1. 개요
기후변화 학설에 제기된 의문과 설명들을 모아놓은 문서다.지구 온난화에 대한 진위 여부는 사실 과학계에선 이미 논쟁이 끝났다. 지구온난화는 인위적인 온실가스 배출로 인한 것이고, 그로 인하여 다양한 기후변화 현상이 일어나고 있음을 대부분의 과학자들은 인정하고 받아들이고 있다. 단, 이는 모든 과학자가 그렇게 생각한다는 뜻이 아니다. 애초에 과학이란 합리적 의문과 근거에 세워진 학문이기에, 물리학과 같이 절대적 기본 틀이 거의 바뀌지 않는 경우를 제외하면 모두가 의심의 여지없이 동의한다고 장담할 수 없다. 사실상 완전히 동의가 이루어지는 과학은 연구가 종결된 지 오래된 것들이 대부분이다.
환경, 즉 자연을 관찰하는 과정은 과거는 물론 현재도 꾸준히 현재진행형이다. 회의론과 인정론이 공존하는 동안 관찰을 통한 통계자료에 온실효과 학설이 가장 귀납적으로 들어맞기에 과학자들은 이를 인정하는 것이다. 의심을 품는 이가 있다고 해서 ‘지구온난화는 정설이 아니다’고 말하는 건 논리적 비약이다. 이는 실험을 직접 거치거나 연역적 증명으로 얻어내는 학술 이론이 아니다. 온실효과가 정말로 현재의 기온 변화를 지배하는지 확인하기 위해 대기 중 이산화 탄소 농도를 500ppm 이상으로 세팅하고 기온이 2도 이상 오르는지, 기후가 비정상으로 틀어지는지 직접 실험할 수 없지 않는가.
이러한 과학적 방법에 의거하여 대부분의 과학자들은 지구온난화와 기후변화는 인위적인 요소로 이루어지고 있다고 확신한다.[1] 따라서 쟁점이 존재하고 지구온난화 회의론이 있다고 해서 마치 이 문제가 과학자들이 반반씩 나뉘어서 치열하게 논쟁을 벌이고 있는 문제라고 생각하면 곤란하다. 실제로 약 97%의 과학자들은 인위적 지구온난화를 부인하지 않는다.[2]
따라서 이 문서의 내용을 읽을 때 이 점들을 명확하게 주지하고 읽는 것이 중요하다.
2. 이산화 탄소 농도의 증가 요인
2.1. 대기 중 이산화 탄소의 절대 질량
이산화 탄소의 절대적인 양을 계산해볼 수 있다. 우선 대기를 이루는 기체의 전체 질량은 5100조톤(=5.1×1021g) 정도 된다.[3] 한편 대기를 이루는 기체 중 질소와 산소가 4:1의 비율로 거의 대부분을 차지하므로 평균 분자량은 약 28.8이다. 따라서 대기 중 기체의 전체 몰 수는 1.8×1020mol.대기 중 농도가 1ppm이면 이는 분자의 수가 기체의 종류에 관계없이 전체의 100만 분의 1만큼 있음을 뜻한다. 따라서 1ppm에 대응하는 분자의 수는 1.8×1014mol이다. 이산화 탄소의 분자량은 44이므로 1ppm에 대응하는 이산화 탄소의 질량은 78억 톤(=7.8×1015g)이다. 매년 2ppm씩 증가한다는 건 매년 160억 톤씩 이산화 탄소가 배출됨을 뜻하며, 탄소(분자량 12)의 양으로 따지면 43억 톤이다. 더불어 대기 중 이산화 탄소의 전체 질량은 400ppm일 때 3조1천억 톤, 탄소로는 8500억 톤에 이른다.
2.2. 현재 증가하는 이산화 탄소 농도의 원인은 인간에게 있는가?
이산화 탄소가 변화하는 요인으로 여러 가지를 고려할 필요가 있다.-
인간 이외의 동물들도 이산화 탄소를 배출하지 않는가? 왜 인간만이 문제인가?
거의 모든 동물들은 이산화 탄소를 배출한다. 다만 이는 심각한 문제는 아니다. 동물이 배출하는 이산화 탄소의 탄소는 그 동물이 먹은 먹이에서 나온 것이며, 결국 식물이 광합성을 통해 대기 중에서 흡수한 이산화 탄소에서 온 것이다. 즉 동물이 배출하는 이산화 탄소는 탄소의 대순환 과정에 포함되므로 동물이 아무리 이산화 탄소를 배출하더라도 대기중의 이산화 탄소 농도를 바꾸기는 어렵다. 다만 반추가축의 경우 메테인을 방출하는데, 메테인이 산화되어 물과 이산화 탄소로 분해되기 전까지는 이산화 탄소보다 훨씬 큰 온실효과를 일으킬 수 있으므로 반추가축을 사육하면 문제가 될 수는 있으나 이것도 일시적이다.
