계절은 지구가 태양 주위를 공전하면서 자전축이 기울어져 있기 때문에 생깁니다. 많은 사람이 지구가 태양에 가까워지면 여름이고 멀어지면 겨울이라고 오해하지만, 이는 사실이 아닙니다. 실제로 북반구가 겨울일 때 지구는 태양에 가장 가까우며, 이를 근일점이라고 합니다. 계절은 거리가 아니라 태양 고도와 낮의 길이에 의해 결정됩니다. 지구 자전축은 공전 궤도면에 대해 23.5도 기울어져 있습니다. 이 기울기 때문에 1년 중 절반은 북반구가 태양 쪽으로 기울어져 여름이 되고, 나머지 절반은 남반구가 태양 쪽으로 기울어져 북반구는 겨울이 됩니다. 춘분과 추분에는 낮과 밤의 길이가 같고, 하지와 동지에는 낮의 길이가 극대와 극소가 됩니다. 한국의 6월 21일 하지에는 낮이 약 14시간 50분이지만, 12월 21일 동지에는 9시간 30분에 불과합니다. 극지방에는 백야와 극야가 있습니다. 여름에는 태양이 지지 않아 밤새도록 밝고, 겨울에는 태양이 뜨지 않아 하루 종일 어둡습니다. 계절은 문화에 깊은 영향을 미쳤습니다. 농경 사회는 계절에 따라 씨를 뿌리고 거두었으며, 절기를 만들어 농사를 지었습니다. 춘분, 하지, 추분, 동지는 24절기의 기준점입니다. 이 글에서는 계절이 생기는 원리, 절기의 의미, 위도에 따른 계절 차이, 그리고 기후 변화가 계절에 미치는 영향을 상세히 알아보겠습니다.
계절 변화의 원리
계절은 지구 자전축의 기울기 때문에 발생합니다. 지구 자전축은 공전 궤도면에 수직인 선에서 23.5도 기울어져 있습니다. 이 기울기는 일정하게 유지되며, 지구가 공전하는 동안 항상 같은 방향을 가리킵니다. 북극은 항상 북극성 방향을 향합니다. 지구가 공전하면서 태양에 대한 각 반구의 기울기가 변하여 계절이 바뀝니다. 하지는 북반구 여름의 시작으로, 6월 20일 또는 21일입니다. 북반구가 태양 쪽으로 최대로 기울어져 있어, 태양이 가장 높이 뜨고 낮이 가장 깁니다. 태양은 북회귀선 위를 직접 비추며, 북극권 안쪽에서는 백야가 일어납니다. 반면 남반구는 겨울이고, 남극권에서는 극야가 일어납니다. 추분은 가을의 시작으로, 9월 22일 또는 23일입니다. 지구 자전축이 태양 방향에 대해 수직이 되어, 태양이 적도 바로 위를 지납니다. 전 세계 모든 곳에서 낮과 밤의 길이가 거의 같아지며, 약 12시간씩입니다. 적도에서는 태양이 정동쪽에서 떠서 정서쪽으로 집니다. 동지는 북반구 겨울의 시작으로, 12월 21일 또는 22일입니다. 북반구가 태양 반대쪽으로 최대로 기울어져 있어, 태양이 가장 낮게 뜨고 낮이 가장 짧습니다. 태양은 남회귀선 위를 직접 비추며, 북극권에서는 극야, 남극권에서는 백야가 일어납니다. 춘분은 봄의 시작으로, 3월 20일 또는 21일입니다. 추분처럼 태양이 적도 위를 지나며, 낮과 밤의 길이가 같습니다. 북반구는 점점 태양 쪽으로 기울기 시작하여 날이 길어집니다. 태양 고도가 계절을 결정하는 가장 중요한 요인입니다. 태양이 높이 뜨면 같은 양의 햇빛이 좁은 면적에 집중되어 단위 면적당 에너지가 높아집니다. 태양이 낮게 뜨면 같은 햇빛이 넓은 면적에 퍼져 에너지 밀도가 낮아집니다. 한국의 여름 정오에 태양 고도는 약 76도이지만, 겨울에는 약 30도에 불과합니다. 낮의 길이도 중요합니다. 여름에는 낮이 길어 햇빛을 받는 시간이 길고, 겨울에는 낮이 짧아 햇빛을 받는 시간이 짧습니다. 두 요인이 결합하여 여름에는 많은 에너지를 받고 겨울에는 적은 에너지를 받습니다. 지구 공전 궤도는 약간 타원형입니다. 1월 초 근일점에서 태양까지 거리는 약 1억 4710만 킬로미터이고, 7월 초 원일점에서는 약 1억 5210만 킬로미터입니다. 차이는 약 3퍼센트이며, 계절 변화에는 거의 영향을 주지 않습니다. 오히려 북반구 겨울에 태양에 더 가까우므로, 자전축 기울기가 없었다면 북반구 겨울이 약간 따뜻했을 것입니다.
