溫室效果온실효과

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【深化심화】12jigu-0105 | 12jigu-0106

■ 10統통科과2-02-03: 溫室效果온실효과 强化강화로 因인한 地球溫暖化지구온난화의 메커니즘을 理解이해하고, 엘니뇨, 沙漠化사막화 等등과 같은 現象현상이 地球지구 環境환경과 人間인간 生活생활에 미치는 影響영향과 對處대처 方案방안을 分析분석할 수 있다.


地球溫暖化지구온난화

地球지구의 輻射平衡복사평형

說明

地球지구는 太陽태양으로부터 끊임없이 에너지를 받습니다. 그런데도 平均평균 氣溫기온이 계속 올라가기만 하지 않는 까닭은 받은 만큼의 에너지를 다시 宇宙우주로 내보내기 때문입니다.

地球지구가 吸收흡수하는 太陽태양 輻射복사 에너지와 宇宙우주로 放出방출하는 地球지구 輻射복사 에너지가 장기적으로 같아진 狀態상태를 輻射平衡복사평형이라고 합니다.

들어오는 太陽태양 輻射복사 에너지를 100이라고 하면 約약 30은 구름, 大氣대기, 地表지표에서 反射반사되어 宇宙우주로 돌아갑니다. 들어온 輻射복사 가운데 反射반사되는 比率비율을 알베도라고 합니다.

나머지 約약 70은 大氣대기와 地表지표에 吸收흡수됩니다. 地球지구가 이 에너지를 계속 쌓아 두면 氣溫기온이 끝없이 올라가야 하므로, 장기적인 平衡평형 狀態상태에서는 같은 量양의 에너지가 赤外線적외선의 形態형태로 宇宙우주에 방출됩니다.

太陽태양은 表面표면 溫度온도가 매우 높기 때문에 可視光線가시광선을 비롯한 비교적 짧은 波長파장의 輻射복사를 많이 방출합니다. 地球지구는 훨씬 차갑기 때문에 주로 긴 波長파장의 赤外線적외선을 방출합니다. 이 波長파장 差異차이가 溫室效果온실효과를 이해하는 출발점입니다.

溫室效果온실효과

水蒸氣수증기, 二酸化炭素이산화탄소, 메테인과 같은 溫室氣體온실기체는 모든 波長파장의 빛을 똑같이 吸收흡수하지 않습니다. 太陽태양 輻射복사에서 큰 比重비중을 차지하는 可視光線가시광선은 비교적 잘 통과시키지만, 地表지표가 내보내는 일부 赤外線적외선 波長帶파장대는 강하게 吸收흡수합니다.

어떤 氣體기체가 赤外線적외선을 吸收흡수하는지는 分子분자의 構造구조가 決定결정합니다. 赤外線적외선은 分子분자를 振動진동시키는데, 振動진동하는 동안 分子분자 안의 電荷전하 分布분포가 한쪽으로 쏠렸다 돌아오기를 되풀이해야 赤外線적외선과 에너지를 주고받을 수 있습니다. 大氣대기의 99% 가까이를 차지하는 窒素질소 $N_2$와 酸素산소 $O_2$는 같은 原子원자 두 個개로 이루어져 있어 아무리 늘어나고 줄어들어도 電荷전하가 한쪽으로 쏠리지 않으므로 赤外線적외선을 거의 吸收흡수하지 못합니다. 反面반면 $CO_2$는 直線직선 模樣모양이지만 굽혀지거나 한쪽 結合결합이 늘어날 때 다른 쪽이 줄어드는 振動진동을 할 때 電荷전하 分布분포가 기울어지며, 特특히 波長파장 15 μm 附近부근의 赤外線적외선을 强강하게 吸收흡수합니다. 굽은 模樣모양인 $H_2O$는 더 넓은 波長帶파장대를 吸收흡수합니다.

地表지표가 내보내는 赤外線적외선 가운데 波長파장 約약 8~13 μm 區間구간은 水蒸氣수증기와 $CO_2$가 모두 잘 吸收흡수하지 못해 大氣대기를 비교적 쉽게 빠져나갑니다. 이 區間구간을 '大氣대기의 窓창'이라 부릅니다. 메테인이나 亞酸化窒素아산화질소, 弗素系불소계 氣體기체가 濃度농도에 비해 큰 溫室效果온실효과를 내는 것은 이 窓창 附近부근의 波長파장을 吸收흡수해 열려 있던 窓창을 일부 가리기 때문입니다. 이미 거의 다 吸收흡수되고 있는 波長파장에 같은 氣體기체를 더 보태면 效果효과가 점점 줄어드는 것과 對照的대조적입니다.