반면 인간이 화석연료를 태워서 배출한 이산화 탄소는 기존의 탄소의 순환 과정에서 없었던 ‘이례적인’ 유입이다. 한편 식물이 흡수하더라도 다시 순환해서 대기 중으로 돌아가므로 전체적으로 대기중의 이산화 탄소는 증가할 수 있다. 동식물이 묻히면서 화석 연료로 굳어질 때에는 탄소 순환에서 빠져나가지만, 화석 연료 소모 속도는 축적 속도보다 훨씬 빠르다.[4]
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식물은 대기 중의 이산화 탄소 농도를 줄이는가?
식물이 대기 중의 이산화 탄소를 흡수한다고 해서 반드시 대기 중 이산화 탄소 농도가 낮아지지는 않는다. 식물이 고정한 탄소는 식물 자체의 몸을 구성하는데, 한해살이풀은 식물이 죽고 나면 동물에게 먹히거나 분해되어 탄소의 순환 과정에 포함되므로 대기중의 이산화 탄소 양을 변화시키지 않는다. 반면 나무의 경우 계속 성장하며 성장한 만큼 탄소를 몸체 내에 계속 잡아두는 셈이므로 고정된 만큼 대기 중 이산화 탄소는 줄어든다. 그러나 나무가 죽어서 썩거나 불에 타면 그 탄소가 그대로 다시 돌아가게 된다.
바다에서도 식물성 플랑크톤이 광합성을 하지만 역시 죽어서 분해되거나 동물성 플랑크톤 등에게 먹히고 나면 탄소 순환에 속한다. 단 이 과정의 어딘가에서 탄소가 퇴적층에 묻혀서 석유가 되는 방법으로 제거될 수도 있다. 그 외에도 산호초가 성장하면 그만큼의 이산화 탄소가 탄산칼슘의 형태로 축적되어 대기 중에서 제거되는데, 지질학적 시간이 지나면 이는 석회암으로 전환된다.
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인간이 배출한 이산화 탄소는 어떻게 이동하는가?
탄소의 대략적인 이동 양상을 추적하는 한 가지 대표적인 방법이 있다. 탄소의 동위원소를 이용하는 것이다. 자연에는 주로 탄소-12와 탄소-13, 그리고 탄소-14가 존재한다. 여기서 초점은 12C, 13C의 비율에 있다. # 동위원소의 비율은 사실 거의 엇비슷하기 때문에, 미세한 변화를 간단한 수치로 나타내는 지표를 쓴다. δ13C 값은 표준 동위원소 비율에 비하여 탄소-13 비율이 얼마나 많아졌는가를 나타낸다.[5] 13C :12C의 비 값이 0.0112372일 때 지표는 0‰이다.
산업 혁명 이전에는 대기 중 탄소 비율이 -6.5‰이던 δ13C 값이 현재는 -8‰까지 내려갔다. 그리고 이 값은 계속 감소하고 있다. # 한편 바다에 있는 탄소 비는 -9~-10‰, 육지와 동식물, 화석연료는 -25~-28‰로 낮다. δ13C 값은 이산화 탄소의 농도 변화와 강한 음의 상관관계가 있는데, 이산화 탄소의 출입이 주로 육지와 동식물, 인간의 영향에 있음을 뜻한다.
아래 그림은 탄소 순환의 모식도를 나타낸 것이다. 모식도에 나타난 숫자에 10억 톤을 곱하면 각 경로 별 연간 이동을 알 수 있다.(괄호 안은 축적된 탄소의 양) 탄소 질량 기준이며, 이산화 탄소 질량은 3분의 11[6]을 다시 곱하면 된다. 흰색은 자연에서 꾸준히 유지한 순환 경로이며, 빨간색은 인간의 화석연료 배출, 토지 이용, 시멘트 생산 과정에서 유입된 새로운 변수이다. 즉 대기 중 이산화 탄소 농도가 높아지면 자연히 육지나 바다로 들어가는 탄소의 양도 증가하는데, 문제는 새로 유입된 증가분이 전부 흡수되지 않는 것. 아래 그림에서는 연간 40억 톤 정도의 탄소가 대기에 알짜로 늘어남을 알 수 있다.
이미지 출처
그래서 조금 극단적으로 서술하자면, 결론은 지구내 탄소의 양은 탄소덩어리 거대한 운석이 와서 지구에 부딪히지만 않는다면 유의미한 변동은 없을 것이다.
2.3. 이산화 탄소 증가의 다른 원인은?
