1400~1510년까지 스푀러(sporer) 최저, 1645~1715년 마운더(maunder) 최저. 소빙기 태양 활동이 가장 침체되었던 시기.
기후 변화의 원인
1. 태양에너지
2. 계절에 따른 지구와 태양 사이의 거리와 태양광선이 각 위도별로 지구에 도달하는 입사각에 영향을 주는 천문학적 변동
3. 입사태양복사와 지구방출복사에 영향을 주는 대기의 상태
4. 해양과 대기의 순환
5. 지표와 지표 부근 입사 에너지의 흡수와 역복사
흑점은 11년 주기로 늘었다 줄었다 한다. 지금까지 흑점이 하나도 없던 달이 1913년 6월. 올해 1월부터 7월까지 흑점은 단 3개가 활동하다가 8월달에 완전히 사라졌다. 2005년에 미국 국립태양천문대의 두 과학자가 태양의 자기 변화를 관측한 결과, 앞으로 10년 이내에 태양 흑점은 제로가 된다고 논문을 발표. 기상학자에 따르면 지구의 구름생성에 영향을주어 흑점이 없으면 비구름이 평소보다 더 많이 만들어지고 비가 자주오며 평균기온이 하강한다고 함.
미국 국립태양관측소(NSO) 연구팀은 지난 17년 동안 ‘적외선 분광법’ 등으로 태양 흑점 주변의 자기장을 매우 정밀하게 관측해 보니, “2015년쯤에 흑점이 완전히 사라질 가능성도 있다”고 발표.
Thursday, 16 November, 2000, 17:43 GMT
Natural processes involving changes in the Sun could have at least as powerful an effect on global temperature as increased emissions of carbon dioxide (CO2).
Climate scientists have already looked at changes related to Sun spot activity - a cycle of approximately 11 years - and long-term changes in the Sun's brightness, which has a cycle that lasts for centuries.
They have discounted the effect of both on the temperature increase over the last century because they either happen over too short a timescale, or they are too weak.
But so far they have omitted to take two other factors into account:
- Changes in the amount of ultraviolet radiation from the Sun affect the ozone layer. This is a very important part of the atmosphere where lots of chemical reactions take place that govern the way the rest of the atmosphere works;
- The Sun's magnetic field and solar wind - mainly in the form of electrons and protons coming out of the Sun - protects the entire Solar System by acting as a sort of shield from cosmic rays (very energetic particles and radiation from outer space).
Cloud cover
One of the effects that cosmic rays have is to influence how cloudy the Earth is.
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The amount of cloud affects the amount of radiation from the Sun reaching the planet surface, which in turn affects the global temperature.
Data collected from satellites show that the amount of low clouds over the Earth closely follows the amount of cosmic rays reaching the Earth.
The resulting warming due to this effect over the last century could be comparable to the amount of warming people think has been due to the greenhouse effect.
Add to that the other effects due to the Sun, and greenhouse gases become less than 50% responsible for rising global temperatures.
Little effect
The other side of this coin is that reducing greenhouse emissions will have much less effect in halting rising temperatures than some people think, and it might have hardly any effect at all.
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Thus, some people may ask: "So why bother worrying about greenhouse gases, and adding billions to the costs of industry to force them to cut emissions, when it could well be a pointless exercise?"
If the Sun is indeed the main contributor to the recent climate change, the money may be better spent providing clean air in big cities and clean drinking water to the Third World.
The author is a solar physicist serving as the European Space Agency's deputy project scientist for the Esa-Nasa Solar and Heliospheric Observatory (Soho)
태양 표면의 흑점이 하나도 남김없이 사라졌습니다. 흑점이 많을 때와 비교하면 그 차이를 쉽게 알 수 있는데, 올 들어서만 이런 날이 205일이나 됩니다. 지난해까지 더하면 무흑점 일이 471일에 달해 백여 년만의 최장 기록을 세웠습니다.
태양흑점 주기의 기원
태양표면에서 보이는 흑점들의 수는 약 11년동안 거의 0에서 100개가 넘게 증가하며 다시 다음 주기가 시작되면서 거의 0에 가깝게 감소하는데, 태양흑점 주기의 원인과 근원 또한 태양 천문학의 커다란 신비의 하나로 여겨진다. 우리는 현재 태양의 흑점주기에 대하여 많은 세부사항들을 알고 있고 그것을 만들어 내는데 열쇠역할을 하는 역학적 과정들에 대해서도 알고 있다. 그러나 우리는 여전히 기본적인 물리법칙들을 이용해 믿을 만한 미래의 흑점숫자를 예상할 수 있는 모델은 만들어 낼 수 없다. 이 문제는 다음해의 여름과 겨울의 날씨가 어떠할 지를 예상하려고 노력하는 것과 비슷하다고 볼 수 있다.