地表지표에서 방출된 赤外線적외선을 溫室氣體온실기체가 吸收흡수하면 大氣대기가 따뜻해집니다. 따뜻해진 大氣대기도 다시 모든 方向방향으로 赤外線적외선을 방출하며, 그 가운데 일부는 地表지표를 향합니다. 地表지표는 太陽태양에서 직접 받은 에너지와 大氣대기에서 내려오는 赤外線적외선 에너지를 함께 받게 됩니다.

이를 溫室效果온실효과라고 합니다.

溫室效果온실효과는 生命생명이 살아가는 데 필요한 自然자연 現象현상입니다. 大氣대기가 地球지구 輻射복사를 전혀 吸收흡수하지 않는다고 假定가정하면 地球지구의 平均평균 表面표면 溫度온도는 約약 $-18^\circ\mathrm{C}$로 計算계산됩니다. 實際실제 平均평균 表面표면 溫度온도는 約약 $15^\circ\mathrm{C}$이므로 自然的자연적 溫室效果온실효과가 地表지표를 約약 $33^\circ\mathrm{C}$ 더 따뜻하게 유지하는 셈입니다.

問題문제는 人間인간 活動활동으로 溫室氣體온실기체의 濃度농도가 빠르게 증가하는 데 있습니다.

溫室氣體온실기체가 늘어나면 大氣대기가 地球지구 輻射복사를 더 많이 吸收흡수하므로, 기존 氣溫기온에서는 宇宙우주로 빠져나가는 에너지가 들어오는 에너지보다 적어집니다. 地球지구에 에너지가 쌓이면서 氣溫기온이 오르고, 더 따뜻해진 地球지구가 더 많은 赤外線적외선을 방출하게 된 뒤에야 다시 새로운 輻射平衡복사평형이 이루어집니다.

이 過程과정에서 올라간 地球지구 平均평균 氣溫기온이 地球溫暖化지구온난화의 핵심입니다.

實際실제로 大氣대기의 $CO_2$ 濃度농도는 産業革命산업혁명 以前이전 約약 280 ppm에서 오늘날 420 ppm을 넘어섰고, 地球지구 平均평균 氣溫기온은 19世紀세기 後半후반보다 約약 1.1 ℃ 이상 올랐습니다. 2024秊년에는 한 해 平均평균 氣溫기온이 처음으로 産業化산업화 以前이전보다 1.5 ℃ 넘게 높았던 것으로 觀測관측되었습니다.

溫室氣體온실기체

主要주요 溫室氣體온실기체에는 水蒸氣수증기, 二酸化炭素이산화탄소, 메테인, 亞酸化窒素아산화질소 등이 있습니다.

溫室氣體온실기체主要주요 發生源발생원特徵특징
水蒸氣수증기 $H_2O$바다·陸地육지에서의 蒸發증발自然的자연적 溫室效果온실효과에서 매우 큰 役割역할을 함. 氣溫기온이 높아질수록 大氣대기가 더 많은 水蒸氣수증기를 품을 수 있어 陽양의 되먹임으로 作用작용함
二酸化炭素이산화탄소 $CO_2$化石燃料화석연료 燃燒연소, 森林삼림 伐採벌채, 시멘트 生産생산人間인간 活動활동으로 늘어난 溫室氣體온실기체 가운데 地球溫暖化지구온난화에 가장 큰 寄與기여를 함
메테인 $CH_4$家畜가축, 논, 埋立地매립지, 化石燃料화석연료 採掘채굴·輸送수송 過程과정의 漏出누출같은 質量질량을 比較비교하면 $CO_2$보다 강한 溫室效果온실효과를 냄
亞酸化窒素아산화질소 $N_2O$窒素肥料질소비료, 農業농업, 일부 工業공업 過程과정大氣대기에서 오래 머물며 강한 溫室效果온실효과를 냄
CFC 等등 弗素系불소계 氣體기체冷媒냉매, 發泡劑발포제 等등일부는 오존層층 破壞파괴 物質물질이면서 매우 강한 溫室氣體온실기체임

水蒸氣수증기와 $CO_2$의 役割역할은 구별해야 합니다. 人間인간이 水蒸氣수증기 濃度농도를 직접 크게 조절하는 것이 아니라, $CO_2$ 等등으로 氣溫기온이 올라가면 蒸發증발이 늘고 大氣대기가 더 많은 水蒸氣수증기를 품으면서 溫暖化온난화를 더욱 키웁니다. 따라서 水蒸氣수증기는 주로 氣候기후 變化변화를 增幅증폭하는 되먹임으로 다룹니다.