앞서 소개한 δ13C의 감소에 있어서 자연(육지)의 영향일 가능성을 배제할 수 없는가 하는 의문이 들 수 있다. 그렇지만 산업화의 영향만큼 명료하게 설명하는 학설이나 이론은 아직 없다. 이산화 탄소를 대기 중으로 방출하는 자연 요인 중 화산을 예로 들자면 화산에서 방출되는 이산화 탄소의 양은 연간 5억톤도 안 된다. # 한편 인간이 연간 배출하는 탄소의 양은 90억~100억 톤, 이산화 탄소로는 330억~370억 톤에 이른다. # (이는 대기 중 실제로 증가한 탄소 40억 톤보다 훨씬 많다.) 화산의 영향이 더 크다는 주장이 설득력을 가지기 위해서는 19세기 이후 분화한 화산이 이전 화산에 비해 이산화 탄소를 더 많이 방출하였는가에 대해 자료가 필요하다.사실 바다의 영향도 무시할 수 없다. 자연적으로 이산화 탄소는 바닷물이 용해되어있는데, 태양활동(내지 간빙기-빙하기 주기)으로 인해 기온이 올라가며 해수의 용해도가 줄어들어 바닷속의 이산화 탄소가 다시 대기 중으로 배출한다. 하지만 이는 과거의 기록을 설명하는 대표적인 모델이 될 지는 몰라도, 과거 180~280ppm 선을 오가던 이산화 탄소 농도가 요즘 갑자기 400ppm선을 넘은 원인에서 의문의 여지가 남는다. 만약 간빙기와 같은 자연 요인이 우세하다면 현재도 280ppm 선을 유지하고 있어야 한다. 현재는 과거 간빙기보다 기온이 낮기 때문. 현재 바다의 pH값이 낮아지고 있는데, 만일 이게 이산화 탄소가 녹아 탄산으로 변한 것 때문이라면 바다는 오히려 이산화 탄소를 흡수하는 요소가 된다.
한편 <The Great Global Warming Swindle>에서 찾아보자면 이산화 탄소의 방출량은 인간의 방출보다 미생물의 분해가 훨씬 더 많다고 이야기를 하고 있다. 그러나 이는 탄소순환의 개념을 제대로 파악하지 못한 처사이다. 인간의 화석연료 산업이 문제가 되는 것은 대기 중 출입 균형이 깨졌기 때문이지 양 자체가 많아서가 아니다. 최근 들어 이산화 탄소 농도가 갑작스레 증가한 관측 결과에 대해 미생물의 활동이 최근에 갑자기 변화하였다는 어떤 연구결과도 없다.
결국 아직까지 인위적인 탄소 배출 주장을 뒤집는 메커니즘이나 모델이 나온 적은 없다. 오히려 인간이 배출한 연간 백억 톤의 탄소가 각각 대기, 육지, 바다로 확산되었다는 학설이 계속 유지되고 있는 실정이다. 아래 그래프에서 알 수 있듯이 인간이 배출한 이산화 탄소 양은 실제 대기 중 1년당 증가분보다 훨씬 많다. 그래프의 가느다란 실선이 측정값이고, 굵은 점선은 탄소 배출량에 46%를 곱한 값으로 추세선 역할을 한다.[7]
이산화 탄소가 증가하면 온도가 급격히 올라간다는 연구결과가 나왔다. #
3. 온도가 변화하는 요인
3.1. 온실 효과의 주된 요인은 이산화 탄소가 맞는가?
지구온난화 문서의 '인재설(人災說) 항목'에서 6가지 온실 기체가 소개되었는데, 여기서 수증기는 빠져 있다. 이는 수증기의 특성 때문이다. 지구의 수증기가 흡수하는 복사열은 75 W/m2, 이산화 탄소는 32 W/m2정도이다. # 이 숫자로 보면 온실 효과의 주체는 수증기라고 생각하기 매우 쉬우나 그건 오산이다. 상온에서 수증기는 바다와 대기를 오고 가며 상태가 수시로 변화하는데, 이 사이클을 통해 온도에 따라 일정한 농도를 유지한다. 반면 이산화 탄소는 상온에서 이러한 상태 변화 사이클은 일어나지 않는다. 이산화 탄소의 농도에 영향을 주는 것은 상태 변화가 아니라 탄소 순환이다. 본래 자연에 없었던 이산화 탄소 유입이 발생하면 이산화 탄소의 복사열 흡수가 많아지므로 수증기 사이클에 변화를 준다. 즉, 수증기 농도는 평상시보다 올라가며 이는 온실효과를 가속시키는 요인이 된다. # 다른 온실 기체도 이러한 변화를 일으키지만 우선 대기 중 농도를 감안할 때 영향은 상대적으로 작다. 즉 수증기는 이산화 탄소의 영향에 종속되어 있으며, 수증기가 흡수하는 열 상당 부분도 이산화 탄소의 것으로 간주하는 것이다. 아무리 이산화 탄소 농도가 0.1% 미만으로 질소, 산소, 아르곤, 수증기보다 훨씬 낮다 해도 이산화 탄소의 영향력은 절대 무시할 수 없다.3.2. 태양의 활동과는 어떤 관계가 있는가?
