2016년은 우리 지구인들에게 있어 가장 뜨거웠던 한해로 기억되게 되었다. 지구촌 곳곳에 폭염, 이상고온 현상이 나타나면서 전 지구 평균온도 기록을 경신할 것이 확실시되고 있기 때문이다. 그러나, 지구온난화로 인해 지구의 온도가 단순히 증가만 하는 것은 아니다. 지구 대기의 큰 흐름인 제트기류가 바뀌면서 다양한 형태의 기상이변들이 발생하고 있다.

 

이번 강의에서는 그 원리에 대해 실험을 통하여 알기 쉽게 설명하고자 한다. 이렇게 명확한 지구온난화의 증거를 우리는 몸으로 느끼고 살아가고 있지만, 이것이 정말 우리 인간이 초래하고 있는 현상인가에 대해서는 지금까지도 끊임없는 논쟁이 있어왔다. 이번 강연은 또한 이러한 논쟁에 있어 과학적 진실이 무엇인지를 파헤쳐 보고 정확한 진실을 청중들에게 전달하려고 한다. 마지막 주제는 지구온난화로 인해 우리 미래에 나타날 수 있는 가장 심각한 문제인 해수면 상승의 심각성에 대해 알아보고, 이러한 암울한 미래를 우리가 지금부터 바꾸어나가기 위해 필요한 일들이 무엇인지 논의하면서 강연을 마무리하고자 한다.

 

좀 더 자세한 강연의 세 가지 주제를 아래에 요약해 보았다.

 

 

(1) 뜨거워지는 지구, 급증하는 기상이변, 왜?

지구온난화는 단순히 지구의 온도가 증가함을 의미하는 것이 아니다. 예를 들어, 북극 지역은 전 지구 평균온도 증가 속도보다 2-3배 빠르게 급격히 뜨거워지고 있다. 반대로, 남극의 경우 지역에 따라 일시적으로 온도가 하강하는 경향이 나타나는 지역도 존재한다. 이렇게 지역마다 다른 온난화의 양상으로 인해 지구상의 거대한 공기 흐름인 제트기류가 반응하여 다양한 기상이변을 발생시킬 수 있다. 이번 강연의 핵심은 이러한 현상을 강연장에서 쉽게 설명해 줄 수 있는 회전수조 실험에 있다. 회전하고 있는 수조 가운데를 액체질소로 급속 냉각시키고 수조에 잉크를 떨어뜨리는 일련의 실험을 통해 얼어있는 남극 북극이 어떻게 기상 변동성과 관련이 있는지를 강연 중에 눈으로 확인해보는 시간을 갖고자 한다. 이를 통해 지구온난화가 단순히 지구가 더워지는 것을 의미하는 것이 아니라, 제트기류의 변동성 확대를 통해 기상이변이 증가할 수 있음을 선명하게 전달하고자 한다.

 

 

(2) 지구온난화, 정말일까?

최근 2000년대 후반부터 매해 동아시아와 북미 지역에 겨울철마다 어김없이 찾아오는 대형 폭설과 한파, 이로 인한 막대한 경제적 피해는 일반인들에게 지구온난화가 아닌 지구냉각화가 진행되는 게 아닌가 하는 의구심마저 들게 만들었다. 또한, 남극의 해빙이 줄어들기는커녕 더 늘어나고 있다는 뉴스는 전문적인 지식이 없는 사람들에게 그러한 의구심을 증폭시켰다. 이렇게 겉으로 보기에 모순적인 현상들로 인하여 지구온난화가 진행되고 있는 것인지, 만약 그렇다면 그것이 정말 우리 인류에 의한 것인지 많은 사람들이 궁금해 하고 있지만 일반인들이 속 시원한 설명을 들을 수 있는 기회는 흔치 않다.이번 강연에서는 기후변화를 연구하는 과학자의 입장에서 이러한 궁금증들에 대해 최대한 속 시원한 답을 청중들에게 전달하여 지구온난화의 과학적 의미를 명확하게 전달하는 시간을 가질 것이다.

 

 

(3) 해수면 상승과 우리의 미래

마지막 강연 주제는 지구온난화로 인해 미래에 우려되는 가장 심각한 현상인 해수면 상승에 대해 이야기해 보고자 한다. 먼저, 지구온난화에 의해 해수면이 상승하는 과학적 원리에 대해 설명하고, 관련 최신 연구결과들 소개를 통해 미래의 해수면이 빙하가 녹아내림에 따라 얼마나 상승할 것인지 이야기해 보고자 한다. 특히, 올해 4월 대한민국 남극 장보고 기지 인근 50km 지점에서 여의도 면적의 20배나 되는 해빙이 떨어져 나간 사례를 소개하고, 남극 장보고 기지의 한승우 기지대장님을 위성 통신으로 현장 연결, 당시 상황과 우리나라 과학자들 및 외국 과학자들이 어떤 과학 활동들을 펼쳐왔는지에 대해 이야기 들어 보는 시간을 갖고자 한다. 마지막으로, 더 이상의 지구온난화를 막기 위한 인류의 노력에 대해 소개하고 지금 시점에서 가장 중요한 것이 무엇인지 이야기 해보고자 한다.

 

 

====== 이것만은 알고 갑시다!★제트기류, 극소용돌이, 북극진동? ======

 

북극 주변 지역은 차갑기 때문에 공기 밀도가 높다. 밀도가 크고 상대적으로 차가운 공기는 밀도가 작은 공기에 비해 위로 올라갈수록 기압이 더 빨리 떨어진다. (차가운 공기는 단단하게 압축되어 있어 그 영향력을 높이 8km 정도까지 밖에 못 미치는 반면 적도 지방의 더운 공기는 15km 정도까지 걸쳐 있기 때문이다.) 그래서 밀도가 큰 차가운 공기로 구성된 북극의 공기는 상층으로 올라갈수록 적도지역보다 기압이 훨씬 빨리 떨어진다. 이렇게 북극 상공에 거대한 저기압 덩어리가 형성된다.

 

이 북극 한가운데 자리잡은 매우 차가운 저기압 덩어리를 남쪽의 따뜻한 고기압 덩어리가 감싸고, 그 경계에서 지구상에서 가장 강한 바람인 제트기류(Jet Stream)가 부는 것이다(시속 65-130km). 마치 열대성저기압 주변에서 태풍이 부는 것처럼 극지방 저기압 주변에서 제트기류가 부는 것이다.

 

이때 만일 북극의 온도가 상승하면 북극 대기 상층부의 저기압이 약해져서 제트기류가 약화되고 마치 느슨해진 고무밴드처럼 남북 방향으로 뱀처럼 구불거리는 제트기류가 형성되는데 이를 극소용돌이(Polar Vortex)라고 부른다. 이러한 파동의 굴곡에 따라 제트기류가 뱀처럼 남북으로 요동치게 되어 북쪽의 찬공기가 내려오는 지역에 이상한파가 찾아오는 것이다. 이러한 극소용돌이는 매우 불안정하여 약해졌다 강해졌다를 반복하는데 이를 북극진동(Arctic Oscillation)이라 한다. 물론 남극의 경우는 남극진동(Antarctic Oscillation)이 된다. 정리하면 다음과 같다.

 

지구온난화 → 극지방 온도 상승 → 제트기류 약화, 극소용돌이 →  이상한파

 

이런 메커니즘으로 지구온난화가 오히려 지구 일부 장소에서는 겨울철 한파로 이어지는 역설적 상황이 일어나는 것이다. 
  
※출처 : <극지과학자가 들려주는 기후변화 이야기 by 하호경, 김백민>