[산림청홈페이지발췌]기후변화의 원인

기후변화란

기후변화란 기후 시스템이 자연적 요인과 인위적 요인에 의하여 점차 변화하는 것을 말하며, 일반적으로 인간의 활동에 의한 온실가스 효과와 화산폭발로 인한 성층권 에어로졸¹› 증가 등의 자연적인 원인들을 포함한 전체 자연의 평균 기후변동을 말합니다.

기후변화협약(UNFCCC)에서는 "직접적 또는 간접적으로 전체 대기의 성분을 바꾸는 인간 활동에 의한, 그리고 비교할 수 있는 시간동안 관찰된 자연적 기후 변동을 포함한 기후의 변화"를 말하고 있습니다.

1) 에어로졸 : 대기 중의 미세한 입자들로서 자연계에서 뿐만 아니라, 산불이나 농작물을 소각할 때 발생하는 이산화황에 의해서도 생성됩니다. 이는 온실가스와는 반대로 태양광을 차단하고 산란시켜 대기를 냉각시키는 역할을 하며, 빗물의 핵이 되기도 합니다.

기후를 변화시키는 요인에는 다음과 같은 것들이 있습니다.

자연적 요인에는 대기, 육지, 해양, 설빙, 생물권 등의 내적 요인 이외에, 화산분화에 의한 성층권의 에어로졸 증가, 태양 활동의 변화, 태양과 지구의 천문학적 상대위치 관계 등의 외적 요인이 있습니다.

인위적 요인에는 인간 활동으로 인한 에어로졸의 양적변화로 인해 태양 복사열의 반사와 구름의 광학적 성질의 변화(산란 효과에 의한 지구 냉각), 과잉 토지이용이나 장작과 숯 채취 등에 의한 토지피복의 변화 등이 있으며, 국지적으로는 인공열 등에 의한 도시 기후의 변화 등도 문제가 되고 있습니다.

• 쓰레기 소각
• 공장매연
• 산불
• 과잉 토지이용
• 냉매 사용
• 화학비료 사용
• 화학연료 사용
• 산림훼손

자연적인 요인	내적 요인	대기, 해양,바다얼음, 육지와 이들의 특징인 식생, 반사도, 생물체와 생태계, 눈이 쌓인 정도, 육지얼음, 물수지등의 상호작용
	외적 요인	화산분출에 의한 성층권의 에어로졸 증가, 태양 활동의 변화, 태양과 지구의 천문학적 상대위치 관계 등으로 태양 및 지구 복사의 변동
인위적 요인	온실가스 요인	화석연료, 질소비료 사용, 폐기물 소각, 냉매, 세척제 및 스프레이 사용 등에 의한 대기내 온실가스의 양적 변동
	에어로졸 요인	인간의 활동으로 인한 도시화, 산업화로 대기의 에어로졸 변화
	토지 피복변화	공장부지, 주택단지 조성 등 과잉 토지 이용이나 장작과 숯채취 등으로 인한 토지이용 변화, 도시화로 인한 고층 건축물의 등장 등
	산림파괴	도로 건설, 벌목, 농업의 확장, 땔감 등으로 인한 산림파괴로 산림의 기후완화 및 물순환 기능 영향

지구온난화(Global Warming)란?

1997년부터 1998년에 걸쳐서 발생한 엘니뇨¹›에 의한 이상기후²›는, 인도네시아에서 가뭄에 의한 한귀, 산불피해를 발생시켰으며, 남미의 페루 등지에서는 호우에 의한 피해를 초래하였습니다. 또한, 2003년에는 유럽 각지가 폭염에 휩싸였고, 2005년에는 미국남부에서 허리케인 카트리나에 의한 대규모 재해가 발생하였습니다.

이처럼 세계각지에서 빈발하고 있는 이상기후는 범지구적인 기온의 상승에 의한 기후변화현상이라고 말할 수 있습니다.