인간에 의한 지구온난화가 허구라고 주장하는 쪽에서 한때 대안으로 제시한 설명은 온난화는 태양 활동의 결과라는 것이다. 태양 활동설에서 제시한 것은 태양활동이 우주선의 강도를 변화시키고 구름 생성을 변화하는 것, 태양열 자체가 기온 변화를 일으키는 것으로 나누어볼 수 있다.우선 우주선과 관련된 이론은 아래와 같다.
태양 활동이 활발해지면 태양풍이 강해진다. → 태양 활동이 활발해지면 우주선의 강도가 낮아진다.
→ 그런데 우주선은 구름 생성을 촉진한다. → 고로 태양 활동이 활발해지면 구름이 줄어서 기온이 상승한다.
→ 그런데 우주선은 구름 생성을 촉진한다. → 고로 태양 활동이 활발해지면 구름이 줄어서 기온이 상승한다.
이 이론은 <The Great Global Warming Swindle>을 통해서 널리 유명해졌지만, 실상은 과학적으로는 거의 퇴출되다시피 한 상태이다. 우주선의 강도와 구름 생성의 상관관계를 정량적으로 조사한 결과 별다른 상관관계를 발견하지 못했고, 결국 입증하는데 실패했기 때문이다. 또한 2008~9년에는 태양 활동이 거의 없다시피 할 정도로 잠잠해져서 태양의 흑점도 거의 사라졌는데, 태양 활동이 기온 변화의 원인이라면 이 시기에 지구 기온이 뚝 떨어졌어야 했을 것이다. 이러한 이론을 '진짜' 과학이라며 제시한 것을 보더라도 <The Great Global Warming Swindle>의 신뢰도는 매우 낮다.
2007년에도 지구 이외의 태양계 행성들에서도 기온 상승이 관측되었으며 이는 태양 활동 때문이라는 주장이 나왔다. 그러나 이는 천문학자가 아닌 사회인류학자의 주장. 천문학자들은 태양 활동이 행성의 온도를 높인다는 점과 행성에서 기온 상승이 관측되었다는 점 모두 부정했다.
한편 태양열이 지구의 온도 변화에 영향을 주는 것 자체는 사실이다. 태양열이 낮아지면 지구에서 방출하는 복사열도 낮아지고, 이는 온도 하강을 뜻하기 때문이다. <The Great Global Warming Swindle>에서 소개된 태양 활동-온도 그래프에서 이 점을 강조하였다. (YouTube 동영상 캡처)
그러나 위 그림을 잘 보면 1975년 이후의 태양 활동과 1980년 이후의 온도 변화 데이터가 빠져 있다. 빼 놓은 이유는 간단하다. 실제 데이터는 아래와 같기 때문이다.
1980년대 이후 온도 변화와 태양 활동 변화는 서로 반대방향으로 가고 있었던 것이다. 과거에는 태양 활동이 주 영향이었을지는 몰라도 현재는 완전히 어긋나고 있다. 즉 태양 활동은 현재 온도 변화를 설명할 수 없다.
4. 관측된 온도 변화
4.1. 기온상승과 이산화 탄소 중 어느 쪽이 원인인가?
위 그래프는 지난 80만년간 이산화 탄소 농도의 변화와 기온 변화를 나타낸 것으로, 남극의 빙하 코어 추출을 이용하여 측정된 것이다.
그런데 위 그래프를 잘 보면 온도의 변화가 이산화 탄소 농도의 변화보다 살짝 앞서 있음을 알 수 있다. 즉 이산화 탄소 때문에 기온이 올라가는 것이 아니라, 높은 기온으로 인해 이산화 탄소가 많아진다는 뜻. 하지만 기온 때문에 탄소가 많아지는 것은 현재 설득력이 부족한 이론으로 취급되고 있다.
우선 위 그래프는 남극에서 추출한 시료에서 얻은 데이터인데, 여기서 함정은 남극의 온도 변화가 전 지구의 온도 변화를 대표하지 않는다는 것이다.[8] 특히 남극은 자라는 식물이 거의 없으며 주변이 온통 바다로 둘러싸인 고립된 대륙이기에, 온도와 이산화 탄소의 상관관계가 다른 지역과 아주 판이하다. 빙하 코어 외에 다른 지역에서 다른 방법을 이용하여 전반적인 평균을 내면 'CO2→기온 변화'의 양상이 더 타당성이 있다. #
최근 2만 년간 아래 그래프와 같이 남극의 온도 변화→이산화 탄소의 농도 변화→지구 전역의 온도 변화 순으로 나타났다. #
한편 이러한 양상을 다음과 같이 설명하기도 한다.
