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‘빨간 지구’의 역습이 시작됐다

“온실가스는 지구 항상성 파괴하는 스테로이드”

  • 조천호 경희사이버대 기후변화 특임교수·전 국립기상과학원장 cch0704@gmail.com

‘빨간 지구’의 역습이 시작됐다

  • ● 전례 없는 기후변화로 ‘극한 기후’ 빈도·강도 급증
    ● 이산화탄소 증가 속도, 80만 년 새 가장 빨라
    ● 매초 히로시마 원폭 5개 수준 에너지 대기에 가둬
    ● 온도 상승 못잖게 위험한 습도 상승
    ● 세계 인구 3분의 1, 치명적 기후 조건에 노출
    ● 기후변화는 공동체 취약한 고리 공격하는 사회적 재난
온실가스가 지구 에너지 방출을 가로막으면 대기 온도가 상승하면서 지구가 지글지글 끓게 된다. [GettyImage]

온실가스가 지구 에너지 방출을 가로막으면 대기 온도가 상승하면서 지구가 지글지글 끓게 된다. [GettyImage]

오래된 기록경기인 육상에서 세계기록은 자주 깨지지 않는다. 최근 극심한 폭염 기록이 자주 깨지고 있다. 이것은 스테로이드를 복용한 선수가 세계기록을 자주 깨는 것과 마찬가지다. 정상 상황에서는 자주 일어나기 힘든 일이라는 점에서 그렇다. 역대급 폭염을 일으키는 ‘스테로이드’는 바로 인간이 배출하는 온실가스다.

유엔 산하 국제기구인 ‘기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)’는 8월 9일 ‘IPCC 제6차 제1실무그룹(WG1) 보고서’를 승인했다. 여기에는 2013년 발행한 제5차 보고서 이후 새롭게 축적한 과학 증거를 기반으로 한 기후 위기 상황과 전망이 담겨 있다.

이 보고서에 따르면 전례 없는 기후변화는 극한 기후 현상의 빈도와 강도를 높였고, 앞으로도 그럴 전망이다. 1900년 이전 ‘50년에 한 번 일어날 정도’ 수준이던 폭염 기록이 지구 평균기온이 1도 상승한 현재 4.8배 증가했다. 1.5도 상승하면 8.6배, 2도 상승하면 13.9배, 4도 상승하면 39.2배 늘어날 것으로 전망됐다.

히로시마 원자폭탄 5개 수준의 에너지

지구는 태양으로부터 에너지를 받는다. 그만큼 또 에너지가 우주로 빠져나간다. 그러지 않으면 지구는 지글지글 끓게 될 것이다. 온실가스는 태양에너지를 그대로 투과시키는 반면 다시 우주로 빠져나가는 에너지를 가둔다. 이로 인해 기온이 상승한다. 이를 온실효과라고 한다. 자동차 유리가 태양에너지를 그대로 투과시키는 반면 들어온 에너지를 차 밖으로 빠져나가지 못하게 해 차 안 온도를 상승시키는 것과 같은 이치다.

지구 대기의 온실가스 중 80% 가까이가 이산화탄소다. 화석연료를 태우면 탄소 원자가 공기 중 산소 원자와 결합해 이산화탄소가 만들어진다. 18세기 산업혁명 이전에는 100만 개의 공기 분자 가운데 이산화탄소가 280개였다. 오늘날에는 그 개수가 410개까지 늘었다. 이는 지구 역사에서 지난 200만 년 중 최댓값이다. 현재 매년 2.5개씩 늘어나고 있다.



인간이 증가시킨 온실가스는 1초마다 히로시마 원자폭탄 다섯 개 수준의 에너지를 대기에 가둔다. 우주로 빠져나자기 못하게 한다. 1998년 이후 약 30억 개의 원자폭탄과 같은 양의 에너지를 지구에 가두고 있다. 온실가스는 적은 양의 변화로도 지구에 미치는 영향력이 매우 크다. 지구의 급소라 할 수 있다. 인간이 이 지구 급소에 충격을 가하고 있다.

