뉴요커 작가 말콤 글래드웰이 2000년 베스트셀러 ‘티핑 포인트(Tipping Point, 임계점)’를 출판했다. 그는 책에서 1990년대에 시작된, 당황스러울 정도로 급격하게 감소한 범죄에 대해 쓰고 있었다. ‘티핑 포인트’의 개념은 특정 임계점에서 일어나는 작은 변화가 크고 갑작스러우며 때로는 돌이킬 수 없는 시스템의 변화로 이어질 수 있다는 것이다.
티핑 포인트는 현대에서 또 다른 중요한 의미로 쓰인다. 기후 변화 영역에서다. 범죄보다 훨씬 더 결과적인 현상, 즉 지구 온난화 등 기후 변화에 오히려 적절하게 적용된다.
‘걸프 스트림(Gulf Stream)’이라고도 알려진 ‘대서양 자오선 역전순환류(AMOC: Atlantic Meridional Overturning Circulation)’ 티핑 포인트 이론에 따르면, 그린란드에서 녹는 얼음은 담수의 흐름을 증가시켜 담수와 염수의 균형을 변화시킴으로써 시스템을 교란시킨다. 그리고 이 과정은 과학자들이 ‘언제가 될 것인가’의 시기에 대해 동의하지는 않지만 빠르게 일어날 수 있다.
서남극 빙상의 일부는 이미 돌이킬 수 없는 시점을 지났을 수 있다. 다시 말해 티핑 포인트를 넘어섰을 가능성이 농후하다. 아마존의 티핑 포인트는 가뭄으로 인해 전체 지역이 열대 우림이 아닌 사바나가 되는 결과를 초래할 수 있다. 이는 지구가 생존하기 어려운 심각한 환경적 결과를 초래할 수 있다.
기후 티핑 포인트의 또 다른 예로는 저위도의 산호초 사멸, 북극의 영구 동토층의 갑작스러운 해빙, 바렌츠 해의 갑작스러운 해빙 손실 등이 있다.
과학자들은 티핑 포인트를 넘어서는 결과를 예방하거나 완화할 시간을 줄 수 있는 ‘티핑 포인트 조기경보 신호 시스템’을 집중적으로 연구하고 있다. 물리학저널 지난해 11월호에 발표된 논문에서도 기후 변화로 인한 티핑 포인트가 다가올 때 조기 경보 신호가 얼마나 정확하게 나타날 수 있는지를 조사하고 있다. 논문에서 과학자들은 아마존 열대우림, 그린란드 중서부 빙상, AMOC에서 기후의 티핑 포인트 도달에 앞서 울릴 수 있는 알람 벨을 확인했다. 그러나 여전히 불분명한 것은 이러한 조기 경보 신호가 진짜인지 거짓 경보인지의 여부이다.
논문은 티핑 포인트와 조기 경고 신호를 설명하기 위해 의자를 비유한다. 의자는 기울여서 두 다리로 균형을 잡을 수 있고, 이 상태에서는 양쪽으로 넘어질 수 있다. 이 티핑 포인트에서 균형을 맞추면 가장 작은 힘에도 극적으로 반응한다. 두 개 이상의 안정된 상태를 가진 모든 물리적 시스템은 한 상태에서 다른 상태로 기울기 전에 힘에 반응한다.
연구는 지구 온난화의 티핑 포인트에 대한 조기 경고 신호가 기후 시스템이 언제 빠르고 극적인 변화를 일으킬 것인지를 예측할 수 있다고 결론짓는다. 논문은 기후 변화를 예측하고, 기후 피드백을 평가하고, 실제로 조기 경고 신호를 구성하기 위해 수학적 도구를 사용할 수 있다고 주장한다.
그러나 조기 경고 신호로부터 티핑 포인트를 감지하는 것은 사람이다. 신호의 강도와 종류에 따라 티핑 포인트인지 아닌지를 감별하기는 어렵다. 그래서 정확성을 판별하기도 쉽지 않다. 인공지능(AI)이 결합된 컴퓨터가 이를 대신할 수 있겠지만, 오랜 시간 데이터가 쌓여야 가능한 일이다. 신호 감지 시스템은 아직 연구 단계다.
학계에서는 지구 온난화를 섭씨 2도보다 훨씬 낮게, 가급적 1.5도까지로 제한하겠다는 파리협정 목표조차 안전하지 않다고 주장한다. 더 낮은 온난화도 여러 티핑 포인트를 넘어설 위험이 있기 때문이다. 더욱이, 이러한 티핑 포인트를 넘어서면 다른 티핑 포인트를 넘을 가능성을 높이는 피드백을 생성할 수 있다. 현재 세계는 섭씨 2~3도의 온난화를 향해 치닫고 있다.
지구 온난화를 막고 탄소 제로를 달성하는 일은 기후 변화에 대응하는 차원이지만 궁극적으로는 지구촌 인류가 잘 사는 길을 만들기 위함이다. 이는 다시 전 지구 인류의 3분의 2가 거주하는 도시의 이야기이기도 하다. 스마트시티 정책과 서비스는 기후 변화 대응과 일치시키는 것이 당연하다. 기후 변화 대응과 스마트시티는 이콜(=) 관계에 있다.
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