지구 궤도의 변화로 북극의 온도 상승 → 그린란드와 북극 얼음이 해빙되면서 바닷물의 염도 및 밀도 감소
→ 대서양의 열염 순환을 방해 → 남반구의 해수 온도 상승
→ 남반구 해수의 이산화 탄소 용해도가 감소 → 대기 중 이산화 탄소의 농도 증가
→ 지구 전역의 기온 상승.
→ 대서양의 열염 순환을 방해 → 남반구의 해수 온도 상승
→ 남반구 해수의 이산화 탄소 용해도가 감소 → 대기 중 이산화 탄소의 농도 증가
→ 지구 전역의 기온 상승.
참고로 바다는 남반구가 훨씬 넓다. 때문에 남반구에서는 온도가 원인, 북반구에서는 이산화 탄소가 원인인 형태로 나타난다. 그리고 이산화 탄소의 농도 분포는 바닷물의 온도 분포와는 달리 거의 고르다.
사실 기온과 이산화 탄소의 관계는 둘 다 원인이자 결과이다. 양성 피드백으로 작용하기 때문이다. 이 상황에서 인간의 탄소 배출이라는 새로운 경로가 유입되었으니, 지지하는 쪽에서는 가파른 기온 상승을 우려하는 것이다. 그리고 어느 한 쪽을 전면으로 부정해서는 안 된다. 일단 허구설 측에서 주장하는 점 중 기온 상승과 이산화 탄소가 별 관계 없다는 논지는 잘못되었다.
요약
이산화 탄소가 원인: 이산화 탄소가 많아지면서 촉진된 온실효과로 기온 상승.
기온이 원인: 높은 온도로 인해 용해도가 줄어들어 바닷물의 이산화 탄소가 대기로 방출.
이산화 탄소가 원인: 이산화 탄소가 많아지면서 촉진된 온실효과로 기온 상승.
기온이 원인: 높은 온도로 인해 용해도가 줄어들어 바닷물의 이산화 탄소가 대기로 방출.
비관적으로 보면 양쪽 모두를 긍정해서 이제 이산화 탄소 증가 → 기온 상승 → 이산화 탄소 증가 → …… 형태의 사이클이 형성된다고 생각할 수도 있지만, 아직 그 순환에 들어섰다고 보기는 어렵다. 하지만 기온 상승 양상은 과거와 비교했을 때 이상 징후를 보이고 있으며, 이는 마지막 항목으로 이어진다.
4.2. 기온은 얼마나 가파르게 오르고 있는가?
한편 <The Great Global Warming Swindle>에서는 사기에 가까운 그래프 왜곡을 자행한 바 있다. 이 영상에서 나온 그래프는 대체로 다음과 비슷한 형태로, 80년대부터의 기온 상승은 그 이전의 기온 하락을 보상하는 수준으로 보인다.그러나 실제로는 아래 그래프와 같이 1950년대~1980년대의 기온 하락은 그 이전이나 이후의 기온 상승에 비하면 미미한 수준에 불과하다.[9](그래프의 맨 오른쪽 점이 2015년이다.)
허구설을 믿는 사람들 중에는 이러한 그래프도 믿을 수 없으며 각자 자기가 주장하는 그래프가 진짜고 상대방 것은 엄청나게 왜곡되었다고 주장하는 것에 불과하다고 하지만, 아래 그래프의 소스는 NASA GISS이므로 일단 NASA의 그래프 쪽이 공식적인 자료로서 신뢰할 만하다. 그리고 2015년 6월 사이언스지에 발표된 미국 해양기상청 연구에 따르면 바로 위 그래프와 관련하여 그런거 없다.
기존의 연구결과들과 추세그래프들은 측정방식의 오차[10]와 단순 자료부족으로 일어난 계산착오라는 것이 이번 발표의 요지. 그런 점들을 감안해서 다시 계산해보면 지구의 평균 기온이 줄어들거나 멈추는 일은 없다는 주장이다.[11]
파일:external/www.realclimate.org/compare_1950-2015.jpg
여담이지만 1998년 이후의 지구온난화 실종이 많이 제기되고 있는데, 일단 계산 오차 보정을 거치기 전의 그래프(위 그림의 주황색 꺾은선)를 보면 그런 주장을 할 수도 있다. 하지만 1998년은 엘니뇨가 일어난 해로, 예년보다 온도가 높아진 순간이었다. 추세선으로 따지면 주황색 그래프라 해도 오르는 경향을 보이고 있다. 그런데 이 정점을 기준으로 잘라서 “제자리걸음을 쳤다”는 주장을 넘어 “지구온난화가 관측되지 않았다”고 단정하면 골룸.[12]
아래 그래프는 관측 기록의 추세선을 전체 기간(주황색 점선)과 1998년 경계로 끊은 두 구간(빨간색 선) 기준으로 나타낸 것이다. 기온 상승 속도가 줄었다고 할 수 없다.