기후변화는 자연적으로도 끊임없이 일어났다. 2억5000만 년 전 페름기 말에 오랜 기간 광범위한 화산 폭발이 일어났다. 그 결과 석탄층이 불타 현재 인간이 매년 배출하는 양보다 1000배 더 많은 이산화탄소가 공기 중에 더해졌다. 이 기후변화로 지구 역사상 가장 큰 대멸종이 일어났다. 눈여겨볼 것은 당시 대기 중 이산화탄소 농도의 상승 속도가 지금의 10분의 1 정도에 불과했다는 것이다.

이산화탄소 증가 속도, 페름기 대멸종보다 더 빨라

8월 5일 폭염이 발생한 대구시의 한 코로나19 임시선별검사소 풍경. 열기를 식히고자 살수차가 물을 뿌리는 가운데 의료진이 코로나19 진단검사를 실시하고 있다. [뉴스1]

8월 5일 폭염이 발생한 대구시의 한 코로나19 임시선별검사소 풍경. 열기를 식히고자 살수차가 물을 뿌리는 가운데 의료진이 코로나19 진단검사를 실시하고 있다. [뉴스1]

눈이 얼어 만들어지는 육지 위 빙하는 과거 공기 방울을 포함하고 있다. 남극 빙하는 80만 년 전 형성된 공기 방울을 갖고 있다. 이를 통해 과거 기후를 비교적 정확히 알 수 있다. 오늘날 인간에 의한 기후변화 속도는 80만 년 전 이후 산업화가 일어나기 전까지 자연적으로 일어난 가장 빠른 속도보다 훨씬 빠르다. 이산화탄소 증가 속도는 100배, 기온 상승 속도는 10배에 이른다. 이처럼 인간에 의한 기후변화에서 주목할 것은 크기보다 속도다. 변화 속도가 빨라질수록 극단적인 날씨가 자주 강력하게 발생한다.

지구 기온 상승, 즉 지구 가열은 제트기류를 변화시킨다. 제트기류는 북반구 상층에서 부는 빠른 바람으로, 서쪽에서 동쪽으로 흐른다. 이 흐름의 속도와 구불거림의 정도에 따라 지상에서 고기압과 저기압의 이동 및 강도가 결정된다. 제트기류는 고위도와 저위도 간의 기온차로 발생한다. 기후변화로 인해 북극 지역이 다른 저위도 지역보다 2~3배 더 빨리 더워지므로 위도 간 기온차가 줄어든다. 기온 차이가 작을수록 제트기류가 느려지고 고기압과 저기압이 정체돼 같은 날씨가 이어진다. 한 지역에서 같은 날씨가 지속되면 재앙이 될 수 있다. 화창한 날이 폭염으로 변하고 단비가 폭우로 탈바꿈한다.

제트기류가 느려지면 구불구불한 파동이 커진다. 그리스문자 오메가 모양이 되면서 강력한 고기압이 자리 잡는다. 맑은 날씨가 이어지면 햇빛으로 지면이 뜨거워지고 이로 인해 더워진 공기가 팽창해 상승하려 한다. 일반적으로 이런 상황에서는 구름이 만들어져 비를 내려 지표면을 냉각시킨다. 오메가형 고기압에선 공기가 상승하려고 하면 상부 고기압이 공기를 지상으로 다시 밀어낸다. 공기가 하강함에 따라 대기 무게가 점점 더 무거워지고 밀도가 더 높아지며 더 뜨거워진다. 다시 상승하려 하지만 재차 상부 고기압에 부딪힌다. 이 과정에서 점점 더 뜨거워지는 ‘열돔(heat dome)’이 만들어진다.