溫室氣體온실기체의 세기는 같은 質量질량이 一定일정 期間기간 동안 일으키는 溫暖化온난화를 $CO_2$와 比較비교한 地球溫暖化지구온난화 指數지수로 나타냅니다. 100秊년을 基準기준으로 하면 메테인은 $CO_2$의 約약 28倍배, 亞酸化窒素아산화질소는 約약 270倍배에 이르고, 弗素系불소계 氣體기체 가운데에는 數千수천~數萬수만 倍배인 것도 있습니다. 다만 大氣대기에 머무는 期間기간도 함께 보아야 합니다. 메테인은 約약 12秊년이면 大部分대부분 分解분해되어 줄이면 效果효과가 빨리 나타나는 反面반면, 亞酸化窒素아산화질소는 100秊년 以上이상 남고, $CO_2$는 바다와 生物圈생물권으로 옮겨 가는 데 數百수백~數千수천 秊년이 걸려 一部일부가 아주 오래 大氣대기에 남습니다. 오늘날 溫暖化온난화에 가장 큰 몫을 하는 것이 $CO_2$인 것은 分子분자 하나의 세기보다 排出量배출량이 壓倒的압도적으로 많고 오래 쌓이기 때문입니다.

溫暖化온난화를 키우는 되먹임은 이 밖에도 있습니다.

되먹임過程과정
얼음-알베도 되먹임氣溫기온 上昇상승 → 海氷해빙과 눈 減少감소 → 햇빛을 反射반사하던 表面표면이 어두운 바다와 땅으로 바뀜 → 吸收흡수 에너지 增加증가 → 氣溫기온 上昇상승
永久凍土영구동토 되먹임氣溫기온 上昇상승 → 永久凍土영구동토 融解융해 → 묻혀 있던 有機物유기물이 分解분해되며 $CO_2$·메테인 放出방출 → 溫室效果온실효과 强化강화
海洋해양 吸收흡수 減少감소바닷물이 따뜻해지면 $CO_2$가 덜 녹음 → 大氣대기에 남는 $CO_2$ 增加증가

모두 처음의 變化변화를 같은 方向방향으로 키우는 陽양의 되먹임입니다. 溫暖化온난화가 一定일정 水準수준을 넘으면 되먹임이 스스로 變化변화를 이어 가 되돌리기 어려워질 수 있다는 憂慮우려가 여기서 나옵니다.

溫暖化온난화의 影響영향

領域영역影響영향
海水面해수면바닷물의 熱膨脹열팽창과 陸地육지 氷河빙하·氷床빙상의 融解융해로 上昇상승. 바다에 떠 있는 海氷해빙이 녹는 것은 海水面해수면을 거의 올리지 않음. 低地帶저지대와 島嶼도서 國家국가의 浸水침수 危險위험
極端극단 氣象기상暴炎폭염·集中豪雨집중호우·가뭄의 頻度빈도와 强度강도 增加증가. 따뜻한 大氣대기가 水蒸氣수증기를 더 많이 품어 한 番번에 내리는 비가 많아짐
海洋해양바다에 녹은 $CO_2$로 海洋해양 酸性化산성화. 珊瑚산호 白化백화와 炭酸탄산칼슘 껍데기를 만드는 生物생물의 打擊타격
生態系생태계生物생물의 分布분포가 高緯度고위도·高地帶고지대로 移動이동. 移動이동이 어려운 高山고산·極地극지 生物생물의 減少감소
人間인간 生活생활作物작물 栽培재배 適地적지의 變化변화, 물 不足부족, 溫熱온열 疾患질환과 感染病감염병 分布분포의 變化변화

海水面해수면 上昇상승은 이미 觀測관측되는 變化변화입니다. 地球지구 平均평균 海水面해수면은 1901秊년부터 2018秊년까지 約약 20 cm 올랐고, 上昇상승 速度속도도 빨라져 2006~2018秊년에는 해마다 約약 3.7 mm씩 높아졌습니다. 바닷물이 따뜻해져 부피가 커지는 熱膨脹열팽창과 그린란드·南極남극 氷床빙상 및 山岳산악 氷河빙하가 녹아 바다로 흘러드는 물이 비슷한 몫을 차지합니다. 바다는 熱容量열용량이 커서 이미 吸收흡수한 熱열을 천천히 깊은 곳까지 전하므로, 溫室氣體온실기체 排出배출을 멈추더라도 海水面해수면은 數百수백 秊년에 걸쳐 계속 오를 것으로 豫想예상됩니다.

