기후 변화에 관한 연구가 인간이 쾌적한 삶을 영위하기 위해 활발하게 진행되고 있다.
인위적으로 배출된 온실가스의 양은 관측이래 최고 수준이며 이로 인한 기후 변화가 인간과
자연에 주는 영향은 2014년에 기후변화에 관한 정부간 협의체 (IPCC, Inter government
panel of climate change)의 5차 보고서[1]에서 발표되었다. 보고서에 따르면 배출된 온실
가스는 1880년부터 2012년까지 측정 된 육지와 해양의 표면온도 변화에 영향을 끼쳤다.
배출된 온실가스의 영향은 육지의 표면 온도가 해상의 표면 온도보다 132년간 0.85 (0.65 ~ 1.06)℃ 상승되었다는 것으로 알 수 있다. 온실가스 (GHG, Greenhouse gas)의 배출량이 증가한 주요 원인은 산업화 시대 이전보다 이산화탄소 (CO2), 메탄 (CH4), 아산화질소 (N2O)의 대기 중 농도가 크게 증가한 점에서 찾을 수 있다. 1750년부터 2010년까지 이산화탄소, 메탄, 아산화질소에 대한 대기 중 농도 변화 추이를 나타내었다.
이산화탄소의 대기 중 농도는 1750년대에 약 280 ppm이였으나 2010년도에 약 390 ppm으
로 260년 사이에 약 1.39배 정도 증가되었다. 메탄의 대기 중 농도는 동일 기간에 800 ppb 에서 1,800 ppb로 약 2.25배 정도 증가되었다. 아산화질소의 대기 중 농도는 동일 기간에 270 ppb에서 330 ppb로 약 1.22배 정도 증가되었다. 주목할 점은 이산화탄소의 대기 중 농도가 1750년부터 1970년까지 220년간 1.14배 증가되었으나 이후 2010년까지 40년간의 1.25배 증가되었다는 것이다. 이산화탄소의 대기 중 농도가 급증한 1970년부터 2010년까지 40년간의 전체 온실가스 배출량 및 추이를 나타내었다. 1970년에 연 평균27 GtCO2-eq/yr 이였으나 40년 동안 1.8배 증가되어 2010년에 연 평균 49 GtCO2-eq/yr 로 되었다. 연간 온실가스 배출량은 1970부터 2000년까지는 연 평균 0.4 GtCO2-eq/yr로 1.3%씩 증가되었지만 2000년부터 2010년까지는 연 평균 1.0 GtCO2-eq/yr로 2.2%씩 증가 되었다. 특히 화석연료의 연소와 산업 공정으로 인한 이산화탄소 배출량이 전체 온실가스 배출량의 약 78% 정도 되었다. 화석연료의 연소로 인한 지구의 총 이산화탄소 배출량을 10년 단위로 나타내었다. 1인당소득 [GDP (gross domestic product) percapita]으로 평가되는 경제 발전과 인구 증가가 1970년부터 2010년까지 화석연료의 연소로 인한 이산화탄소 배출량의 가장 중요한 원인으로 보고되었다.
특히 2000년부터 2010년까지 10년간 경제 발전에 의한 이산화탄소 배출량은 이전 1990년에서 2000년까지의 10년간보다 6.8 GtCO2/yr가 증가했다고 보고되었다. 즉, 산업화 이후의 기후 변화는 이산화탄소 등 온실가스의 증가로 인한 지구 온난화이다. 그 주요 원인으로는 경제 발전과 인구 증가로 인한 화석연료 사용량의 증가로 볼 수 있다.
미래의 기후 변화 전망과 대책
앞서 경제 발전과 인구 증가가 2010년까지 지구 온난화를 유발한 가장 중요한 원인이었다. 그러므로 미래의 기후변화 전망도 앞으로의 경제 발전과 인구 증가에 대한 분석을 토대로 이루어 질 수 있다.
