기후 변화는 21세기 인류가 직면한 가장 큰 위기입니다. 지난 100년간 지구 평균 기온은 약 1.1도 상승했으며, 상승 속도가 가속화되고 있습니다. 2023년은 관측 사상 가장 더운 해였고, 2024년도 기록을 경신할 것으로 예상됩니다. 빙하가 녹고, 해수면이 오르며, 극단적 기상 현상이 증가하고 있습니다. 캘리포니아의 산불은 해마다 더 거대해지고, 유럽의 폭염은 수만 명의 목숨을 앗아가며, 파키스탄의 홍수는 국토의 3분의 1을 침수시켰습니다. 산호초가 백화되고, 북극곰이 굶주리며, 아프리카에서는 가뭄으로 수백만 명이 기아에 시달립니다. 원인은 명확합니다. 인간이 배출한 온실가스가 대기를 두꺼운 담요처럼 감싸 지구의 열을 가둡니다. 산업혁명 이전 280ppm이던 이산화탄소 농도는 현재 420ppm을 넘었습니다. 메탄, 아산화질소, 프레온도 증가하고 있습니다. 과학자들은 지구 온난화를 1.5도 이내로 제한해야 한다고 경고하지만, 현재 추세로는 2100년까지 3도 이상 상승할 수 있습니다. 이 글에서는 온실 효과의 원리, 기후 변화의 증거와 원인, 예상되는 영향, 그리고 우리가 할 수 있는 대응을 상세히 알아보겠습니다.
온실 효과의 원리
온실 효과는 대기가 지구를 따뜻하게 유지하는 자연 현상입니다. 태양 복사 에너지는 주로 가시광선과 자외선으로 지구에 도달합니다. 대기는 이들을 대부분 통과시키며, 지표면은 태양 에너지를 흡수하여 가열됩니다. 가열된 지표면은 에너지를 적외선 형태로 우주로 방출합니다. 여기서 온실가스가 중요한 역할을 합니다. 이산화탄소, 수증기, 메탄, 아산화질소, 오존 같은 온실가스는 적외선을 흡수하고 다시 방출합니다. 방출된 에너지의 일부는 다시 지표면으로 향하며, 이것이 대기를 따뜻하게 유지합니다. 온실가스가 없다면 지구 평균 기온은 영하 18도가 되어 생명이 존재할 수 없습니다. 온실 효과 덕분에 평균 기온이 15도로 유지되어 생명이 번성합니다. 하지만 과도한 온실 효과는 문제입니다. 금성은 대기의 96퍼센트가 이산화탄소이며, 온실 효과가 극심하여 표면 온도가 460도에 달합니다. 각 온실가스의 기여도는 다릅니다. 수증기가 자연적 온실 효과의 약 60퍼센트를 담당하지만, 대기 중 수증기량은 온도에 따라 자동으로 조절되므로 기후 변화의 직접 원인은 아닙니다. 이산화탄소는 인위적 온실 효과의 약 75퍼센트를 차지합니다. 화석 연료 연소, 삼림 벌채, 시멘트 생산에서 배출됩니다. 대기 중 수명이 수백 년이며, 축적됩니다. 메탄은 약 15퍼센트를 차지하지만, 같은 양 기준으로 이산화탄소보다 온실 효과가 28배 강력합니다. 축산, 벼농사, 천연가스 누출, 쓰레기 매립지에서 발생합니다. 대기 중 수명은 약 12년입니다. 아산화질소는 약 6퍼센트이며, 온실 효과가 이산화탄소의 265배입니다. 비료 사용과 산업 공정에서 배출됩니다. 프레온 가스는 양은 적지만 온실 효과가 수천 배 강력합니다. 몬트리올 의정서로 사용이 금지되었지만 대기 중 수명이 수십 년에서 수백 년입니다.
기후 변화의 증거와 원인
기온 상승은 가장 명백한 증거입니다. 지난 100년간 지구 평균 기온은 약 1.1도 상승했으며, 최근 40년간 상승 속도가 빨라졌습니다. 2015년부터 2023년까지가 관측 사상 가장 더운 9년입니다. 육지는 해양보다 빠르게 가열되고, 극지방은 평균보다 2~3배 빠르게 온난화됩니다. 이를 북극 증폭이라고 합니다. 빙하 감소도 확실한 증거입니다. 전 세계 빙하의 대부분이 후퇴하고 있습니다. 알프스 빙하는 지난 150년간 절반 이상 사라졌고, 히말라야 빙하도 빠르게 녹고 있습니다. 킬리만자로의 만년설은 1912년 12제곱킬로미터였지만 현재 1.5제곱킬로미터만 남았습니다. 그린란드 빙상은 연간 약 2800억 톤의 얼음을 잃고 있으며, 남극 서부 빙상도 불안정해지고 있습니다. 북극해 해빙은 여름에 급격히 감소하여 1980년대보다 면적이 절반으로 줄었습니다. 해수면 상승도 진행 중입니다. 20세기에 약 15센티미터 상승했으며, 현재는 연간 3.4밀리미터씩 올라갑니다. 주요 원인은 해수의 열팽창과 빙하 융해입니다. 해양 온난화는 명확합니다. 바다는 지구 온난화로 발생한 열의 90퍼센트 이상을 흡수했습니다. 표층 수온이 올라가고, 해양 산성화가 진행됩니다. 대기 중 이산화탄소가 바닷물에 녹아 탄산을 만들어 pH가 낮아집니다. 산업혁명 이전 8.2였던 해양 pH는 현재 8.1로 떨어졌으며, 2100년까지 7.8로 하락할 수 있습니다. 산성화는 조개, 산호, 플랑크톤의 껍질과 골격을 약화시킵니다. 극단적 기상 현상이 증가합니다. 폭염, 가뭄, 집중호우, 강력한 태풍과 허리케인의 빈도와 강도가 높아지고 있습니다. 따뜻한 대기는 더 많은 수증기를 머금어 폭우를 일으키고, 따뜻한 바다는 더 강한 태풍을 만듭니다. 원인은 인간 활동입니다. IPCC 6차 보고서는 인간이 기후 온난화를 일으켰다는 것이 명백하다고 결론 내렸습니다. 빙하 코어, 나무 나이테, 산호, 퇴적물에서 과거 기후를 복원한 결과, 현재의 온난화 속도는 과거 수천 년간 유례없이 빠릅니다. 자연 변동만으로는 설명할 수 없으며, 온실가스 증가와 정확히 일치합니다.