이 1950~1970년도 시기에 단순히 탄소 배출량만 많았다고 해서 지구의 환경이 당장 변하는 것은 아니다. 전세계적으로 효과가 나타나기까지 지금까지의 시간이 걸렸을 뿐이며 대기에 퍼진 독은 이제야 효과를 발휘했을 뿐이라는 것. 이를 반박하는 이들의 논리는 마치 사람이 맞는 규모의 마취제를 공룡에게 맞췄다고 왜 효과가 없느냐고 말하는 것과 동일한 이치다. 또한 이산화 탄소가 온실효과를 일으킨다는 표현은 이산화 탄소가 적으면 온도가 낮고, 많으면 올라간다는 의미가 아니다. 1970년대 이전은 자연 요소대로 기후가 변화하였으나 그 이후로 자연 패턴을 이탈하기 시작했다는 것. 다시 말해 1910~1940년대에 왜 이산화 탄소가 적었는데도 따뜻해졌는지 짚는 건 딱히 의미 있는 질문이라 보기 힘들다.
미국의 피터 글레클러 박사 연구팀에 따르면 지구에서 발생되는 열의 90% 이상이 바다에 흡수되는데, 20세기 후반 지구 온도 상승이 잠시 정체된 것처럼 보인 것도 이 때문이라고 발표했다. #
또한 최근 기온이 급상승 한 것처럼 보이는 이유는 도시화로 인한 열섬 현상으로 인해 측정값이 과장되었기 때문이라는 주장도 있다. 영상의 15분 경부터 다만 해당 영상은 각종 근거없는 음모론과 가짜뉴스로 유명한 에포크타임스와 관련되었다는 점을 유의하자.
4.3. 20세기 중반 기온은 왜 낮아졌는가?
이산화 탄소의 농도는 1950년대부터 매년 1~2ppm씩 가파르게 그리고 꾸준히 증가하여 1950년부터 2015년까지 단 65년 새 300ppm에서 400ppm으로 뛰었다. 과도한 온실효과를 우려하는 이들은 이산화 탄소가 급증하면서 온도가 급격히 올라가고 있음을 경고하고 있다.이 경고 속에서 제기된 의문이 있다. 1940~1975년 사이에 이산화 탄소가 많아지면서 온도는 오히려 내려갔다는 것. 이들의 주장은 이산화 탄소와 온도 사이의 상관관계는 없으며 20세기 중반의 한랭화 기간이 그 증거라고 이야기를 한다. 즉 지구의 온도 패턴은 순환 사이클에 가까운 자연적인 변동을 보이고 있을 뿐이라는 것. 심지어 이 시기에는 지구한랭화를 우려하는 이들이 많기도 하였고, 빙하기에 대한 과학서적이나 빙하기가 된 미래를 다루는 소설 등도 많이 나왔다.
이산화 탄소가 많아지면서 온실효과가 촉진되었다고 대중에 널리 알려졌다. 여기서 흔히 이렇게 생각하기 쉽다: “일반적으로 이산화 탄소가 많아지면 온도가 올라가고, 적어지면 내려간다.” 하지만 기후변화를 주장하는 이들은 온도 증감의 요인이 이산화 탄소 한 가지에 있다고 말하지 않는다. 즉 앞서 소개된 시기와 같이 이산화 탄소가 증가할 때 기온이 내려간 적이 있으니 온실효과는 거짓이다, 라는 건 빠지기 쉬운 함정이다. 이산화 탄소가 거론되는 이유는 최근 가파른 온도 상승은 이산화 탄소 때문이며 기존의 자연 패턴을 이탈했기 때문이다.
과학자들은 이것이 전반적인 온난화 추세 가운데의 하나의 작은 변동에 불과했다고 본다. 이 당시의 작은 변동을 설명하는 대표적인 요인이 바로 미립자로 인한 인위적인 지구한랭화(anthropogenic global cooling)이다.
산업화가 활발하게 진행되면서 이산화 탄소뿐만 아니라 다른 물질도 함께 배출되었다. 그 중 황은 주로 산화된 형태(SO2)로 대기에 존재하는데, 이는 햇빛이 들어오는 것을 방해하며 구름 생성을 촉진(일종의 결정핵 역할)한다. 그 결과 온도는 낮아진다.