태양의 흑점
태양의 광구(우리 눈에 보이는 태양의 표면)에는 쌀알 모양의 어두운 반점이 있는데 이것이 바로 태양의 흑점(Sunspot)이다. 이 흑점은 망원경 관측으로는 1613년 갈릴레이에 의해 처음으로 관측되었으며 약 11.2년의 주기를 가지고 그 수가 늘었다 줄었다 한다. 흑점은 6,000K의 표면온도에 비해 4,200K로 상대적으로 온도가 낮아서 더 어둡게 보이는 것뿐 실제로 낮은 온도는 아니다. 흑점은 많이 나타날 때는 약 300개까지 보이고 적게 나타날 때는 한 개도 보이지 않는데 생기는 원인에 대해서는 아직 확실히 알려진 바가 없다.흑점의 모양은 둥근 종류가 가장 많은데 복잡한 구조를 가진 것도 상당수 있다. 또한 흑점은 한 개 또는 여러 개가 무리를 지어 생기기도 하는데 일반적으로는 쌍으로 나타나며 강한 자기장을 동반한다. 그리고 크기도 다양해서 가장 큰 흑점은 어두운 부분의 지름이 약 3만 km인데 덜 어두운 부분까지 합치면 6만 km이상으로 이는 지구가 빠져버릴 만한 크기이다. 흑점의 주기를 처음 발견한 사람은 독일의 천문학자 슈바베(Schwabe)로 그는 주기를 알아내기 위해 20년을 관측하여 결국 1843년에 흑점의 주기가 약 11.2년임을 밝혀냈다. 물론 주기는 일정한 것이 아니어서 짧을 때는 7년일 때도 있으며 길 때는 15년 이상으로 그 차이가 크다고도 할 수 있다. 또한 1904년 마운더는 흑점의 분포가 마치 나비의 날개 모양으로 분포돼 있음을 발견했는데 그 모습은 흥미롭게도 태양의 적도를 경계로 하여 남북으로 대칭을 이루었다. 최근 보고에 의하면 흑점 수가 많이 나타날 때는 비가 많이 와 홍수가 생기는 등 지구촌의 기상에 변화가 생긴다고 하며 아기의 출산율도 높아진다고 한다. 하지만 정설로 인정된 바는 없다.
2008년 4월 23일 호주 오스트레일리안지에서 호주 최초의 미 항공우주국 우주인이며 지구 물리학자인 필 채프먼이 지구냉각화가 현실로 다가오고 있다고 경고했다.
그는 인터넷에서 본 사진들 중 가장 무서운 사진을 Spaceweather.com에서 볼 수 있다고 말한다. 그것은 태양관측 위성인 소호(SOHO)가 촬영한 태양의 실시간 사진인데 놀랍게도 SOHO 사진 중에는 단 한 개의 아주 작은 흑점 밖에 없는 것이 있고 4월 25일에는 흑점이 전혀 없다.
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지구온난화를 믿는 사람들은 믿기 힘들겠지만 지구의 온도가 계속 내려가고 있다고 말한 그는 세계에서 지구의 온도를 측정하는 4대 연구소들이 2007년에 지구의 온도가 평균적으로 섭씨 0.7도가 내려간 것을 측정했다고 한다. |
이 상태로 계속 지구냉각화가 지속된다면 2027년 지구 평균 온도가 현재보다 섭씨 14도나 내려갈 것이라고 우려하고 있는 그는 그러한 사태가 발생하면 오늘날 세계의 선진국들이 얼음 속으로 들어가 없어질 것이고 나머지 나라들도 크게 고생할지 모른다고 말한다.
그는 세상에 있는 모든 불도저들을 모아 캐나다와 시베리아에 있는 눈 위에 흙을 뿌려 지구가 태양 빛을 반사하지 않도록 해 열을 더 많이 저장하는 방법이 현명할 것이며 지구에 엄청난 양의 메탄 가스를 뿌려 인공적인 온실가스를 만드는 것이 지구냉각화 문제를 해결해줄 것이라고 주장 하고있다.
지구온난화 = 남,북극 녹아 사라짐 = 담수로 인한 열염순환이 사라짐 = 지구 소빙하기 시작.
지난 4월 미국 외교전문지 Foreign Policy는 지난 50년 동안 대표적으로 빗나간 미래 예측가운데 하나로 ‘지구냉각화’를 꼽았다. 요즘은 지구온난화와 기후변화라는 말이 대 유행이지만 뉴스위크가 기사를 작성한 1975년은 수많은 전문가와 언론이 지구냉각화(Global Cooling)라는 문제를 가지고 호들갑을 떨었던 시기다.
지구냉각화는 지구온난화(Global Warming)의 정 반대 현상으로 지구 기온이 지속적으로 떨어지는 것을 말한다
당시 기사의 첫 문장은 이렇게 시작된다.
