관한 과학의 현황을 아주 명확하게 밝히고 정부의 진영에 다시 그 공을 넘길 것”이라고 말했다.
이는 1990년 이후 IPCC의 여섯 번째 주요 기후 평가를 구성하는 3개의 보고서 중 첫 번째 보고서이다. 두 번째 보고서는 기후 영향 및 적응에 대한 것이고 세 번째 보고서는 완화 노력에 관한 것이다.
첫 번째 보고서가 발표되기를 기대하면서 '네이처Nature'는 8년 전 마지막 IPCC 평가 이후 수행된 기후 과학의 가장 중요한 발전 중 일부라고 연구자들이 말하는 내용을 미리 살펴보았다.
◆ 신뢰도가 높고, 핫한 모델
수십 년간의 연구 끝에 기후 과학자들은 온실 가스 배출이 지구 온도를 상승시킨다는 데 의심의 여지가 없다는 결론을 내렸다. 이러한 가스의 농도는 산업화 이전보다 약 50% 증가했으며 지구는 1°C 이상 따뜻해졌다. 일부 과학자들은 정부가 이러한 배출을 억제하기 위해 더 많은 조치를 취하지 않는 한 세계는 거의 3°C의 온난화가 진행될 것이라고 추정하고 있다.
연구자들은 기후 과학이 발전함에 따라 이러한 예측에 대해 더욱 확신을 갖게 됐다. 과학자들이 기후 예측을 평가하는 한 가지 방법은 '기후 민감도(climate sensitivity)'라는 측정 기준을 사용하는 것이다. 이것은 지구의 대기 중 이산화탄소(CO2) 수준이 산업화 이전 수준과 비교하여 두 배가 되면 발생할 것으로 예상되는 장기적 온난화를 측정하는 것이다. 온난화 현상에 대한 이해와 컴퓨팅 능력의 발전에도 불구하고 기후 민감도 추정치는 1970년대 이후 약 1.5~4.5°C에 머물러 있다. 그 범위를 좁히려는 과학자들의 최근의 노력은 앞으로 수십 년 동안 세계가 얼마나 빨리 따뜻해질지에 대한 예측에 대한 신뢰를 크게 높였다.
예를 들어, 2020년 7월에 발표된 연구에서 연구자 팀은 현대 기후 기록과 고대 기후의 증거를 포함하여 다양한 증거로 기후 모델에 구축에 나섰도다. 그들은 예상 가능한 기후 민감도를 2.6~3.9°C로 결정했다.
이 연구의 공동 저자이자 캘리포니아 오클랜드에 있는 Breakthrough Institute의 기후 과학자인 체케 하우스파더(Zeke Hausfather)는 "좀 난해하게 들리지만 IPCC가 기후 민감도의 범위를 좁히는 것은 실제로는 꽤 큰 문제가 될 것"이라고 말했다. 범위를 좁히는 것은 모델의 수를 제한하고 향후 예측을 개선하는 데 도움이 될 수 있기 때문이다.
그러나 하우스파더는 미국과 영국에 있는 대규모 모델링 센터의 모델을 포함하여 많은 최신 기후 모델이 이전의 기후 민감도 추정치보다 훨씬 높은 온난화를 예상하고 있다는 점에 재빨리 주목했다. 기후 민감도 테스트를 실행한 약 40개 모델 중 약 1/3은 CO2 수준이 두 배로 증가하면 4.5°C 이상의 온난화를 예측했다. 그것은 다른 증거를 고려할 때 이러한 극단적인 수준의 온난화를 믿을 수 없다고 생각하고 있던 과학자들을 당혹스럽게 만들었다.
과학자들은 지구가 뜨거워지는 이유를 파악하기 위해 측정 모델을 정교하게 만들고 있지만 일부 연구에 따르면 '구름 미세 물리학(cloud microphysics)'과 에어로졸이라고 불리는 대기의 작은 입자에 대한 정교하고 새로운 재현 방법을 사용하는 것이 해답의 일부일 수 있다고 제안하고 있다. 예를 들어, 이전 모델은 지구가 따듯해지면 물로 변하는, 너무 많은 얼음으로 구성된 비현실적인 구름을 상정하고 있었다. 이러한 추정은 수성 구름이 더 많은 태양 에너지를 우주로 다시 반사하기 때문에 냉각 효과를 만들어낸다는 관측에서 비롯됐다. 최신 모델은 시간이 지남에 따라 냉각 효과를 감소시키는 더 많은 물을 포함하는 보다 사실적인 구름을 바탕으로 하고 있다.
그러나 이것은 기후 과학자들이 여전히 해결하고 있는 더 큰 방정식의 한 부분일 뿐이라고 NASA 고다드 우주 연구소의 모델링 팀을 이끌고 있는 개빈 슈미트(Gavin Schmidt)는 말한다. 관심을 모으고 있는 일부 모델들은 기후 민감도와 같은 메트릭을 계산할 때 가중치를 줄여야 필요가 있다고 슈미트는 지적하고 있다. 그러나 그런 모델들은 여전히 강수 패턴과 같은 기후 변수(climate variables)에 대한 유용한 예측을 제공할 수 있다고 그는 덧붙였다. 최근 기후 예측을 해석하는데 있어서 과학자들이 이러한 질문에 대해 탐구하기 시작했다는 사실을 IPCC는 인식을 해야 한다고 슈미트는 강조했다.