지구온난화란 인간의 활동으로 인하여 발생한 이산화탄소, 메탄가스, 아산화질소, 오존 및 프레온가스 등으로 인하여 대기 중의 온실가스 농도가 증가함에 따라 지구에서 방출되는 열이 우주로 빠져 나가지 못하고 온실가스에 과다하게 흡수되어 지구의 열 균형에 변화가 발생하므로써 '자연적 온실효과'에 의한 적절한 온도보다 지나치게 더워지는 현상을 말합니다. 좁은 의미에서는 산업혁명 이후 인간 활동에 의하여 대기 중으로 배출되는 온실가스가 적절한 양을 초과하여 발생하는 심각한 '온실효과'를 말합니다. 지구온난화는 1980년 후반부터 문제시되어 왔으나, 그 메커니즘에는 불확실성이 있다고 주장하는 학설도 많이 있습니다.

이로 인해, 지구온난화의 원인과 장래예측을 과학적으로 해명하는 노력이 계속되어 왔던 것입니다.
기후변화에 대한 연구 중 중요시되고 있는 것이 많은 국가들의 참가와 함께 전 세계 과학자에 의해 추진되고 있는 기후변화에 관한 정부간협의체(IPCC³›)에 의한 연구입니다. IPCC의 20년에 가까운 연구를 바탕으로, 지구온난화 메커니즘이 서서히 해명 되어, 장래예측의 신뢰도 또한 높아지고 있습니다.

특히 2007년 제4차보고서에서 지구온난화를 일으키는 온실가스가 산업혁명이후 도시화, 산업화, 산림벌채 등으로 인해 급속히 증가하여 평상적인 온실효과를 초과함으로써 지구가 온난화되었다고 밝히고 과학적인 근거 제시를 통해 인류에게 책임이 있음을 발표한 바 있습니다.

태양으로부터 지구로 유입되는 에너지는 대부분 가시광선의 형태이며, 이중 약 30%는 우주로 나가고 70%는 우리가 딛고 서 있는 지면까지 도달하게 됩니다.

지표면에 도달된 복사선도 적외선(infrared) 또는 열복사(thermal radiation)의 형태로 다시 우주로 내보내어 집니다. 이때, 대기 중의 수증기나 이산화탄소와 같은 온실가스는 이 열을 흡수하여 대기를 따뜻하게 유지시켜 줍니다.

이러한 온실가스가 마치 온실의 유리처럼 보온효과를 일으키는 것을 온실효과(greenhouse effect)라고 합니다.
온실가스는 태양으로부터 지구에 들어오는 단파장의 태양 복사에너지는 통과시키는 반면, 지구로부터 방출되는 장파장의 복사에너지는 흡수함으로써 지구의 평균기온이 약 15℃를 유지할 수 있도록 합니다. 달의 경우 태양이 비추는 면은 100℃가 넘고 반대쪽은 영하 200℃가되는 이유는 대기가 없어 온실효과 현상이 나타나지 않기 때문입니다.

1) 엘니뇨 : 열대태평양 중부에서 동부, 페루 해에 걸쳐서 해면수온이 평년에 비해 1 ~ 2℃상승하여, 그러한 상황이 1년 정도 계속되는 현상. 페루의 어부가 매년 크리스마스 경, 해면수온이 높아지는 현상을 스페인어로 엘니뇨 (신의 아들=예수 그리스도)로 부른 것이 어원이 되었다. 엘니뇨에 대한 관측이 진행됨에 따라 매년 소규모 단위로 발생하고 있는 국지적 현상만이 아닌 태평양 전체에 걸쳐 반년이상 지속되는 대규모 기후변화현상으로서 인식되게 되었다.
2) 이상기후 : 호우, 일조부족, 냉하(冷夏)등을 말함. 기상청에서는 '과거30년 기후에 비해 현저한 편차를 보인 기후'라고 정의하고 있다.
3) IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change) : 유엔환경계획(UNEP)과 세계기상기구(WMO)가 기후변화에 관련한 과학적, 기술적 사실에 대한 평가를 제공하고, 국제적인 대책 마련을 위해 공동으로 설립한 유엔산하의 정부간 협의체

온실가스란?

