1단원 번영, 불평등, 그리고 전 지구적 한계들

1.3 또 다른 하키스틱: 기후변화

생활수준에 대한 측정치로 국내총생산을 사용하는 경우 현재와 미래 삶의 복지수준에서 환경이 차지하는 중요성을 간과하게 된다. 석탄과 석유 및 천연가스와 같은 화석연료의 사용이 지구의 자연 환경에 큰 영향을 끼쳐왔다는 증거가 그림 1.2a와 1.2b에 나타나 있다. 두 경우 모두 하키스틱 모양의 그래프를 보여준다. 이산화탄소(CO₂) 배출량은 수 세기 동안 변화가 거의 없다가 20세기와 21세기 들어 증가하면서 지구 대기권내 이산화탄소의 양을 크게 증가시켰고(그림 1.2a), 우리가 느낄 만큼 북반구의 평균온도가 증가했다(그림 1.2b). 그림 1.2a는 또한 화석연료 소비로부터 기인한 이산화탄소 배출량이 1800년대 후반 이후 극적으로 증가했음을 보여주고 있다.

그림 1.2b는 지구의 평균온도가 10년 단위로 오르내리는 변화를 겪었음을 보여주는데, 이러한 변화의 원인은 1815년 인도네시아의 탐보라 화산(Mount Tambora)의 폭발 등을 포함해서 아주 많다.

두 개의 꺾은선 그래프가 있다. 꺾은선 그래프 1에서 가로축은 1000년부터 2020년까지의 연도를 나타낸다 세로축은 1백만분율(parts per million) 단위로 대기 중 CO2를 나타내며 250에서 450까지의 범위를 가진다. 1010년부터 1800년 사이에 대기 중 CO2는 280 백만분율(parts per million)을 중심으로 변동했다. 1800년부터 2020년 사이에 400 백만분율(parts per million)을 약간 초과하여 증가했다. 꺾은선 그래프 2에서 가로축은 1000년부터 2020년까지의 연도를 나타낸다. 세로축은 백만 톤(millions of metric tonnes) 단위로 화석연료 연소로 인한 전 세계 탄소배출량을 나타내며, 0에서 40,000까지의 범위를 가진다. 증가 단위는 8000 단위이다. 탄소배출량 데이터는 1750년부터만 사용할 수 있다. 탄소배출량은 1750년 거의 0톤 수준에서 2018년 약 40,000 백만 톤 수준으로 크게 증가했다.

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그림 1.2a 대기중 이산화탄소(1010 – 2020년)와 화석연료 사용에 따른 전 지구적 탄소배출(1750–2018년)

Pierre Friedlingstein, Matthew W. Jones, Michael O’Sullivan, et al. 2019. ‘Global Carbon Budget 2019’. Earth System Science Data 11: pp. 1783–1838. doi: 10.5194/essd-11-1783-2019.; Pieter Tans NOAA/GML and Ralph Keeling, Scripps Institution of Oceanography. 2022. ‘Trends in Atmospheric Carbon Dioxide’.; D. Gilfillan, G. Marland, T. Boden, and R. Andres, R. 2021. ‘Global, Regional, and National Fossil Fuel CO2 Emissions’. Carbon Dioxide Information Analysis Center (CDIAC) Datasets. Accessed: September, 2021.

탐보라 화산폭발로 화산재가 너무 많이 분출되어 대기권의 미세먼지가 냉각효과를 발생시킨 나머지 지구의 기온이 낮아졌다. 1816년은 “여름이 없었던 해”로 알려져 있다.

1900년 이래 온실가스 농도가 점점 상승하면서 평균기온도 상승해왔다. 이는 주로 화석연료의 연소로부터 나오는 CO₂ 배출로 인한 것이다. 그리고 21세기 들어서면서 매년 평균기온은 지난 천 년 동안의 어느 때보다도 높았다.

이 꺾은선 그래프에서 가로축은 1000년부터 2019년까지의 연도를 나타내고, 세로축은 섭씨 온도 기준 1961-1990년 평균 온도로터의 편차를 나타낸다. 1100년까지 편차는 거의 0에 가까웠다. 1300년까지 편차는 -0.2도와 -0.4도 사이에서 변동했고, 1450년까지는 0도와 -0.6도 사이에서 변동했다. 1700년까지는 -0.2도와 -0.6도 사이에서, 1800년까지는 -0.4도와 -0.6도 사이에서 변동했다. 그리고 2019년에는 편차가 섭씨 1도까지 증가하기 시작했다.