경제 발전의 지표인 1인당소득은 도시화가 진행 됨에 따라 증가할 것으로 HSBC (Thehongkong and shanghai banking corporation)에 의해 예상되었다. 주요국가의 2010년 대비 2050년의 1인당소득 증가를 나타내었다. 대부분의 주요 국가는 미국을 제외하고 40년 동안 200% 이상의 1인당소득 증가가 될 것으로 예상되었다. 홍콩이 200% 정도 증가되고 한국이 300% 정도 증가될 것으로 예상되었다. 특히 러시아, 인도가 600% 정도 증가되고 중국이 800% 정도 증가되면서 1인당소득 증가의 선두를 이끌 것으로 예상되었다.
233개 국가의 인구조사가 2014년도 세계 도시화 전망 보고서에서 UN (United nations)
에 의해 발표되었다. 그림 1.6 [6]에 1950년부터 2050년까지의 인구 증가 추이를 나타내었
다. 전세계 인구는 1950년에 25억명이었다. 도시 인구가 28%인 7억명이었고 농촌 인구가
72%인 18억명이었다. 전세계 인구는 2010년에 60년 동안 47억명이 증가되어 72억명이었
다. 도시 인구가 53%인 38억명이었고 농촌 인구가 47%인 34억명이었다. 도시 인구가 60
년동안 증가된 인구 47억명 중 66%인 31억명이었다. 이는 인구 증가와 더불어 도시화가
빠르게 진행되고 있음을 알 수 있다. 전세계 인구는 도시를 중심으로 지속적으로 성장되어
2050년엔 95억명으로 2010년 이후 40년 동안 1.3배인 23억명이 증가될 것으로 예상된다.
전세계 인구는 도시를 중심으로 지속적으로 성장되어 2010년 이후 40년 동안 23억명이 증
가되어 2050년에 95억명으로 예상된다. 도시 인구는 2050년에 전체 인구의 66%인 63억명
으로 농촌 인구의 약 2배까지 증가될 것으로 예상된다.
이와 같이 경제 발전과 인구 증가가 미래에도 계속 지속된다면 지구 온난화는 더욱 악화될 것으로 예상된다. 현재까지의 이산화탄소 누적 배출량은 미래의 지구 온난화에 상당한영향을 미치게 될 거라고 IPCC는 예상하였다. 하지만 미래의 지구 온난화는 경제 발전과 인구 증가에도 불구하고 온실가스 배출량의 감축 노력에 따라 상당히 다른 결과가 나올 것으로 예상되었다. 2006년부터 2100년까지 이산화탄소 배출량을 기준으로 대표농도경로 (RCP, Representative concentration pathways)를 통해 예상되는 미래의 평균지표 온도를 나타내었다. RCP 2.6은 이산화탄소의 대기 중 농도가 약 420 ppm으로 인간활동에 의한 영향을 지구 스스로가 회복 가능한 수준이다. RCP 2.6에서 평균 지표 상승 온도는 2050년에 1.0 (0.4 ~ 1.6)℃로 2100년도에도 1.0 (0.3 ~ 1.7)℃로 예상된다. RCP 8.5는 이산화탄소의 대기 중 농도가 약 940 ppm으로 현재 추세대로 감소없이 온실가스가 배출되는 경우이다. RCP 8.5에서 평균 지표 상승 온도는 2050년에 2.0 (1.4 ~ 2.6)℃로 2100년도에는 3.7 (2.6 ~ 4.8)℃로 예상된다.
RCP 8.5는 지구 여러 지역에서 기후 변화로 많은 위험들이 발생할 것으로 IPCC에 의해 예상되었다. 폭풍 해일, 해수면 상승, 연안 지역 범람 등의 자연 현상은 일부 지역의 홍수, 폭염에 의한 심각한 질병과 생계 지장이 초래될 것으로 예상되었다. 인간 사회에서도 빈곤 계층은 식량과 수자원 불안정으로 생계의 위험까지 받게 될것으로 예상되었다. 이러한 주요 위험을 줄이는 RCP 2.6은 다양한 기술이나 활동 그리고 정책을 적절하게 조합하여 이산화탄소 배출량을 줄이는 것에 의해 이루어진다. 이산화탄소 배출량을 420 ppm 이하로 유지할 수 있는 것은 급격한 경제 발전과 인구 증가에서도 전세계적인 에너지 효율 향상 정책을 실행하여 에너지 소비량이 줄여지면 가능할 것으로 예상된다.