There are ominous signs that the earth's weather patterns have begun to change dramatically....(지구 기후가 급격하게 변하기 시작했다는 불길한 징조가 나타나고 있다....).” 물론 지구가 냉각되면서 나타나는 기후 변화를 말한다.
1970년대만 해도 식량이 가장 큰 문제였는지 기후변화로 인한 식량 생산량 감소를 크게 걱정하고 있다. 기사는 특히 냉각화로 기후가 변하고 있다는 증거들이 너무나 많이 쏟아져 나오고 있어 기상학자가 일일이 따라가기 힘들 정도라고 쓰고 있다.
예를 들면 영국에서는 기온이 떨어지면서 1950년 이후 20년 만에 작물이 자랄 수 있는 기간이 2주나 줄었고 미국에서는 1964년 이후 일사량이 1.3%나 줄었다는 연구 결과를 소개한다. 또 1970년대 초에는 지구기온이 떨어지면서 북반구의 적설(snow cover)이 급증했다고 전하고 있다.
심지어 지구기후가 1600년~1900년까지 유럽과 북미지역에 혹독한 추위를 몰고 왔던 이른바 ‘소빙기(little ice age)" 시대로 다시 돌아갈 것이라는 주장도 소개했다. 또한 지구기온이 떨어지면서 북반구 상층의 기압계에 큰 변화를 초래해 결과적으로 북반구 중위도 지역이 큰 타격을 입을 것으로 예상했다. 특히 잦은 가뭄과 홍수 등 기상이변으로 인해 식량 생산에 큰 차질이 불가피 할 것으로 보았다. 적도지역에서는 상대적으로 기온이 올라가는 것으로 예측하고 있다
특히 극지방의 빙하에 숯검뎅이(Black Soot)를 뒤집어씌워 빙하가 햇볕을 반사해 열을 지구 밖으로 방출하는 것을 막아야 한다는 대목에서는 당시 사람들이 지구냉각화를 얼마가 심각하게 받아들였는지를 짐작하게 해준다. 빙하가 햇볕을 반사하지 않고 받아들이면 지구냉각화를 어느 정도 상쇄하지 않을까 하는 염원이 담겨 있는 부분이다.
1970년대 이렇게 절박하게 지구냉각화 문제를 다룬 것은 1940년대부터 30년 이상 지구기온이 지속적으로 떨어졌기 때문이다. 실제로 당시 소개된 지구기온을 보면 1880년대부터 1940년대 초까지 꾸준히 상승하던 지구기온이 1940년대부터 1970년대까지 30년 넘게 급격하게 떨어지는 것을 볼 수 있다.
기온이 하루만 크게 올라가도 지구가 뜨거워진다는 보도가 나오고 강한 황사가 한번 오면 재앙과 테러, 심지어 폭탄이라는 말까지 동원해 보도를 하고 있는 현실을 생각하면 30년 이상 기온이 계속해서 떨어지고 있었으니 빙하기 도래를 예상하는 것이 어찌 보면 당연한 일인지도 모르겠다. 특히 하루를 예측하는 것도 힘들었던 시기인데 떨어지기만 하는 지구기온이 언제 다시 상승할 것인가를 전혀 예측할 수 없는 상황에서는 더더욱 그랬을 것이다.
그러나 떨어지기만 하던 지구기온은 1979년부터 상승하는 쪽으로 방향을 바꿨다. 그 이후로 현재까지 30년 가까이 지구기온이 올라가고 있는 것이다. 지구기온이 30년 이상 떨어지면서 지구냉각화와 빙하기 도래가 세계적인 이슈가 됐다면 지구온난화가 세계적인 이슈가 되는 데는 20년이 채 걸리지 않았다.
지금 와서 그럴듯하게 그려놓은 지난 100년 동안의 기온변화 그래프를 보면 전반적으로 기온이 상승하는 시기라고 당연히 생각하겠지만 1970년 살고 있다고 가정하면 지구온난화를 생각하기는 쉽지 않았을 것으로 생각된다. 1970년대 당시 지구냉각화를 외치고 다니던 사람들이 지금은 지구온난화를 외치고 다니고 있다.
지구온난화와 지구냉각화, 정 반대의 현상이다. 현재는 1970년대에 비해 자연을 이해하고 예측하는 기술이 비교할 수 없을 정도로 발전했다고는 하지만 호들갑을 떠는 언론이나 학자, 이런 저런 이유로 정책결정을 미루는 위정자의 모습은 예나 지금이나 같은 모습이라는 것이 참 재미있다. 숯검뎅이로 빙하를 덮어씌우자는 주장과 최근 일부에서 제기되고 있는 “우주거울(Space Mirror)”를 설치하자는 주장, 서로 정 반대 효과를 기대하고 있지만 어찌 보면 생각하는 수준이 너무나 똑 같다는 것이 놀랍다.