영향과 대응
예상되는 영향
기온이 계속 상승하면 영향이 심각해집니다. 1.5도 상승 시에도 극단적 기상이 증가하고 생태계가 손상되지만, 2도 상승 시에는 영향이 훨씬 크며, 3도 이상이면 재앙적입니다. 해수면은 2100년까지 최소 30센티미터에서 최대 2미터 이상 상승할 수 있습니다. 방글라데시, 몰디브, 투발루 같은 저지대 국가가 수몰 위기에 처하고, 뉴욕, 상하이, 뭄바이 같은 대도시가 침수 위험에 노출됩니다. 식량 생산이 타격을 받습니다. 일부 지역은 생산성이 증가하지만, 열대와 아열대는 가뭄과 고온으로 수확량이 감소합니다. 밀, 쌀, 옥수수 생산이 위협받고, 어업도 타격을 입습니다. 10억 명 이상이 식량 부족에 직면할 수 있습니다. 물 부족이 심화됩니다. 빙하 융해로 단기적으로는 물이 증가하지만, 빙하가 사라지면 건기에 물 공급이 끊깁니다. 히말라야 빙하에 의존하는 아시아 20억 명이 영향을 받습니다. 가뭄이 증가하여 중동, 아프리카, 호주에서 물 전쟁이 우려됩니다. 생물다양성이 감소합니다. 서식지가 변하고 이동 속도를 따라가지 못하는 종이 멸종합니다. 산호초는 2도 상승 시 99퍼센트가 사라질 것으로 예상됩니다. 북극곰, 펭귄, 물개는 해빙 감소로 생존이 위협받습니다. 건강 피해도 커집니다. 폭염으로 사망자가 증가하고, 말라리아와 뎅기열 같은 열대 질병이 확산되며, 대기 오염이 악화됩니다. 경제적 손실은 막대합니다. 기후 재해로 인한 피해가 증가하고, 인프라가 파괴되며, 농업과 관광이 타격을 받습니다. 연간 수조 달러의 손실이 예상됩니다. 기후 난민이 발생합니다. 해수면 상승, 가뭄, 폭염으로 거주 불가능해진 지역에서 수억 명이 이주할 것입니다. 국제 분쟁과 불안정이 증가합니다.
대응 방안
완화는 온실가스 배출을 줄이는 것입니다. 파리 협정은 온난화를 2도 이내, 가능하면 1.5도로 제한하는 것을 목표로 합니다. 이를 위해 2050년까지 탄소 중립을 달성해야 합니다. 화석 연료에서 벗어나야 합니다. 석탄 발전을 폐지하고 재생 에너지로 전환합니다. 태양광과 풍력은 이미 경쟁력이 있으며, 배터리 기술 발전으로 간헐성 문제가 해결되고 있습니다. 전기차로 전환하고 대중교통을 확대합니다. 에너지 효율을 높여 소비를 줄입니다. 건물 단열, LED 조명, 고효율 가전제품이 도움이 됩니다. 삼림을 보호하고 복원합니다. 나무는 이산화탄소를 흡수하는 자연의 탄소 저장고입니다. 아마존과 보르네오의 열대우림을 보호하고, 대규모 조림 사업을 추진합니다. 농업과 축산을 개선합니다. 벼농사의 메탄 배출을 줄이고, 소고기 소비를 줄이며, 식품 낭비를 방지합니다. 탄소 포집 기술도 필요합니다. 배출된 이산화탄소를 포집하여 저장하거나 활용하는 CCS와 CCUS 기술이 개발 중입니다. 적응은 변화에 대비하는 것입니다. 제방을 높이고 배수 시설을 개선하며, 가뭄에 강한 작물을 개발하고, 조기 경보 시스템을 구축합니다. 개인도 할 수 있습니다. 에너지를 절약하고, 대중교통을 이용하며, 고기 소비를 줄이고, 재활용하며, 나무를 심습니다. 정치적 압력도 중요합니다. 기후 정책을 지지하는 정치인을 뽑고, 기업에 압력을 가하며, 목소리를 냅니다. 시간이 얼마 남지 않았습니다. 지금 행동하지 않으면 돌이킬 수 없는 변화가 일어납니다. 지구는 우리가 물려받은 것이 아니라 미래 세대에게 빌린 것입니다.