기본 콘텐츠로 건너뛰기

이산화탄소의 온실 효과를 직접 관측하다.


​
 현재 지구 온도는 상승중에 있습니다. 과학자들은 그 이유가 인간이 배출한 이산화탄소 같은 인위적인 온실 가스 때문이라는 점에서 높은 수준의 동의를 이뤘지만 그 세부적인 내용들에 대해서는 아직도 모르는 부분이 많습니다. 예를 들면 실제 이산화탄소의 농도 증가가 구체적으로 얼마만큼의 복사 강제력(Radiative forcing) 증가를 가져오는 지 정확한 측정값이 없었습니다.
​
​ 이산화탄소는 최근의 지구 온난화 때문에 나쁜 역할을 하는 기체처럼 생각되지만 사실 생명체가 넘치는 지구 환경을 위해서는 없어선 안될 역할을 합니다. 소량이지만 이산화탄소가 있으므로 해서 지구는 온실 효과를 통해 적당한 기온을 유지할 수 있기 때문입니다. 만약 온실 가스가 없다면 지구는 생명체가 살 수 없는 추운 행성이 될 것입니다.

 이산화탄소나 수증기, 메탄 등 온실효과를 일으키는 기체에 대한 설명은 이전 포스트에서 한 적이 있습니다. (  http://blog.naver.com/jjy0501/100086105368 참조) 이들 기체는 대기 중에서 지구가 방출하는 적외선 파장대의 열에너지를 흡수해 다시 대기 중으로 방출하는 방식으로 지구의 기온을 올리는 역할을 하죠. 지구 역사상 온실 가스의 농도는 지구 기온을 결정하는 중요 인자였습니다.

 따라서 현재 처럼 화석 연료로 온실가스를 지구 대기로 대량 방출할 경우 지구 대기의 온실 효과가 더 강해지면서 지구 기온이 오르게 될 것이라는 것은 1+1=2 같은 너무 당연한 이야기입니다. 따라서 과학자들이 이 문제에 대해서 높은 수준의 동의를 이뤘다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 하지만 구체적으로 이산화탄소 증가에 의한 복사 강제력 증가의 정도를 실측하는 것은 또 다른 이야기입니다.    
​
 미 에너지부 산하의 ​ 로렌스 버클릭 국립 연구소(Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab). 이하 버클리 연구소)의 과학자들은 11년에 걸친 관측을 통해 지구 대기 중 이산화탄소 농도 증가가 얼마나 많은 에너지를 대기 중으로 흡수하게 하는지를 입증했습니다. 연구팀은 오클라호마주와 알래스카주에 측정 장비를 두고 2000년에서 2010년 사이 변화를 실측했습니다. 같은 장비를 두 장소에 설치한 이유는 물론 측정 오차를 피하고 결과를 더 정확히 검증하기 위해서입니다.
​
​

(알래스카에 있는 대기 복사 측정 장치.  The scientists used spectroscopic instruments operated by the Department of Energy's Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Climate Research Facility. This research site is on the North Slope of Alaska near the town of Barrow. They also collected data from a site in Oklahoma.
Credit: Jonathan Gero )  
​
​