海洋해양 酸性化산성화는 溫暖化온난화와 原因원인은 같지만 다른 經路경로로 일어납니다. 바다는 人間인간이 排出배출한 $CO_2$의 4分분의 1 程度정도를 吸收흡수해 大氣대기의 濃度농도 上昇상승을 늦추어 왔는데, 녹아든 $CO_2$는 물과 反應반응해 水素수소 이온을 내놓습니다.

$$\mathrm{CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H^+ + HCO_3^-}$$

그 結果결과 海洋해양 表層표층의 pH는 産業化산업화 以前이전 約약 8.2에서 約약 8.1로 낮아졌습니다. pH는 로그 눈금이므로 0.1만 낮아져도 水素수소 이온 濃度농도는 約약 26% 늘어나며, pH를 小數소수 둘째 자리까지(約약 8.25→8.14) 따지면 約약 30%에 이릅니다. 늘어난 $\mathrm{H^+}$는 바닷물의 炭酸탄산 이온과 結合결합해 炭酸水素탄산수소 이온이 되므로, 珊瑚산호나 조개, 일부 플랑크톤이 炭酸탄산칼슘 껍데기를 만드는 데 쓸 炭酸탄산 이온이 줄어듭니다. 바다가 아직 鹽基性염기성이어도 껍데기 形成형성이 어려워지는 것은 이 때문입니다.

우리나라의 變化변화는 地球지구 平均평균보다 빠릅니다. 1912秊년 以後이후 109秊년 동안의 觀測관측을 보면 最近최근 30秊년의 平均평균 氣溫기온이 처음 30秊년보다 約약 1.6 ℃ 높아, 같은 期間기간 地球지구 平均평균 上昇幅상승폭보다 큽니다. 여름이 길어지고 겨울이 짧아졌으며, 사과 栽培재배 適地적지가 大邱대구·慶北경북 一帶일대에서 江原道강원도 山間산간 地域지역으로 北上북상하고 있고, 濟州제주 바다에서는 亞熱帶아열대 魚種어종이 자주 잡히는 等등 農業농업과 漁業어업에서 그 變化변화가 體感체감되고 있습니다.

地球지구의 熱열 循環순환

地球지구 全體전체로는 輻射平衡복사평형이 이루어지더라도 모든 緯度위도에서 각각 平衡평형인 것은 아닙니다.

低緯度저위도에서는 太陽태양 빛이 地表지표에 가깝게 垂直수직으로 들어오므로 같은 量양의 에너지가 좁은 面積면적에 모입니다. 高緯度고위도에서는 빛이 비스듬히 들어오므로 같은 에너지가 넓은 面積면적에 퍼집니다.

그 결과 低緯度저위도에는 에너지 剩餘잉여가 생기고 高緯度고위도에는 에너지 不足부족이 생깁니다. 이 差異차이를 줄이기 위해 大氣대기와 海洋해양이 熱열을 低緯度저위도에서 高緯度고위도로 옮깁니다.

大氣大循環대기대순환

說明

地球지구가 自轉자전하지 않는다고 假定가정하면 赤道적도에서 데워진 空氣공기가 上昇상승하여 高緯度고위도로 이동하고, 極地方극지방에서 식어 下降하강한 뒤 다시 赤道적도로 돌아오는 단순한 循環순환을 생각할 수 있습니다.

그러나 地球지구는 自轉자전합니다. 自轉자전하는 地球지구에서 움직이는 空氣공기는 北半球북반구에서는 進行方向진행방향의 오른쪽, 南半球남반구에서는 왼쪽으로 휘어 보입니다. 이를 轉向力전향력의 效果효과라고 합니다.

여기서는 北半球북반구를 基準기준으로 살펴보겠습니다.

赤道적도 附近부근은 강하게 데워져 空氣공기가 上昇상승합니다. 地表지표의 氣壓기압은 낮아져 赤道低壓帶적도저압대가 만들어집니다.

上昇상승한 空氣공기는 上層상층에서 高緯度고위도 쪽으로 이동합니다. 약 30° 附近부근에서는 식고 下降하강하여 亞熱帶高壓帶아열대고압대를 형성합니다.

이 空氣공기의 일부가 地表지표를 따라 다시 赤道적도로 흐르며 轉向力전향력 때문에 北東북동쪽에서 불어오는 바람으로 나타납니다. 이것이 北東貿易風북동무역풍입니다. 赤道적도와 30° 사이의 이 循環순환을 해들리 循環순환이라고 합니다.

極地方극지방에서는 차갑고 密度밀도가 큰 空氣공기가 下降하강해 極高壓帶극고압대를 만듭니다. 地表지표에서 低緯度저위도 쪽으로 흐르는 바람은 轉向力전향력 때문에 東風동풍 成分성분을 띠며, 이를 極東風극동풍이라고 합니다.

