인위적 온실효과(Anthropogenic Greenhouse Effect)
인위적 온실효과는 앞서 간략히 설명한 바와 같이 인간의 산업 활동으로 인해 온실가스의 농도가 급격히 증가하면서 발생하는 추가적인 온실효과다. 기후문제는 자연적 온실효과가 아니라 인간이 일으킨 온실효과 때문에 발생하는 것이다.
지구 기후는 수백만 년 동안 일정 범위에서 변동해 왔으며, 인간이 살아온 대부분의 시간 동안 평균 기온은 자연적 온실효과 덕분에 14°C~15°C 범위 내에서 유지되어 지구 생명체가 살기 좋은 환경이 조성되었다.
그럼에도 불구하고 2023년 기준 지구의 평균 기온이 약 14.98°C인 상태에서 기후변화가 심각하게 느끼는 이유는 기온의 절대 값이 아니라 기온 상승 속도 때문이다.
산업화 이후, 특히 지난 150년 동안 2023년 기준 지구 평균 기온은 약 1.45°C 상승했다. 이는 과거 수천 년 동안 발생한 변화보다 훨씬 빠른 속도로, 수십 년 만에 일어난 변화가 수천 년에 걸쳐 이루어지던 변화와 맞먹는다.
역사적으로 지구는 지질학적 시간 척도에서 매우 느린 기후 변화를 겪어왔지만, 지난 몇 세기 동안 산업화와 인간 활동으로 인해 기온이 급격히 상승하면서 기후 시스템이 빠르게 변하고 있다.
이런 상황에서 기온 상승이 1°C만 되어도 기후 시스템 전반에 큰 영향을 미친다. 예를 들어, 빙하의 빠른 녹음, 해수면 상승, 극단적인 기상 현상(폭염, 홍수, 가뭄 등)의 빈도와 강도가 매해 증가하고 있다.
약 14~15°C라는 수치는 역사적으로 적정 범위에 속할 수 있지만, 문제는 현재 기온이 빠르게 상승하고 있으며, 이로 인해 생태계, 농업, 인간 사회에 심각한 영향을 미치고 있다는 점이다.
지역별 기온 변화도 문제다. 2023년 기준 지구 평균 기온이 14.98°C라 하더라도, 지역별 기온 변화는 다르다. 북극과 같은 지역에서는 지구 평균보다 더 빠르게 온도가 상승하고 있으며, 이는 극지방 빙하와 해빙을 빠르게 녹이고 있다. 열대 지역은 이미 높은 온도로 인해 소폭의 기온 상승도 심각한 영향을 줄 수 있다.
이처럼 온실효과는 지구가 태양으로부터 받은 열을 대기 중에 가두는 자연적 과정을 설명하는 메커니즘이지만 인간 활동으로 인해 이 효과가 과도하게 증폭, 즉 온실효과가 강화되면서 지구 기후에 심각한 영향을 미칠 수 있다는 것도 보여준다. 온실효과가 강화되는 현상을 ‘인위적 온실효과'라고 한다.
인위적 온실효과에서는 자연적 온실효과와 달리 이산화탄소(CO₂)의 영향이 약 76%를 차지한다. 메탄(CH₄)이 약 16%, 아산화질소(N₂O)가 약 6%, 기타 냉매, 전자제품 제조 등 산업 활동에서 인위적으로 배출되는 온실가스인 수소불화탄소(HFCs), 과불화탄소(PFCs), 육불화황(SF6)이 2%의 비중을 차지한다.1)
이는 지구의 생명체가 살기 좋은 적정 온도를 유지시켜주는 자연적 온실효과의 온실가스 영향(수증기60~70%, CO₂ 20~30%)에 비하면 과도하게 복사에너지 불균형이 발생한 것이라고 볼 수 있다. 즉, 인위적 온실효과는 인간의 활동으로 인해 온실가스 농도가 증가하면서 CO₂의 영향이 약 76%를 차지할 만큼 복사에너지 불균형이 발생한 현상이다.
산업화 이후 인간의 활동, 특히 화석 연료의 사용(석탄, 석유, 천연가스), 농업, 산림 파괴 등이 CO₂, 메탄 등의 온실가스를 대기 중에 다량 방출하고 있다. 이러한 추가적인 온실가스는 자연적 온실효과를 증폭시키고, 그로 인해 지구의 평균 온도가 점점 상승하는 “지구 온난화” 현상을 일으킨다. 이는 기후 변화로 이어져 극지방의 빙하가 녹고, 해수면 상승, 극단적인 날씨 변화 등 여러 환경 문제를 초래하고 있다.
따라서 지구온난화는 자연적 온실효과가 과도하게 강화된 복사 에너지 불균형이 초래한 현상이라고 할 수 있다.
이리하여 이제 지구는 자연적 온실효과가 강화된 형태인 인위적 온실효과로 인해 복사 에너지 불균형으로 온난화가 진행되고 있다고 말할 수 있다.(끝)
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