현재 지구의 공기는 질소(78.1%), 산소(20.9%), 아르곤(0.934%), 이산화탄소(0.039%) 등으로 이루어져 있습니다. 이러한 여러 가지 기체들 가운데 온실효과를 일으키는 기체를 "온실가스"라고 하며, 이산화탄소(CO2) 이외에 같은 효과를 일으키는 가스들로는 메탄(CH4), 아산화질소(N2O), 수소불화탄소(HFCs), 과불화탄소(PFCs)와 육불화황(SF6), 오존(O3), 프레온(CFCs) 등이 있습니다. 이 중 기후변화협약에서는 이산화탄소, 메탄, 아산화질소, 수소불화탄소, 과불화탄소, 육불화황을 6대 온실가스로 지정하였습니다.

구분	온실가스	비고
자연적으로 발생하는 온실가스	수증기(H2O), 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4) 아산화질소(N2O), 오존(O3)
자연계에 존재하지 않으나 인간이 합성한 온실가스	수소불화탄소(HFCs), 과불화탄소(PFCs), 육불화황(SF6)	성층권 오존 붕괴물질은 아니나 온실효과가 큰 가스
	염화불화탄소(CFCs), 수소화염화불화탄소(HCFCs)	성층권 오존 붕괴물질
기타 온실가스	일산화탄소(CO), 이산화질소(NO2), 이산화황(SO2), 대류권오존(Tropospheric O3	대류권 대기오염물질
	Aerosols

	CO2	CH4	N2O	HFCs, PFCs, SF6
배출원	에너지사용/산업공정	폐기물/농업/축산	산업공정/비료사용	냉매/세척용
지구온난화지수	1	21	310	1300~23900
온난화기여도(%)	55	15	6	24
국내총배출량(%)	88.6	4.8	2.8	3.8

자료:에너지관리공단 기후대책실

지구온난화지수(Global Warming Potential, GWP) 란?

IPCC가 각각의 온실가스들이 지구온난화에 어느 정도 기여하는 가에 대한 정도를 제시한 것으로 산출방법은 1kg의 이산화탄소가 가지는 태양에너지 흡수량을 기준으로 개별 온실가스의 태양에너지 흡수량으로 나타내지며 온실가스 흡수량의 계산은 20년, 100년, 500년간으로 구분한 적산자료를 제시하고 있습니다.

이산화탄소(CO2)는 우리가 숨을 내쉴 때, 나무와 석유, 석탄과 같은 화석연료가 탈 때 탄소가 공기 중의 산소와 결합하여 생겨납니다. 자연계에서는 식물이 광합성 작용을 할 때 사용되며, 바다에 흡수되고 남은 양은 대기 중에 계속 쌓이게 됩니다. 산업혁명 이후 지난 100여년 동안 화석연료 사용의 급격한 증가로 대기중의 농도가 매우 높아진 것(280ppm → 379ppm, 2005년)으로 보고되고 있으며 지구 전체 온실효과의 약 60%를 차지합니다.

메탄(CH4)은 천연가스(LNG)의 주성분이며 석유, 석탄 및 천연가스 시스템에서 탈루되는 경우와 음식물 쓰레기가 부패할 때, 소나 닭과 같은 가축의 배설물에서 발생하는 것으로 알려져 있습니다. 아산화질소(N2O)는 주로 석탄을 채광할때나 연료가 고온으로 타면서 발생합니다.수소불화탄소(HFCs)는 오존층 파괴물질의 대표적인 대체물질로서 불연성 무독성 가스로 취급이 용이하고 화학적으로 안정되어 냉장고 및 에어컨의 냉매, 소화기 및 폭발 방지물, 분무액, 솔벤트 용제, 발포제 등으로 사용되고 있습니다.

과불화탄소(PFCs)와 육불화황(SF6)은 주로 알루미늄 용해, 반도체 생산, 전력 송배전, 마그네슘 주조 과정에서 발생하며, 과불화탄소의 경우 우리나라는 전량 반도체 제조 공정에 사용되고 있습니다. 과불화탄소와 육불화황은 현재 복사강제력 영향은 적으나 긴 잔류시간으로 인해 상당한 성장률을 보이고 있으며, 적외선의 강한 흡수체로서 미래 기후에 영향을 미칠 잠재성이 있습니다.