약 60° 附近부근에서는 차가운 極地方극지방 空氣공기와 상대적으로 따뜻한 中緯度중위도 空氣공기가 만나 上昇상승하기 쉬워 寒帶前線帶한대전선대가 형성됩니다. 60°와 極극 사이의 循環순환이 極循環극순환입니다.

30°와 60° 사이에는 페렐 循環순환이 자리합니다. 해들리 循環순환이나 極循環극순환처럼 加熱가열과 冷却냉각이 직접 만들어 내는 循環순환이라기보다, 中緯度중위도의 低氣壓저기압과 高氣壓고기압, 偏西風편서풍의 活動활동과 맞물려 유지되는 間接循環간접순환입니다.

循環순환緯度위도地表지표 附近부근의 主要주요 바람特徵특징
해들리 循環순환0°~30°貿易風무역풍赤道적도에서 上昇상승, 30° 附近부근에서 下降하강
페렐 循環순환30°~60°偏西風편서풍中緯度중위도의 間接循環간접순환
極循環극순환60°~90°極東風극동풍極극에서 下降하강, 60° 附近부근에서 上昇상승

上昇氣流상승기류가 발달하는 곳에서는 空氣공기가 위로 빠져나가 地表지표 氣壓기압이 낮아지고, 下降氣流하강기류가 발달하는 곳에서는 空氣공기가 地表지표 쪽으로 모여 氣壓기압이 높아집니다.

上昇상승하는 空氣공기는 膨脹팽창하며 식어 水蒸氣수증기가 凝結응결하기 쉬우므로 降水강수가 많습니다. 下降하강하는 空氣공기는 壓縮압축되며 따뜻해져 相對濕度상대습도가 낮아지므로 맑고 건조한 날씨가 나타나기 쉽습니다.

緯度위도氣壓帶기압대鉛直運動연직운동降水강수 傾向경향
0° 附近부근赤道低壓帶적도저압대上昇상승많음
30° 附近부근亞熱帶高壓帶아열대고압대下降하강적음
60° 附近부근寒帶前線帶한대전선대上昇상승많음
90° 附近부근極高壓帶극고압대下降하강적음

海水해수의 循環순환

海洋해양도 低緯度저위도의 熱열을 高緯度고위도로 옮깁니다.

바람이 바다 表面표면에 힘을 가하여 만드는 큰 海流해류 體系체계를 表層循環표층순환이라고 합니다. 貿易風무역풍과 偏西風편서풍이 그 主要주요 原動力원동력입니다.

熱帶열대에서는 貿易風무역풍이 東동쪽에서 西서쪽으로 불어 表層표층 海水해수도 대체로 西서쪽으로 이동시킵니다. 中緯度중위도의 偏西風편서풍은 反對반대 方向방향의 흐름을 만듭니다. 이 海流해류들이 大陸대륙에 막히고 이어지면서 큰 亞熱帶循環아열대순환을 형성합니다.

北半球북반구의 亞熱帶循環아열대순환은 대체로 時計方向시계방향, 南半球남반구에서는 反時計方向반시계방향으로 돕니다.

海水해수의 密度밀도 差異차이도 循環순환을 만듭니다. 水溫수온이 낮아지면 海水해수의 密度밀도가 커지고, 蒸發증발이나 海氷해빙 形成형성으로 鹽分염분이 높아져도 密度밀도가 커집니다. 이렇게 무거워진 海水해수가 高緯度고위도에서 가라앉아 深海심해를 따라 이동하는 흐름이 深層循環심층순환입니다.

表層循環표층순환과 深層循環심층순환은 서로 連結연결되어 海洋해양의 熱열, 酸素산소, 營養鹽영양염을 地球지구 全體전체에 나릅니다.

엘니뇨

平常時평상시의 熱帶열대 太平洋태평양

熱帶열대 太平洋태평양에서는 北東貿易風북동무역풍과 南東貿易風남동무역풍이 表層표층 海水해수를 西서쪽으로 밀어냅니다.

그 결과 따뜻한 表層水표층수가 인도네시아와 濠洲호주 附近부근의 西太平洋서태평양에 모입니다. 西太平洋서태평양은 東太平洋동태평양보다 表層표층 水溫수온이 높고 海水面해수면도 높습니다.

반대로 페루와 에콰도르 沿岸연안의 東太平洋동태평양에서는 表層水표층수가 西서쪽으로 이동하면서 그 자리를 아래의 차가운 물이 채웁니다. 이를 湧昇용승이라고 합니다.