위도에 따른 계절 차이
적도 지방은 계절 변화가 거의 없습니다. 태양이 연중 거의 직각으로 비추어 기온 변화가 작습니다. 대신 우기와 건기가 뚜렷합니다. 적도 수렴대가 태양을 따라 남북으로 이동하면서 비를 가져옵니다. 싱가포르와 콰도르는 1년 내내 비슷한 기온이지만, 우기에는 비가 많고 건기에는 비가 적습니다. 열대 지방은 계절 변화가 작지만 온대보다는 큽니다. 태양 고도가 변하지만 여전히 높아 기온 차이가 크지 않습니다. 우기와 건기가 계절을 정의합니다. 인도의 몬순은 여름에 많은 비를 가져오고, 겨울은 건조합니다. 온대 지방은 사계절이 뚜렷합니다. 한국, 일본, 유럽, 북미 대부분이 여기 속합니다. 태양 고도와 낮의 길이가 크게 변하여 봄, 여름, 가을, 겨울이 명확히 구분됩니다. 봄에는 따뜻해지며 꽃이 피고, 여름에는 덥고 식물이 자라며, 가을에는 시원해지고 단풍이 들며, 겨울에는 춥고 눈이 옵니다. 24절기는 이 변화를 세밀하게 나눈 것입니다. 고위도 지방은 계절 변화가 극단적입니다. 여름에는 태양이 거의 지지 않아 백야가 되고, 겨울에는 거의 뜨지 않아 극야가 됩니다. 북극권과 남극권 안쪽에서 일어나며, 위도가 높을수록 기간이 깁니다. 북극점에서는 6개월간 낮이고 6개월간 밤입니다. 노르웨이 트롬쇠는 5월 중순부터 7월 말까지 태양이 지지 않고, 11월 말부터 1월 중순까지 태양이 뜨지 않습니다. 남반구는 북반구와 계절이 반대입니다. 북반구가 여름일 때 남반구는 겨울이고, 북반구가 겨울일 때 남반구는 여름입니다. 호주와 뉴질랜드는 12월이 한여름이고 6월이 겨울입니다. 크리스마스가 여름 휴가철입니다. 계절의 시작 날짜는 나라마다 다릅니다. 천문학적으로는 춘분·하지·추분·동지가 계절의 시작이지만, 기상학적으로는 3월·6월·9월·12월 1일이 시작입니다. 동아시아에서는 입춘·입하·입추·입동을 계절의 시작으로 봅니다. 문화적 차이일 뿐 본질은 같습니다.
절기와 기후 변화
24절기
24절기는 태양의 황도상 위치를 24등분한 것으로, 중국에서 만들어져 한국, 일본, 베트남에서 사용됩니다. 농사에 맞춘 계절 구분으로, 약 15일 간격으로 절기가 바뀝니다. 춘분과 추분은 낮과 밤이 같고, 하지와 동지는 낮이 가장 길거나 짧습니다. 입춘은 봄의 시작으로 2월 4일경이며, 아직 춥지만 봄기운이 돌기 시작합니다. 경칩은 3월 6일경으로, 개구리가 겨울잠에서 깨어난다는 뜻입니다. 청명은 4월 5일경으로, 하늘이 맑고 날씨가 좋습니다. 곡우는 4월 20일경으로, 곡식에 필요한 비가 내립니다. 입하는 여름의 시작으로 5월 6일경입니다. 소만은 5월 21일경으로, 곡식이 차오르기 시작합니다. 망종은 6월 6일경으로, 씨를 뿌리기에 좋은 때입니다. 소서는 7월 7일경으로, 더위가 시작됩니다. 대서는 7월 23일경으로, 가장 더운 때입니다. 입추는 가을의 시작으로 8월 8일경이며, 아직 덥지만 서늘해지기 시작합니다. 처서는 8월 23일경으로, 더위가 그칩니다. 백로는 9월 8일경으로, 이슬이 맺히기 시작합니다. 한로는 10월 8일경으로, 찬 이슬이 내립니다. 상강은 10월 23일경으로, 서리가 내립니다. 입동은 겨울의 시작으로 11월 7일경입니다. 소설은 11월 22일경으로, 눈이 내리기 시작합니다. 대설은 12월 7일경으로, 많은 눈이 내립니다. 소한은 1월 6일경으로, 추위가 시작됩니다. 대한은 1월 20일경으로, 가장 춥습니다. 24절기는 황하 유역 기후에 맞춰 만들어져 한국과는 약간 차이가 있지만, 여전히 농사와 일상의 기준으로 사용됩니다.
기후 변화와 계절
기후 변화가 계절에 영향을 주고 있습니다. 봄이 빨리 오고 겨울이 늦게 옵니다. 한국에서 첫 꽃이 피는 날짜가 수십 년간 일주일 이상 빨라졌으며, 첫서리가 내리는 날은 늦어졌습니다. 여름이 길어지고 겨울이 짧아집니다. 폭염일과 열대야가 증가하고, 한파일이 감소합니다. 계절의 경계가 흐려집니다. 봄과 가을이 짧아지고 여름이 길어집니다. 한국의 가을은 점점 짧아지고, 여름이 10월까지 이어지기도 합니다. 겨울도 변덕스러워져 따뜻한 날과 추운 날이 교대로 나타납니다. 생태계가 혼란스럽습니다. 식물의 개화 시기와 곤충의 출현 시기가 어긋나 수분이 제대로 이루어지지 않습니다. 철새 이동 시기도 변하여 먹이 타이밍이 맞지 않습니다. 일부 식물은 새로운 기후에 적응하지 못해 사라집니다. 농업에도 영향을 줍니다. 재배 가능 지역이 북쪽으로 이동하며, 한국에서 아열대 작물 재배가 가능해지고 있습니다. 하지만 예측하기 어려운 날씨로 피해도 증가합니다. 이상 저온, 집중호우, 가뭄이 더 자주 일어나 농작물 피해가 커집니다. 계절은 자연의 리듬이며 생명의 순환입니다. 봄의 새싹, 여름의 무성함, 가을의 결실, 겨울의 휴식이 반복되며 생태계가 유지됩니다. 하지만 기후 변화로 이 리듬이 깨지고 있습니다. 계절을 보존하는 것은 자연과 인류의 미래를 지키는 일입니다.