(동영상)
​
 연구팀은 이산화탄소 농도 변화에 의한 복사 강제력의 증가를 매우 정확하게 확인할 수 있었습니다. 여기에는 시간이 지남에 따라 증가하는 이산화탄소 농도는 물론 계절적인 변동에 의한 차이까지도 명확하게 나타났습니다. 참고로 연구 기간인 2000년에서 2010년 사이 대기 중 이산화탄소 농도는 22 ppm 증가했습니다.
​
 연구의 리더인 버클리 연구소의 다니엘 필드먼(Daniel Feldman, a scientist in Berkeley Lab's Earth Sciences Division) 에 의하면 이 연구를 통해 지구 대기 중 이산화탄소 증가에 의한 대기의 에너지 흡수 증가를 직접 측정할 수 있었다고 합니다. 실제 위의 동영상에서 보듯이 지구의 복사 강제력은 이산화탄소 농도 증가와 같은 방향으로 움직였습니다.
​
 Atmospheric Radiation Measurement (ARM) 장치는 알래스카에서 3300회, 오클라호마에서 8300회 측정을 진행했는데 지난 10년간 지구의 복사 강제력은 평방 미터당 0.2W 정도 증가했다고 합니다. 그리고 이런 이산화탄소 증가와 복사 강제력의 증가가 미 국립 해양 대기청(NOAA)의 이산화탄소 추적 시스템(CarbonTracker system)을 통해서 대부분 화석 연료 연소의 의한 것임을 입증할 수 있다고 합니다.
​
 이산화탄소 증가가 복사 강제력의 증가와 지구 평균 기온 상승을 불러일으킨다는 것 자체는 전혀 새로울 것이 없는 이야기지만 그 정도에 대한 정확한 실측값이 있다면 과학자들은 미래 지구 기후 변화를 시뮬레이션할 때 더 정확한 모델링을 할 수 있을 것입니다. 이는 지구의 미래가 어떻게 될 것이고 우리가 어떻게 대처를 해야할 것인지에 대한 더 정확한 정보를 제공할 것입니다. 
​
 이 연구는 네이처에 실렸습니다.   
​
​
 참고
​
Journal Reference:
  1. D. R. Feldman, W. D. Collins, P. J. Gero, M. S. Torn, E. J. Mlawer, T. R. Shippert.Observational determination of surface radiative forcing by CO2 from 2000 to 2010.Nature, 2015; DOI: 10.1038/nature14240





라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

세상에서 가장 큰 벌

( Wallace's giant bee, the largest known bee species in the world, is four times larger than a European honeybee(Credit: Clay Bolt) ) (Photographer Clay Bolt snaps some of the first-ever shots of Wallace's giant bee in the wild(Credit: Simon Robson)  월리스의 거대 벌 (Wallace’s giant bee)로 알려진 Megachile pluto는 매우 거대한 인도네시아 벌로 세상에서 가장 거대한 말벌과도 경쟁할 수 있는 크기를 지니고 있습니다. 암컷의 경우 몸길이 3.8cm, 날개너비 6.35cm으로 알려진 벌 가운데 가장 거대하지만 수컷의 경우 이보다 작아서 몸길이가 2.3cm 정도입니다. 아무튼 일반 꿀벌의 4배가 넘는 몸길이를 지닌 거대 벌이라고 할 수 있습니다.   메가칠레는 1981년 몇 개의 표본이 발견된 이후 지금까지 추가 발견이 되지 않아 멸종되었다고 보는 과학자들도 있었습니다. 2018년에 eBay에 표본이 나왔지만, 언제 잡힌 것인지는 알 수 없었습니다. 사실 이 벌은 1858년 처음 발견된 이후 1981년에야 다시 발견되었을 만큼 찾기 어려운 희귀종입니다. 그런데 시드니 대학과 국제 야생 동물 보호 협회 (Global Wildlife Conservation)의 연구팀이 오랜 수색 끝에 2019년 인도네시아의 오지에서 메가칠레 암컷을 야생 상태에서 발견하는데 성공했습니다.   메가칠레 암컷은 특이하게도 살아있는 흰개미 둥지가 있는 나무에 둥지를 만들고 살아갑니다. 이들의 거대한 턱은 나무의 수지를 모아 둥지를 짓는데 유리합니다. 하지만 워낙 희귀종이라 이들의 생태에 대해서는 거의 알려진 바가 없습니다.  (동영상)...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

몸에 철이 많으면 조기 사망 위험도가 높다?