깊은 바닷물에는 表層표층에서 가라앉은 營養鹽영양염이 많이 들어 있습니다. 湧昇용승으로 營養鹽영양염이 表層표층에 공급되면 플랑크톤이 번성하고, 이를 먹는 魚類어류도 많아져 페루 沿岸연안에 좋은 漁場어장이 형성됩니다.

따뜻한 西太平洋서태평양에서는 蒸發증발이 활발하고 空氣공기가 上昇상승하여 降水강수가 많습니다. 상대적으로 차가운 東太平洋동태평양에서는 空氣공기가 下降하강하여 건조합니다.

이처럼 熱帶열대 太平洋태평양의 東西동서 方向방향으로 이어지는 大氣대기 循環순환을 워커 循環순환이라고 합니다.

엘니뇨가 일어나면

엘니뇨는 赤道적도 中部중부와 東部동부 太平洋태평양의 表層표층 水溫수온이 平年평년보다 높아진 狀態상태가 여러 달 持續지속되는 現象현상입니다. 에스파냐어로 '남자아이', 곧 아기 예수를 뜻하는 이름으로, 페루의 漁民어민들이 크리스마스 무렵 沿岸연안에 따뜻한 물이 흘러드는 것을 이렇게 부른 데서 나왔습니다. 라니냐는 '여자아이'라는 뜻입니다. 大槪대개 2~7秊년마다 불규칙하게 나타납니다.

貿易風무역풍이 약해지면 따뜻한 表層水표층수를 西서쪽으로 밀어 두는 힘도 약해집니다. 西太平洋서태평양에 모여 있던 따뜻한 물이 中部중부와 東部동부 太平洋태평양 쪽으로 퍼지면서 東太平洋동태평양의 表層표층 水溫수온이 상승합니다.

따뜻한 表層水표층수가 두꺼워지면 차가운 深層水심층수가 올라오는 湧昇용승도 약해집니다. 營養鹽영양염 供給공급이 줄어 플랑크톤과 魚類어류가 감소하면서 페루 沿岸연안 漁業어업이 打擊타격을 받을 수 있습니다.

大氣대기의 對流대류 地域지역도 따뜻해진 中部중부·東部동부 太平洋태평양 쪽으로 이동합니다. 그 결과 東太平洋동태평양에서는 降水강수가 늘어 洪水홍수 危險위험이 커지고, 인도네시아와 濠洲호주 等등 西太平洋서태평양에서는 가뭄과 山火事산불 危險위험이 커질 수 있습니다.

項目항목平常時평상시엘니뇨
赤道적도 東太平洋동태평양 表層표층 水溫수온낮음높아짐
東太平洋동태평양 湧昇용승活潑활발弱化약화
東太平洋동태평양 海面氣壓해면기압상대적으로 높음낮아짐
東太平洋동태평양 降水量강수량적음增加증가
페루 沿岸연안 漁場어장 生産性생산성높음낮아짐

엘니뇨는 太平洋태평양 地域지역에만 影響영향을 주지 않습니다. 熱帶열대 太平洋태평양은 地球지구 大氣大循環대기대순환과 연결되어 있어 北美북미, 南美남미, 아시아, 아프리카 等등의 降水강수와 氣溫기온에도 遠隔相關원격상관을 일으킬 수 있습니다. 다만 어느 地域지역에 어떤 影響영향이 나타나는지는 엘니뇨의 强度강도와 時期시기에 따라 달라집니다.

20世紀세기에 가장 强강했던 엘니뇨 가운데 하나인 1997~1998秊년 엘니뇨는 이런 影響영향을 한꺼번에 보여 주었습니다. 東太平洋동태평양의 表層표층 水溫수온이 平年평년보다 크게 올라 湧昇용승이 약해지자 페루의 멸치 漁獲量어획량이 急減급감했고, 洪水홍수와 山沙汰산사태가 南美남미 西海岸서해안을 덮쳤습니다. 反對반대로 가뭄에 시달린 인도네시아에서는 大規模대규모 山산불이 일어나 煙氣연기가 東南동남아시아 一帶일대로 퍼졌습니다. 따뜻해진 바닷물 때문에 熱帶열대 바다 곳곳에서 珊瑚산호가 共生공생 藻類조류를 잃고 하얗게 變변하는 白化백화 現象현상이 一時일시에 나타났는데, 이는 地球지구 規模규모로 일어난 첫 珊瑚산호 白化백화로 記錄기록됩니다.