기온 상승 못잖게 위험한 습도 상승

폭염이 계속된 8월 5일 대구시 한 코로나19 임시선별검사소에서 진단검사를 기다리던 60대 여성이 어지러움을 호소하며 주저앉자 근처에 있던 의료진이 달려와 얼음 스카프를 채워주고 있다. [뉴스1]

폭염이 계속된 8월 5일 대구시 한 코로나19 임시선별검사소에서 진단검사를 기다리던 60대 여성이 어지러움을 호소하며 주저앉자 근처에 있던 의료진이 달려와 얼음 스카프를 채워주고 있다. [뉴스1]

오늘날 지구에서는 인류가 진화해 온 지난 300만 년 동안 전례가 없던 수준의 기온 상승이 일어나고 있다. 이와 함께 습도도 상승하고 있다. 지구 평균기온이 1도 상승하면 바다와 지면에서 수분 증발이 많아진다. 대기는 수증기를 7% 더 많이 담을 수 있다. 자연적인 기후변화 속도에 유전적으로 적응하는 데는 시간이 오래 걸린다. 적응은 수많은 세대에 걸쳐 일어난다. 현재 기후변화 속도가 너무 빠른데 인간 몸이 적응하기에는 시간이 너무 짧다.

지구 평균기온이 지구 상태를 대표하는 것처럼 체온은 우리 몸 상태를 대표한다. 열 조절은 몸의 가장 중요한 기능 중 하나다. 사람의 몸은 섭씨 37도를 유지하려는 거대한 다세포 열기관이다. 먹고, 숨 쉬고, 움직이고, 생각하는 삶의 모든 과정에서 열이 발생한다. 외부 대기는 대부분 37도보다 낮아서 몸은 대기로 열을 방출할 수 있다. 이때 피부 가까이에 있는 모세혈관으로 혈액을 순환시켜 열을 방출한다. 이 냉각 메커니즘이 없으면, 기본적인 신진대사만으로도 체온이 시간당 1도 정도 상승한다. 이러면 우리는 단 하루도 살 수 없다.

인간은 일정 수준의 더위에 적응할 수 있다. 우리 몸은 땀을 흘린다. 땀이 증발하는 과정에서 몸의 열을 빼앗아 식힌다. 그러나 습도가 높으면 땀이 증발하지 않는다. 열을 방출하지 못한다. 이것은 서서히 익혀 죽이는 고문과 마찬가지다.

기온과 습도를 함께 고려하는 ‘습구온도’라는 개념이 있다. 수은주 끝을 물에 적신 솜으로 감싸 측정한 온도를 말한다. 습구온도는 기온이 올라가거나 습도가 높아지면 상승한다. 습구온도가 섭씨 35도를 넘으면 땀이 증발하지 않는다. 습구온도 35도는 기온 45도의 경우 습도 50%, 31도에서는 습도 100%인 상태에 해당한다. 건조한 더위보다 습한 더위가 더 위험한 것을 알 수 있다. 이런 상황에서는 환기가 잘되는 그늘진 환경에서 물을 충분히 마셔도 몸이 식지 않는다. 건강한 성인도 습구온도 35도 이상에서 6시간 이상 버틸 수 없다.

세계 인구 3분의 1, 치명적 기후 조건에 노출

올여름 섭씨 49도에 이르는 기록적 폭염을 기록한 이탈리아에서 한 시민이 흐르는 땀을 닦고 있다. [AP 뉴시스]

올여름 섭씨 49도에 이르는 기록적 폭염을 기록한 이탈리아에서 한 시민이 흐르는 땀을 닦고 있다. [AP 뉴시스]

폭염의 장기화는 사망자 수에 결정적 영향을 미친다. 폭염이 길어지면 열에 지친 몸을 회복할 시간이 없기 때문이다. 폭염 피해는 점진적으로 증가하지 않는다. 처음엔 껍질이 얇은 옥수수 알 몇 개가 터지다가 어느 순간 한꺼번에 모든 옥수수가 터지는 팝콘처럼 폭염 피해도 급격히 일어난다.

