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2014년 8월 2일 토요일

대류권 상층 수증기 증가는 인간 때문 ?



 대류권 (Troposphere) 는 대기의 최하층으로 각종 기상현상이 주로 일어나는 장소입니다. 그 높이는 위치에 따라 다르지만 극지방에서는 8 km 정도이고 적도 지방에서는 16 km 정도이며 평균적으로는 12 km 까지를 의미합니다. 이보다 더 위층에는 성층권이 존재합니다. 대류권의 주성분은 질소 (77%) 와 산소 (21%) 인데 소량의 아르곤, 수증기, 이산화탄소도 같이 존재합니다.  


 이 중 온실효과라는 관점에서 중요한 기체는 수증기와 이산화탄소입니다. 특히 물분자 (수증기) 는 대기 중 풍부하기 때문에 이산화탄소보다 더 중요한 온실 가스이기도 합니다. 따라서 수증기의 농도는 향후 온난화의 추세를 이해하는데도 매우 중요한 요소입니다. 비록 수증기의 농도는 지역에 따라 매우 다양한 편차를 보이지만 최근 수십년간 대류권 상층부의 수증기 농도가 증가했다는 것은 분명한 관측 결과로 받아들여지고 있습니다.


 마이애미 로젠스티엘 대학의 브라이언 소든 교수 (Brian Soden, professor of atmospheric sciences at the UM Rosenstiel School) 와 같은 대학의 연구자인 정의석 (UM Rosenstiel School researcher Eui-Seok Chung) 등 연구자들은 미 해양 대기청 (NOAA) 의 위성 자료를 참고로 지상에서 약 3-7 마일 (약 5 km 에서 11 km) 사이에 존재하는 대류권 상층부에 수증기 농도의 변화를 자연적인 변화로 설명할 수 있는지 아니면 인위적인 요인에 의한 변화인지 조사했습니다. 




(대류권 상층부의 수증기의 컬러 강조 영상 This is a color enhanced satellite image of upper tropospheric water vapor. Credit: NASA)  


 이들은 위성 관측 데이터와 기상 예측 시뮬레이션 모델을 분석한 결과 1979 년에서 2005 년 사이의 대류권 상층부의 수증기 농도의 변화는 자연적인 요인으로는 설명될 수 없으며 인위적인 온난화가 영향을 미친 것으로 보인다고 결론을 내렸습니다. (the upper-tropospheric moistening observed over the period 1979–2005 cannot be explained by natural causes and results principally from an anthropogenic warming of the climate)   


 연구 기간 동안 화산 활동이나 태양 활동의 변화는 관측된 수증기 농도의 변화를 설명하기에 부적합 했으나 이산화탄소와 같은 온실 가스의 증가는 이와 같은 수증기 농도의 변화를 설명할 수 있었다고 연구자들은 주장했습니다. 



(This is an illustration of annual mean T2-T12 field that provides a direct measure of the upper-tropospheric water vapor. Purple = dry and Red = moist. Credit: Eui-Seok Chung, Ph.D., UM Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science


 소든 교수는 이 연구가 최초로 상층 대류권의 수증기 증가가 인간의 활동에 의한 것이라는 주장을 확인시켰다고 언급했습니다. 즉 이산화탄소 같은 온실 가스의 증가가 수증기 증가에 기여했다는 것인데 수증기 자체 역시 온실 효과를 일으킬 수 있다는 점을 생각하면 의미심장한 이야기라고 하겠습니다. 즉 이렇게 증가된 수증기가 다시 온실 효과를 더 증폭시킬 수 있다는 것이죠. 


 다만 대류권 상층부의 수증기 농도 증가가 실제 어느 정도 영향을 미칠 수 있는지는 또 다른 연구 과제가 될 것입니다. 이 연구는 PNAS 에 실렸습니다. 



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