우리나라도 엘니뇨와 無關무관하지 않습니다. 엘니뇨가 發達발달한 해에는 겨울이 平年평년보다 따뜻하거나 여름철 降水量강수량이 많아지는 傾向경향이 統計的통계적으로 나타나지만, 東동아시아의 氣候기후는 中緯度중위도의 偏西風편서풍, 北極북극의 寒氣한기, 周邊주변 바다의 水溫수온 等등 여러 要因요인의 影響영향을 함께 받으므로 엘니뇨가 있다고 해서 반드시 그렇게 되는 것은 아닙니다. 遠隔相關원격상관은 確率확률을 바꾸는 것이지 結果결과를 定정하는 것이 아니라는 點점을 구별해야 합니다.

라니냐와 南方振動남방진동

라니냐는 엘니뇨와 반대 方向방향의 偏差편차가 강해진 狀態상태입니다.

貿易風무역풍이 平年평년보다 강해지면 따뜻한 表層水표층수가 西太平洋서태평양에 더 많이 쌓이고, 東太平洋동태평양의 湧昇용승은 강해집니다. 東太平洋동태평양의 水溫수온은 더 낮아지고 西太平洋서태평양의 對流대류와 降水강수는 강해지는 傾向경향이 있습니다.

熱帶열대 太平洋태평양의 東部동부와 西部서부 사이에서 氣壓기압이 서로 반대 方向방향으로 변하는 現象현상을 南方振動남방진동이라고 합니다.

엘니뇨와 南方振動남방진동은 하나의 海洋해양-大氣대기 결합 現象현상의 두 側面측면이므로, 둘을 합쳐 ENSO(엘니뇨-남방진동)라고 합니다.

沙漠化사막화

沙漠化사막화는 단순히 기존 沙漠사막의 面積면적이 넓어지는 現象현상만을 뜻하지 않습니다. 건조·반건조 地域지역에서 氣候變動기후변동과 人間인간 活動활동이 겹쳐 土地토지의 生産性생산성과 植生식생이 低下저하되는 現象현상을 말합니다.

沙漠化사막화는 왜 일어나는가

自然的자연적 要因요인으로는 장기간의 가뭄과 降水量강수량 變化변화가 있습니다. 亞熱帶高壓帶아열대고압대의 位置위치가 달라져 下降氣流하강기류가 강해지거나 넓어지면 일부 地域지역의 乾燥건조가 심해질 수 있습니다.

地球溫暖化지구온난화에 따라 해들리 循環순환이 擴張확장하는 傾向경향은 亞熱帶아열대 乾燥帶건조대의 位置위치와 範圍범위에 影響영향을 줄 수 있습니다. 다만 개별 地域지역의 沙漠化사막화를 이것 하나로 설명해서는 안 됩니다.

人爲的인위적 要因요인에는 過度과도한 耕作경작, 過放牧과방목, 森林伐採삼림벌채, 잘못된 灌漑관개 등이 있습니다.

草地초지에 가축이 지나치게 많으면 植物식물이 다시 자라기 前전에 뜯겨 植生식생이 줄어듭니다. 裸地나지가 늘면 비와 바람에 土壤토양이 쉽게 깎여 나갑니다.

건조 地域지역에서 灌漑관개를 잘못하면 鹽類염류가 地表지표에 쌓이는 土壤鹽類化토양염류화가 일어날 수도 있습니다. 蒸發증발은 강하지만 비가 적어 土壤토양 속 鹽類염류가 씻겨 내려가지 못하기 때문입니다. 鹽類염류 濃度농도가 높아지면 作物작물이 자라기 어려워집니다.

事例사례내용
사헬사하라 沙漠사막 南남쪽 가장자리의 半乾燥반건조 띠. 1970~1980秊代년대 長期장기 가뭄에 人口인구 增加증가에 따른 過放牧과방목과 耕作경작이 겹쳐 大規模대규모 飢饉기근이 일어남. 沙漠化사막화가 國際的국제적 問題문제로 떠오른 契機계기
아랄해中央중앙아시아의 內陸湖내륙호. 1960秊代년대부터 綿花면화 栽培재배를 위해 湖水호수로 들어가던 강물을 灌漑관개에 돌리자 湖水호수가 크게 줄어듦. 드러난 湖底호저의 소금과 農藥농약 먼지가 바람에 날려 周邊주변 住民주민의 健康건강과 農業농업에 被害피해

두 事例사례 모두 自然的자연적 條件조건 위에 人間인간의 土地토지·물 利用이용이 겹쳐 被害피해가 커졌다는 點점에서, 沙漠化사막화를 氣候기후만의 問題문제로 볼 수 없음을 보여 줍니다.

沙漠化사막화의 影響영향

植生식생이 줄면 土壤토양을 붙잡아 주는 뿌리가 사라져 土壤浸蝕토양침식이 심해집니다. 土壤토양의 有機物유기물과 水分수분이 감소하면서 土地토지의 生産性생산성도 떨어집니다.