현재 세계 인구의 거의 3분의 1이 치명적인 폭염을 일으키는 기후 조건에 노출돼 있다. 과학자들은 습구온도 35도는 이론적인 값일 뿐 실제로 일어나지 않을 것으로 여겼다. 하지만 2020년 파키스탄과 아랍에미리트 두 지역에서 습구온도 35도의 장벽이 일시적으로 두 번 이상 뚫렸다. 지구 평균기온 상승을 산업화 이후 1.5도 이내로 막지 못하면 열대와 아열대의 해안 지역에서 습구온도가 인간 생존의 한계인 35도를 초과할 수 있다.

우리나라 같은 온대지방이라고 폭염에서 안전한 게 아니다. 2003년 유럽에 기록적인 폭염이 닥쳤다. 약 7만 명이 목숨을 잃었다. 2010년 러시아에서는 습구온도가 섭씨 28도를 넘지 않는 수준의 폭염에서 약 5만5000명이 사망했다. 불볕더위가 익숙하지 않은 곳에 사는 사람은 더위에 대해 생리적 순응도가 낮다. 더위를 피하는 행동도 민첩하지 않다. 우리나라에서 최근 폭염은 태풍이나 홍수보다 더 많은 사망자를 발생시킨다. ‘뉴스타파’가 행정안전부의 재해연보와 통계청 사망원인 통계를 분석한 결과, 2000년부터 2018년 사이 19년간 우리나라에서는 태풍으로 472명, 집중호우로 325명이 사망했다. 같은 기간 폭염은 602명의 생명을 앗아갔다.

특히 도시에서는 ‘열섬(heat island)’이 폭염을 더 악화시킨다. 아스팔트와 콘크리트가 많고 나무와 녹지가 적은 환경에서 기온은 주변 지역보다 5도 이상 더 올라갈 수 있다. 콘크리트와 아스팔트는 낮 동안 녹지에 비해 더 많은 태양열을 흡수해 저장한다. 밤에 그 열을 천천히 공기에 배출한다. 여기에 더해 습도까지 높으면 온도가 잘 변하지 않는 물의 특성 때문에 밤에도 높은 기온이 그대로 유지될 수 있다. 밤이 돼도 기온이 떨어지지 않는 열대야가 발생하는 것이다. 밤낮으로 뜨거운 경우 우리 몸엔 더 위험하다. 낮에는 시원한 곳을 찾아다닐 수라도 있지만, 밤에는 자느라 능동적으로 몸을 식힐 기회가 없다.

에어컨이 유발하는 더 큰 기후 위기

지금까지 전문가들은 난방을 할 수 없는 사람을 ‘에너지 빈곤층’으로 정의했다. 이제 그것은 ‘냉방을 할 수 없는 사람들’로 바뀌게 될 것이다. 2018년 포르투갈에서 열린 ‘모두를 위한 지속 가능한 에너지(Sustainable Energy for All)’ 포럼 보고서에 따르면 이미 세계적으로 11억 명이 넘는 사람이 냉방시설 부족으로 인한 위험에 직면해 있다. 폭염 상황에서 냉방장치는 사치품이 아니라 인권이 됐다. 삶을 쾌적하게 하고 생산성을 높일 수 있는 시원하고 안전한 환경은 현대 생활의 기본 구성 요소가 됐다. 그 결과 에어컨 수요가 급증하고 있다. 세계적으로 1초에 평균 10대가 판매된다는 통계가 있을 정도다.

에어컨은 기후문제를 해결하는 수단인 반면 문제를 일으키는 역설적인 현대 기술 중 하나다. 에어컨은 선풍기보다 20배 더 많은 전력을 사용한다. 에어컨 수요가 커질수록 기후 위기를 악화하는 전기 수요가 증가한다. 에어컨과 선풍기는 이미 세계 에너지 소비량의 10%를 차지하고 있다. 세계은행은 2050년까지 세계 냉방용 에너지 사용량이 3배 증가할 것으로 전망했다. 특히 인도, 중국, 브라질, 인도네시아 같은 국가에서는 5배 증가할 것으로 예상했다.