황의 배출량과 대기 중 황의 농도. 둘의 경향이 비슷한 것은 황이 대기 중에 머무르는 시간이 짧아서, 배출량이 곧 대기 중의 농도가 되기 때문이다.
미립자가 당시 온도를 낮췄다는 것은 위 그래프에서도 알 수 있다. 북반구에 도시가 몰려 있어서 미립자가 주로 북반구에 영향을 줬는데, 이로 인하여 북반구에서 눈에 띄게 온도가 내려갔다.
언뜻 보면 미립자를 지속적으로 증가시키면 온도를 낮출 수 있지 않을까 하는 생각이 들 수도 있지만, 사실 그런 식으로 무리하게 황을 배출하면 대기의 질이 급격히 나빠지고 산성비가 매우 빈번하게 내리게 된다. 산성비에 따른 부작용을 피하기 위해 황을 대류권이 아닌 저 높이 성층권에 뿌리는 방법이 지구공학 방법 중 하나인 성층권 에어로졸 살포다. 성층권에 황을 살포하면 오존층이 파괴되는 단점이 있지만, 황 대신 탄산칼슘을 살포하면 오존층을 파괴시키지 않은채 온도를 낮출 수 있다고 한다.
4.4. 최근의 기온 상승은 비정상인가?
온실 효과 인재설을 반박하는 측에서 제시하는 자료 중 과거에 기온이 높았던 시기가 있었다는 점을 드는 예가 꽤 있다. 현재보다 기온이 더 높았던 시기는 얼마든지 있었다는 것이 주요한 요지이다.하지만 온실 효과의 사실성을 지지하는 이들이 진짜로 우려하는 것은 현재 기온이 아니라 기온 상승 속도 및 상승 폭이다. 과거에 기온이 높은 적이 있었으니 현재의 고온 현상은 인간 때문일 리 없다는 주장은 지지하는 측의 입장을 제대로 이해하지 못한 것.
우선 허구설 측에서 대표적으로 언급하는 시기가 바로 중세 온난기(medieval warm period)이다. 주로 서기 800년 ~ 1200년쯤을 가리킨다. 특히 그린란드가 서기 10세기경 초원의 모습을 했다거나, 바이킹이 북극 지역 바다를 건널 수 있었다는 것이 흔히 나오는 예이다. 그런데 여기에도 지역과 지구 전역에 대한 함정이 숨어 있다. 실제로 지금보다 기온이 더 높았던 지역은 유라시아 북극, 그린란드 남쪽 바다(북대서양), 북아메리카 동부 정도이다. 나머지 지역은 비슷하거나 오히려 지금이 더 높다. 유라시아 중앙과 북아메리카 북서부, 태평양 저위도에서는 특히 그 증가 폭이 눈에 띈다. #
실제로 과학저널 네이처와 외신 등에 따르면 중세온난기를 현재 이루어지는 기후변화와 비교할 수 없다고 하고 있다. 스위스 베른대학 지리학연구소의 라파엘 노이콤 박사가 이끄는 연구팀은 나무 나이테, 호수 침전물, 빙하 핵, 산호 등의 약 700가지의 척도들을 이용하여 지난 2천년간의 기후변화를 분석하였다. 이를 통해 이들은 지구 기온이 현재처럼 지구 전체에 걸쳐 급격하게 상승한 적은 단 한 번도 없었다는 것을 밝혀냈다. 지난 2천년 사이 로마 온난화시기(250~400년)나 중세 온난화시기(800~1200년), 소빙하기(1300~1850년)과 같이 장기간에 걸쳐 혹은 일부 지역에서 기온이 상승하거나 하락한 적은 있었다. 그러나 이는 지구 절반 이상에 걸쳐 광범위하게 진행된 것이 아닌 지역적으로 이루어진 기온변화였다. 예컨대 중세 온난기 당시에는 유럽의 40% 지역에서만 기온이 올랐으며, 소빙하기 당시에는 15세기에 태평양에서, 유럽에서는 17세기에 이루어지는 등 각자 차이가 있거나 일부 지역에서만 이루어졌다. 그러나 현재 이루어지는 기후변화는 전세계 98%에서 평균기온이 급격히 상승하며 진행되고 있다. 즉 2천년 전부터 지금까지 이 정도로 광범위한 지역에서 장기간에 걸쳐 빠르게 상승한 전례는 없었으며 현재 이루어지고 있는 기후변화가 유일하다는 것이다. #
설령 더 넓은 지역에서 기온이 높았다 해도 그것이 인위적 온실 효과를 부정하는 증거가 될 순 없다. 흔히 지구 온난화라고 하면 단순히 높은 기온이 나타나는 거라고 알고 있는데, 사실은 갑작스러운 기온 상승에 기존 자연 요소와 충돌하면서 나타나는 이상 기후 때문에 문제가 되는 것이다.[13]
위 그래프는 최근 80만 년 동안의 온도 변화를 나타낸 것이다. 그래프에서 거의 수직으로 오르는 시기가 있는데, 이것이 빙하기에서 간빙기로 들어서는 때이다. 이 때 기온 상승 속도는 대체로 5천 년에 4~7도(즉 100년에 0.08~0.14도) 꼴로 나타났다. 반면 최근 100년은 다르다. #
위 그래프는 최근 천 년간 간접 측정으로 얻은 기록(proxy records)과 직접 측정하여 얻은 기록(instrumental records)을 나타낸 것이다. 최근 100년을 보자면 100년 새 0.7도 올랐다. 제2차 세계 대전 이후 산업화가 본격적으로 재활한 1950년대부터 보자면 60년 새 0.6도 올랐다. 물론 이전의 그래프에서도 이 상승 속도를 보인 시기가 있었다. 하지만 대개 지속 시간이 30년도 안 되었고, 상승 폭도 0.5도에 못 미쳤다. 더구나 가파른 상승 시기 중 1900년대~1950년대 다음은 1970년대 이후로 바로 이어졌다. 이는 이전에 없던 변화이다.