농작물과 牧草목초의 生産생산이 감소하면 食糧식량 不足부족과 所得소득 減少감소로 이어질 수 있습니다. 물을 얻기 어려워지고 生活생활 基盤기반이 무너지면 다른 地域지역으로의 移住이주도 늘어날 수 있습니다.

건조한 土壤토양이 바람에 날리면 먼지와 모래 暴風폭풍도 심해집니다. 東동아시아의 黃沙황사 역시 發源地발원지의 乾燥건조 狀態상태, 土壤토양 狀態상태, 바람 條件조건의 影響영향을 받습니다.

植生식생 減少감소는 炭素탄소 吸收흡수 能力능력을 낮출 수도 있습니다. 土壤토양에 저장되던 炭素탄소가 줄거나 大氣대기로 방출되면 氣候變化기후변화를 더 키우는 方向방향으로 作用작용할 수 있습니다.

對處대처 方案방안

氣候變化기후변화와 沙漠化사막화는 한 國家국가의 領域영역 안에서만 끝나지 않습니다. 溫室氣體온실기체는 大氣대기를 따라 퍼지고, 沙漠化사막화로 생긴 먼지와 食糧식량 問題문제, 移住이주도 國境국경을 넘어 影響영향을 줍니다. 따라서 國際協力국제협력이 필요합니다.

協約협약秊度연도核心핵심 內容내용
氣候變化協約기후변화협약(UNFCCC)1992氣候變化기후변화에 對應대응하기 위한 國際국제 協力협력의 基本기본 틀을 마련
沙漠化防止協約사막화방지협약(UNCCD)1994沙漠化사막화 防止방지, 土地荒廢토지황폐 抑制억제, 被害國피해국 支援지원
京都議定書교토의정서1997일부 先進國선진국에 溫室氣體온실기체 減縮감축 義務의무를 부과하고 排出權去來배출권거래 等등의 手段수단을 도입
파리 協定협정2015모든 當事國당사국이 國家別국가별 寄與기여 目標목표를 제출하며, 産業化산업화 以前이전보다 氣溫기온 上昇상승을 $ 2^\circ\mathrm{C} $보다 훨씬 낮게 유지하고 $ 1.5^\circ\mathrm{C} $로 제한하기 위해 努力노력

氣候變化기후변화에 對應대응하는 方法방법은 크게 緩和완화와 適應적응으로 나눌 수 있습니다.

緩和완화는 溫室氣體온실기체 排出배출을 줄이거나 吸收흡수를 늘려 氣候變化기후변화의 程度정도를 줄이는 方法방법입니다. 再生可能재생가능 에너지 擴大확대, 에너지 效率효율 向上향상, 森林삼림 保全보전, 造林조림, 炭素捕集탄소포집·貯藏저장·活用활용 技術기술 등이 이에 해당합니다.

炭素中立탄소중립은 人間인간 活動활동에서 나오는 溫室氣體온실기체 排出量배출량과 吸收흡수·除去제거되는 量양을 맞추어 實質실질 排出量배출량을 0에 가깝게 만드는 것을 뜻합니다. 韓國한국도 2050秊년 炭素中立탄소중립을 目標목표로 法制化법제화했습니다.

適應적응은 이미 일어나고 있거나 앞으로 피하기 어려운 氣候變化기후변화의 被害피해를 줄이는 方法방법입니다. 洪水홍수 對備대비 施設시설, 가뭄에 강한 作物작물, 熱波열파 對應대응 體系체계, 海岸해안 防災방재 施設시설, 물 管理관리 등이 여기에 들어갑니다.

沙漠化사막화에 對應대응하려면 植生식생을 단순히 심는 데서 끝내지 않고 土地토지를 다시 황폐하게 만드는 原因원인을 함께 줄여야 합니다. 過放牧과방목을 줄이고 土壤토양을 保全보전하며, 灌漑관개 方法방법을 개선하고, 防風林방풍림과 防沙林방사림을 조성하며, 훼손된 草地초지를 復元복원해야 합니다.

個人개인의 行動행동도 에너지와 交通교통 需要수요를 줄이는 方向방향에서는 意味의미가 있습니다. 大衆交通대중교통과 自轉車자전거 利用이용, 冷暖房냉난방 에너지 節約절약, 음식물과 製品제품 浪費낭비 減少감소 등이 가능합니다. 다만 地球規模지구규모의 排出量배출량을 줄이려면 個人개인의 實踐실천과 함께 에너지, 産業산업, 交通교통, 土地利用토지이용 體系체계의 變化변화가 함께 이루어져야 합니다.

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