에어컨 구매와 사용에 지불해야 하는 비용은 우리가 기후위기에 제대로 대응하지 않아 발생한 비용 중 하나다. 에어컨은 마약처럼 우리를 중독 상태에 빠뜨려 기후 위기의 근본적인 문제 해결에 둔감하게 만든다.

 8월 7일 산불이 덮친 그리스 아테네 북부 지역 한 주택가 모습. 올여름 섭씨 40도가 넘는 폭염이 이어진 그리스에서는 대규모 산불과 그에 따른 정전이 잇따랐다. [아테네=신화 뉴시스]

8월 7일 산불이 덮친 그리스 아테네 북부 지역 한 주택가 모습. 올여름 섭씨 40도가 넘는 폭염이 이어진 그리스에서는 대규모 산불과 그에 따른 정전이 잇따랐다. [아테네=신화 뉴시스]

공동체 취약한 고리 공격하는 사회적 재난

폭염은 자연 재난인 동시에 사회적 재난이다. 폭염은 모든 사람에게 평등한 피해를 일으키지 않는다. 노인과 어린아이는 신체 특성상 폭염에 빨리 적응하지 못한다. 폭염 피해는 질환, 장애, 빈곤, 열악한 주거시설 등 폭염에 제대로 대처하기 어려운 사회경제적 조건을 가진 사람에게 집중된다. 폭염 불평등은 국제적 문제도 낳는다. 세계에서 가장 더운 30개 도시는 냉방시설이 제대로 갖춰지지 않은 개발도상국에 있다.

건강한 성인이라고 해도 농부와 건설노동자처럼 야외에서 일하는 사람은 폭염에 더 많이 노출돼 더 큰 고통을 받는다. 이는 노동생산성에 영향을 미친다. 야외 노동자 대부분은 일당을 받는다. 폭염이 발생해도 일을 쉴 여유가 없어 삶이 더 고통스러워진다. 미국 국립해양대기청(NOAA)에 따르면, 심해지는 더위와 습도로 인해 야외에서 할 수 있는 일의 양이 10% 감소했다. 이 수치는 2050년에 2배 증가할 것으로 전망된다.

북위 42도에 위치해 선선한 기후를 가진 미국 시카고 기온이 1995년 41도까지 치솟았다. 당시 6일 동안 지속된 폭염으로 739명이 사망했다. 희생자 대부분은 흑인이었다. 그중에서도 가난해 에어컨 없이 혼자 사는 노인에게 피해가 집중됐다. 특히 범죄율이 높은 마을에서 피해가 컸다. 치안 불안으로 창문을 닫고 지내는 사람이 폭염 피해를 더 많이 보았다. 이런 지역사회에서는 이웃 사람 간 서로 알고 돕는 연대가 약하다. 사회적 고립이 피해를 더욱 키웠다.
1999년 시카고에서 다시 비슷한 폭염이 발생했지만 이때는 사망자가 110명으로 크게 줄었다. 지역 공무원이 사망 위험이 높은 독거노인이나 좁은 집에 사는 사람을 일일이 찾아가 상황을 확인하고 걸맞은 조치를 한 덕분이다. ‘사회적 돌봄’이 폭염 피해를 줄인 대표적 사례다.

폭염은 자연현상이지만 사회적·경제적 불평등과 공공성이 무너진 곳에서 재난으로 드러난다. 목걸이의 강도는 거기 달린 보석으로 결정되는 것이 아니다. 가장 약한 부분인 목걸이의 끈에서 결정된다. 가난하고 취약한 사람이 더 혹독한 폭염에 노출되고 그로 인해 생명과 안전을 위협받는다면 그 공동체는 연대가 무너져 건강성을 잃을 것이다.