세계는 IPCC가 2019년에 특별 보고서를 발표했을 때 지구의 해수면이 어떻게 상승할 것인지에 대해 예상을 할 수 있었다. 9일 발표될 IPCC 보고서에는 온실가스 배출량에 따라 2100년까지 전 세계 평균 해수면이 0.3~1.1m 상승할 것이라는 과학을 바탕으로 한 예측이 의심할 것 없이 포함될 것이라고 전문가들은 내다봤다.
이는 이전 전망보다 약간 높은 수준이지만 보고서는 2미터 상승도 배제할 수 없다는 전문가들의 의견을 분석한 최근 연구도 인용했다. 이러한 극단적인 변화는 저지대에 살고 있는 수천만 명의 사람들을 이주시킬 수 있다.
그린란드와 남극 대륙의 빙상이 붕괴할지 여부에 대한 복잡한 질문에 달려 있기 때문에 해수면 상승을 정확히 파악하는 것은 어렵다. 그러나 과학자들은 2013년의 마지막 주요 IPCC 기후 평가 이후 해수면 상승이 전 지구적 규모가 아니라 지역 및 지역 규모의 커뮤니티에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 이해하는 데 있어서 눈에 띄는 진전을 이루었다. 특별 IPCC 보고서의 저자인 뉴저지 프린스턴 대학의 기후 과학자인 미카엘 오펜하이머(Michael Oppenheimer)는 도시, 국가 및 지역마다 해수면 상승을 매우 다른 방식으로 경험할 것이기 때문에 이것은 매우 중요하다고 말하고 있다.
예를 들어, 그린란드와 남극 대륙의 빙상은 너무 커서 중력 효과를 발휘하여 주변의 바다를 팽창시킨다. 얼음의 일부가 녹으면 국부적인 팽창이 가라앉고 물이 미국 북동부와 같은 다른 곳으로 재분배되어 그곳의 해수면을 상승시킨다.
오펜하이머는 "IPCC가 이러한 모든 지역적 영향에 대한 포괄적인 분석을 수행한 것은 이번이 처음이며 이러한 정보는 매우 중요하다"고 말했다. 왜냐하면 겉으로는 작은 증가일지라도 지역 해수면의 증가는 특히 폭풍우 동안 발생하는 홍수에 상당한 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 그는 전 세계 많은 지역에서 가장 낙관적인 기후 시나리오에서도 금세기말까지 그동안 100년에 한 번 발생했던 홍수가 연례 행사가 될 것이라고 덧붙였다.
9일 발표될 IPCC 보고서는 7월 독일의 대홍수와 미국 태평양 북서부와 캐나다 서부를 뒤덮은 6월 폭염에 이어 나오는 것이다. 캐나다 리톤(Lytton) 마을은 산불이 땅을 거의 다 태우기 전에 기록적인 기온인 49.6°C를 기록했다. 얼마 후, 기후 과학자들은 그 지역의 폭염에 대한 분석에 나섰으며 지구 온난화가 거의 확실한 동인이라는 결과를 도출했고, 지구 온난화는 19세기 말 이래로 그러한 사건의 가능성을 150배 증가시켰다고 결론지었다.
불과 10년 전만 해도 과학자들은 지구 온난화와 단일 극한 기후현상 사이의 연관성에 대해 질문을 받았을 때 이의를 제기하는 경향을 나타냈다. 단, 기후가 따뜻해짐에 따라 더 많은 현상이 발생할 것으로 예상된다는 점만 빼면 말이다. 그러나 취리히 스위스 연방 공과대학의 기후 과학자인 소니아 세네비라트네(Sonia Seneviratne)는 기후 속성에 관한 과학(science of climate attribution)이 최근 몇 년 동안 상당히 발전했다고 말한다. 따라서 제 때에 발표되지 않아 폭염에 관한 연구가 새로운 IPCC 보고서에 포함되지는 않았지만 IPCC가 참고로 할 극한 날씨에 대한 상당한 연구가 존재한다는 것이다.
이러한 변화를 촉진시킨 요인은 두 가지다. 첫 번째는 기후 과학자들이 인간이 유발한 기후 변화의 유무에 관계없이 주어진 기후 사건이 발생할 가능성을 결정하기 위해 보다 개선된 모델과 통계적 방법을 개발했다는 것이다. 그러나 세네비라트네는 기후 변화 자체가 진행되고 있으며 최근 연구에 따르면 점점 더 극단적인 기상 현상이 자연적 변동성이라는 소음을 넘어서 출현하고 있음을 보여주고 있다고 말한다.
이제 우리는 이스트 앵글리아 대학교(UEA)의 기후 변화 과학 왕립 학회 연구교수이자 기후에 관한 프랑스 최고 위원회 의장이자 영국 기후변화 위원회 위원인 르 케레(Le Quéré)의 말처럼 이제 지구 온난화의 영향을 "우리의 눈으로" 목격하고 있는 것이다.
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