 철분은 인체에 반드시 필요한 미량 원소입니다. 헤모글로빈에 필수적인 물질이기 때문에 철분 부족은 흔히 빈혈을 부르며 반대로 피를 자꾸 잃는 경우에는 철분 부족 현상이 발생합니다. 하지만 철분 수치가 높다는 것은 반드시 좋은 의미는 아닙니다. 모든 일에는 적당한 수준이 있게 마련이고 철 역시 너무 많으면 여러 가지 질병을 일으킬 수 있습니다. 철 대사에 문제가 생겨 철이 과다하게 축적되는 혈색소증 ( haemochromatosis ) 같은 드문 경우가 아니라도 과도한 철분 섭취나 수혈로 인한 철분 과잉은 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 높은 철 농도가 수명에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다.   하버드 대학의 이야스 다글라스( Iyas Daghlas )와 임페리얼 칼리지 런던의 데펜더 길 ( Dipender Gill )은 체내 철 함유량에 영향을 미치는 유전적 변이와 수명의 관계를 조사했습니다. 연구팀은 48972명의 유전 정보와 혈중 철분 농도, 그리고 기대 수명의 60/90%에서 생존 확률을 조사했습니다. 그 결과 유전자로 예측한 혈중 철분 농도가 증가할수록 오래 생존할 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 이것이 유전자 자체 때문인지 아니면 높은 혈중/체내 철 농도 때문인지는 명확하지 않지만, 높은 혈중 철 농도가 꼭 좋은 뜻이 아니라는 것을 시사하는 결과입니다.   연구팀은 이 데이터를 근거로 건강한 사람이 영양제나 종합 비타민제를 통해 과도한 철분을 섭취할 이유는 없다고 주장했습니다. 어쩌면 높은 철 농도가 조기 사망 위험도를 높일지도 모르기 때문입니다. 그러나 임산부나 빈혈 환자 등 진짜 철분이 필요한 사람들까지 철분 섭취를 꺼릴 필요가 없다는 점도 강조했습니다. 연구 내용은 정상보다 높은 혈중 철농도가 오래 유지되는 경우를 가정한 것으로 본래 철분 부족이 있는 사람을 대상으로 한 것이 아니기 때문입니다. 낮은 철분 농도와 빈혈이 건강에 미치는 악영향은 이미 잘 알려져 있기 때문에 철...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

인슐린 주사 일주일에 한 번만 맞아도 된다?

   당뇨병은 관리가 까다로운 만성 질병 중 하나입니다. 특히 인슐린 주사가 필요한 경우에는 더 관리가 어렵습니다. 하루에 주사를 몇 번씩 맞아야 하면 찌르는 것도 고통이고 실수로 건너뛰거나 용량을 실수하는 경우도 드물지 않습니다. 특히 고령 환자의 경우 더 위험할 수 있습니다. 이런 문제를 극복하기 위해 여러 제약 회사들이 새로운 투여 방법과 인슐린 제제를 내놓고 있습니다.   최근 2상 임상 시험을 마친 노보 노디스크 ( Novo Nordisk )의 인슐린 아이코덱 ( icodec )은 일주일에 한 번 투여하는 장시간 인슐린 제제입니다. 아이코덱은 효소에 의해 분해되는 것을 막는 변형 인슐린 분자로 혈액에서 알부민과 결합해 서서히 분리되기 때문에 한 번 주사로도 일주일이나 효과를 유지할 수 있습니다.   하지만 이렇게 장시간 작용하는 인슐린 제제의 경우 환자의 식사나 운동 같은 상황 변화에 인슐린 농도가 적절하게 유지되지 않을 가능성이 있습니다. 이번 2상 임상시험에서는 247명의 당뇨 환자를 두 그룹으로 나눈 후 실험군은 일주일에 한 번씩 아이코덱을 투여받고 매일 위약을 투여받았습니다. 그리고 대조군은 반대로 일주일에 한 번씩 위약을 투여받고 하루에 한 번씩 장시간 인슐린 제제인 란투스 (Lantus, glargine) 100U을 투여받았습니다.   26주에 걸친 임상 실험 결과 하루에 한 번 란투스를 투여받은 그룹이나 일주일에 한 번 아이코덱을 투여받은 그룹에서 특별한 합병증 차이를 발견할 수 없었습니다. 혈당 조절의 지표인 당화 혈색소 (HbA1c) 농도 역시 아이코덱 그룹에서 1.33% 감소한 반면 란투스 그룹에서 1.15% 정도 감소해서 큰 차이는 없었습니다. 그렇다면 하루에 한 번 투여하는 대신 일주일에 한 번 투여하는 것이 더 편리하고 실수로 두 번 투여하거나 건너 뛸 위험성이 적을 것입니다. 이 연구 결과는 뉴잉글랜드 저널 오브 메디슨 ( New England Journal...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기