우리가 사는 세상은 ‘최초’가 쏟아지지만, 안타깝게도 그 ‘최초’가 다 좋은 건 아니다. ‘온실가스’라는, 인간이 가하는 충격을 받은 지구는 역대급 극단적인 날씨로 다시 인간에게 충격을 준다. 올해 우리가 경험한 전례 없는 폭염의 맹공격은, 우리가 뿌린 것을 거두는 것이라고 할 수 있다.

지구의 겉넓이는 약 5억1000만㎢로 유지되고 있지만, 인간의 지구는 줄어들기 시작했다. 열대와 아열대의 습한 지역이 인간이 생존하기 어려운 지역으로 바뀌려 한다. 폭염은 우리를 건물 안에 머무는 포로로 만들고 있다. 뜨거운 도시 거리는 비워지는 상황이다.

오늘날 폭염 상당 부분에는 인간의 흔적이 담겨 있다. 인간이 일으킨 것이니 인간이 해결해야 한다. 기후 위기로 인한 폭염에 적응하는 것만으로는 한계가 있다. 더 극단적이고 더 길어지고 더 광범위한 폭염을 일으키는 ‘스테로이드’, 온실가스의 배출을 중단해야만 할 때다.

#기후변화 #온실가스 #폭염 #IPCC #조천호 #신동아



기록으로 살펴보는 ‘역대급’ 여름
올해 7월은 인류가 기상 관측을 시작한 이래 가장 더운 달로 기록됐다. 미국 국립해양대기청(NOAA)은 8월 13일 “7월 지구 표면 온도가 섭씨 16.73도를 기록했다. 이는 1880년 관측을 시작한 후 141년 만에 가장 높은 온도”라고 밝혔다. 이전 최고 기록은 2016년 7월, 2019년 7월, 2020년 7월로 모두 섭씨 16.72도였다.

눈여겨볼 것은 7월 지구 표면 온도가 가장 높았던 상위 10개 연도가 1998년을 제외하고는 모두 2010년 이후라는 점이다. 2019년부터 올해까지 7월 기온이 3년 연속 최고치를 경신한 것도 눈에 띈다. 이 가운데서도 올해 7월 지구 표면 온도는 20세기 7월의 평균온도(15.8도)보다 0.93도나 더 높다.

인류가 모여 사는 지구 북반구가 특히 뜨거웠다. 아시아의 표면 온도는 1910년 이후 가장 높았다. 전 지구적 표면 온도 상승은 각종 기후 재앙을 낳고 있다. 그리스, 터키, 이탈리아 등 남유럽에서는 연일 최악의 폭염과 산불이 발생하고 있다. 미 북서부와 캐나다 등 북아메리카 지역에서도 올여름 섭씨 50도가 넘는 불볕더위가 이어졌다.

한편 8월 9일 유엔 산하 ‘기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)’는 향후 10년 이후에 지구 평균온도가 산업화 이전과 비교해 1.5도 높아질 가능성이 매우 크다는 최신 연구 결과를 내놓았다. 불과 3년 전 나온 예상보다 시점을 10년 앞당긴 전망이다. 전문가들은 기온이 1.5도 상승하면 폭염, 가뭄, 산불 등 초극단적 기후 위기가 지금보다 더 일상적으로 발생할 것이라고 경고하고 있다.


조천호
● 1961년생
● 연세대 천문기상학과 졸, 동 대학원 대기과학 박사
● 前 국립기상연구소 지구대기감시센터장, 국립기상과학원 기후연구과장
● 국립기상과학원장 (2015~2018)
● 저서: ‘파란하늘 빨간지구’



신동아 2021년 9월호

조천호 경희사이버대 기후변화 특임교수·전 국립기상과학원장 cch0704@gmail.com
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