한편 1998년 이후 기온 상승이 둔해졌다는 의견이 있는데, 위 항목에서 알 수 있듯이 눈에 띄는 변화가 실제로 일어나지는 않았다.
최근 연구결과로는 6500년전에는 1000년마다 0.1도 낮아지다가 150년동안 기온이 올라간다는 걸 발표했다. #
5. 외부 링크
6. 관련 문서
[1]
정확히 말하자면 믿지 않을 근거가 없다, 즉 합리적 의심의 정도를 벗어난 주장이라고 생각한다는 것.
[2]
영국의 코미디언 존 올리버는 자기 프로에서 이 점을 꼬집으며 지구온난화 인정론자 97명과 회의론자 3명을 초대해 통계적으로 정확한 토론을 펼쳤다.
난장판
[3]
여기의 Terrestrial Atmosphere 항목 에서 가져옴. 어떻게 이 값이 나오는지는
이 글을 참고하면 좋다. 물론 어림잡아 가정한 거라 약간의 오차는 있다.
[4]
여기서 석유나 석탄의 가채연수는 현재 증가하고 있으나, 가채연수의 개념은 이와 다르다. 현재 발견된 자원과 그것을 캐내는 기술에 따라 가채연수는 달라진다. 각종 유전이나 원석을 발견하면서 석유를 추출하는 기술이 발달하고 있기에 채굴 가능한 자원이 늘어나는 것이지, 자원 자체의 양이 증가하는 것은 아니다.
[5]
수식으로 표현하면 [math(\delta{}^{13}{\rm C}={\left(\dfrac{r_{\text{sample}}}{r_{\text{standard}}}- 1\right)}\times1000\,)]
[math(char8240)]. 단 [math(r=\dfrac{{}^{13}{\rm C}}{{}^{12}{\rm C}})].
[6]
이산화 탄소의 분자량 44, 탄소의 원자량 12
[7]
다만 마우나로아(Mauna Loa) 에서 관측한 데이터라 실제 비율은 46%와 다를 수 있다.
[8]
첨언하자면 프레드 싱거와 데니스 에이버리의 책 ‘지구온난화에 속지 마라’에서도 이산화 탄소 농도 변화보다 기온 변화가 800년 정도 앞섰다는 대목이 있다. 사실 남극 빙하에서 추출한 자료에서 그랬는데, 남극의 온도를 지구의 온도로 그냥 확대해석 해서는 안 된다.
[9]
파일:Global Land−Ocean Temperature Index.png
[10]
20세기 중반까지는 해수온도의 측정이 대부분 배로 이뤄졌는데 20세기 중반 이후로는 위치가 고정된 부표로 측정하는 것이 일반화 되었고, 그 과정에서 측정 결과의 오차가 일어났다고 한다.
출처
[11]
출처:
미국 해양기상청 과
연구자료 결과 해석
[12]
주식을 하는 사람이라면 오히려 익숙할
볼린저 밴드가 그래프에 적용되어 있는데 현재 지표가 밴드 바닥에 달라붙어있는건 예측치를 하회하고 있다는 직관적인 표현이기는 하다. 제대로 된 해석 여부와 관계 없이 도표가 전달하는 메시지 자체는 보는 사람의 관점을 특정 의견으로 전환하는 데는 강력한 도구로 사용된 셈.
[13]
이는 학계에서
기후변화라고 일반적으로 지칭하는 이유이기도 하다.