대책 마련이 늦어지면 늦어질수록 기후변화가 냉엄한 현실로 다가왔을 때는 감당하기가 더더욱 힘들어질 것이라는 1975년 뉴스위크 “The Cooling World"의 결론은, 상황은 지금과 정 반대지만 지금 다시 쓰더라도 전혀 부족함이 없어 보인다. “The longer the planners delay, the more difficult will they find it to cope with climatic change onc e the results become grim reality."
현재 지구온난화는 이론의 여지가 없을 정도로 확실하다는 목소리가 크다. 하지만 여전히 불확실성을 강조하는 사람들이 있다. 심지어 지구기온이 40~50년 주기로 오르락내리락하고 있어 앞으로 10~20년 뒤에는 지구기온이 다시 떨어질 것으로 보는 사람도 있다.
열염순환.
열염순환이란 남반구에서 북극에 이르는 대서양 물이 순환하는 것을 말한다. 적도의 따뜻한 물이 북쪽으로 움직이면서 그린란드와 노르웨이 사이에 도달하면 차가워져서 밑으로 가라앉아 다시 적도지역으로 흘러간다. 이 순환은 대서양 북쪽지역에 엄청난 열기를 가져다주는데 현재의 기후를 유지하는 큰 요인이다.
적도의 따뜻한 물이 북쪽으로 움직이면서 그린란드와 노르웨이 사이에 도달하면 차가워져서 밑으로 가라앉아 다시 적도지역으로 흘러간다. 이 순환은 대서양 북쪽지역에 엄청난 열기를 가져다주는데 현재의 기후를 유지하는 큰 요인이다.
그러나 지구 온난화로 인하여 방대한 빙하가 녹는다면 결과적으로 북대서양에 많은 양의 담수가 흘러들어와 열염순환이 중단될 수 있다. 왜냐하면 북쪽으로 이동하는 따뜻한 바닷물이 새로 유입된 담수에 의해 차단되고 농도가 낮아져 예전과 같이 정상적으로 순환할 수 없기 때문이다.
미국 일리노이스 주립대학교 대기과학과의 마이클 교수와 동료들이 모델을 설정하고 연구한 결과 “만일 열염순환 중단이 발생한다면 다시 원상태로 회복시키기가 거의 불가능하다.”라는 결론을 내렸다. 열염순환이 중단된다면 현재 우리 인간의 과학기술로는 다시 그 순환을 재개시키기가 불가능하다는 것이다.
그렇게 되면 대서양 북쪽의 기후에 변화가 일어나 다시 지구의 기온이 상당히 떨어진다는 것이다. 마이클 교수와 그의 팀 동료들은 그들의 이 연구 결과를 최근 샌프란시스코에서 열린 미국 지구물리학회에서 발표했다.
물론 이 주장이 절대적으로 확실한 것은 아니지만 마이클 교수는 이렇게 경고했다. “재개불가한 열염순환 중단이 발생할 가능성을 완전히 배제할 수는 없습니다. 따라서 적절한 정책을 수립하고 지속적으로 연구해야 합니다. 문제의 핵심인 지구온난화를 늦추기 위하여 아무런 대책도 세우지 않는다면 우리 인간은 무작정 사는 것이나 마찬가지입니다.”
고대기후에 관한 기록을 보면 열염순환이 중단된 적이 있었다. 마지막 빙하시대가 끝날 무렵에 거대한 빙하가 녹아 방대한 양의 담수가 세인트로렌스 만(북미 5대호와 대서양을 연결하는 수로)에서 흘러나와 북대서양으로 유입되었다. 이 담수 유입이 열염순환을 중단시켜 그린란드의 기후를 몇 십년동안 섭씨 7도나 떨어지게 했었다.
과학이 발달함에 따라 인간은 대기 중에 온실가스를 계속 배출하고 있다. 이것이 지구온난화를 가속시키는 주원인이며 결국 또 다른 대재앙인 빙하기를 초래하게 될지도 모른다.
첨단 과학을 두고 흔히 Frontier Science 또는 Cutting Edge Science라고 부른다. 검증되지 않은 길을 가다보니 언제나 낭떠러지로 떨어질 위험을 앉고 있다는 뜻일 것이다. 1970년대의 지구냉각화 예측은 10년이 채 안 돼 완전히 빗나가고 말았다. 현재 예상대로 앞으로 100년, 200년, 1000년까지 지구온난화가 계속될 것인가? 수 십 년이 지난 뒤 오늘처럼 지난 50년 동안 대표적으로 빗나간 예측이 지구온난화였다고 글을 쓰게 될 런지도 모를 일이다.
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