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그림 1.2b 장기간에 걸친 북반구 기온변화 (1000–2019년). 그래프는 5년 평균치를 나타낸다.

Michael E. Mann, Zhihua Zhang, Malcolm K. Hughes, Raymond S. Bradley, Sonya K. Miller, Scott Rutherford, and Fenbiao Ni. 2008. ‘Proxy-based reconstructions of hemispheric and global surface temperature variations over the past two millennia’. Proceedings of the National Academy of Sciences 105 (36): pp. 13252–13257.; C. P. Morice, J. J. Kennedy, N. A. Rayner, and P. D. Jones. 2012. ‘Quantifying uncertainties in global and regional temperature change using an ensemble of observational estimates: The HadCRUT4 dataset’, Journal of Geophysical Research 117. D08101, doi:10.1029/2011JD017187.

기후변화에 관한 신빙성있는 데이터와 연구 자료는 기후변화에 관한 정부간 협의체(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) 홈페이지에서 찾을 수 있다.

인간이 기후변화의 주요 원인을 제공했다는 것과 기후가 변화하고 있다는 사실은 과학자들의 사회에선 더 이상 논쟁거리가 아니다. 지구 온난화로 인해 나타날 결과는 놀랍다. 극지방의 빙하가 녹고, 해수면 상승으로 넓은 해안지역이 해수면 밑으로 가라앉을 것이다. 기후와 강우 패턴의 변화는 세계에서 인구밀도가 높은 지역마저도 거주가 불가능한 지역으로 변화시킬 수도 있으며, 세계적인 곡창지대를 파괴시킬 수도 있다.

우리는 1인당 국내총생산 변화와 대기권내 CO₂의 변화 모두에서 하키스틱형 곡선 현상이 나타난다는 것을 확인할 수 있다. 또한 평균적으로 부유한 나라에서 1인당 탄소배출량이 높다. 2단원에서는 소득과 탄소 배출과의 연관성을 살펴보고, 훗날 기후에 더 이상 피해를 주지 않으면서 전 세계적으로 생활수준을 향상시키는 것이 가능한지 살펴볼 것이다.

연습문제 1.1 1~2도 더워지거나 추워지는 것이 얼마나 큰 차이를 발생시킬까?

그림 1.2b에서 볼 수 있듯이 1300년에서 1850년 사이에 아주 예외적으로 추웠던 시기가 있었다. 이 시기 유럽에서 나타난 소위 “소빙하시대”에 대해 알아보고, 다음 질문에 답해 보자.

이 예외적으로 추었던 시기가 이 지역 국가경제에 미친 영향을 설명해 보자.
기후변화에 예외적으로 영향을 많이 받았던 국가 혹은 지역의 사람들 집단의 예를 들어 보자.

확인문제 1.2 다음 중 옳은 것을 모두 골라라.

그림 1.2b는 1000년부터 북반구의 온도 변화를 각 연도의 평균기온과 1961년부터 1990년 사이의 평균기온과의 편차를 통해 보여준다. 이 그래프를 보고 다음 설명 중 옳은 것을 모두 골라라.

1961년 부터 1990년 사이의 평균기온은 1450년과 1900년 사이의 기온보다 0.2에서 0.6도 높았다.
그래프에서 1100년에서 1900년 사이에 나타나는 음수(-)는 이 기간 동안 기온이 지속적으로 떨어졌음을 나타낸다.
기온의 지속적인 상승은 오직 1980년대 이후에 나타나는 현상이다.
1980년대 이후의 지속적인 기온상승은 2000년 이후 매년 기온이 계속 상승할 것임을 암시하고 있다.

그래프에서 보듯이 1450년과 1900년 사이에 기온은 1961–1990년 사이의 평균기온 보다 0.2에서 0.6도 낮았다.
세로축의 변수는 특정시기의 기온과 1961–1990년 사이의 평균기온과의 차이를 나타낸다. 그래프에서 음수가 의미하는 것은 해당 년도의 기온이 계속해서 1961–1990년 사이의 평균기온 보다 낮았다는 것이다.
1900년대 초반과 같이 특정기간 동안 기온이 지속적으로 상승했던 적이 이전에도 있었다.
1980년 이후 기온이 지속적으로 상승한 것은 사실이나 이것이 이후에도 기온이 매년 계속해서 상승할 것임을 의미하지는 않는다. 많은 변수가 한 해의 기온에 영향을 미치기 때문에 미래의 기온이 얼마나 되는지 정확하게 예측하는 것은 어렵다.