지구 온난화에 의한 해수면 상승이 어떤 문제가 발생하는지에 대해 이야기해볼까 합니다. 2021년 IPCC 6차 총회에서 인간 활동에 의한 지구 평균기온이 상승했다는 중요한 내용의 합의문이 실렸습니다. 수백 명의 과학자가 합의한 내용이죠. 즉, 인간이 지구 평균기온을 지구 역사상 가장 빠르게 상승시켰으며, 여러 가지 영향 중 북극, 남극, 그린란드 등의 빙하들이 녹으면서 해수면이 과거에 비해 상승할 것이다라는 예측 데이터를 내놓았습니다. 실제로 빙하가 녹는 사실은 이미 많은 언론을 통해서 잘 알려진 내용들입니다.
해수면 안정화의 중요성
우리 인류는 대략 7천년에서 8천 년 전 농경생활을 통해 정착을 하고 그 위에 문명을 건설하며 현재까지 인류의 번영을 이끌고 있습니다. 그런데 "인류가 왜 대략 7천 년 전부터 농경생활이 시작되었는가?"라는 질문에 대한 대답은 기후가 안정됨에 따라 해수면 또한 안정화가 된 사실에서 그 해답을 찾을 수 있습니다. 즉, 기후가 안정화되고 심각한 재해성 날씨가 줄어들면서 자연스럽게 시간의 흐름에 따라 해안선이 유지되며 온화한 기후가 지속되었죠. 그로 인해 수렵생활을 끝내고 물을 제어함과 동시에 비옥한 강하구에 씨앗을 심고, 농경 생활하고, 문명 건설과 함께 도시들이 탄생하였습니다. 우리가 알고 있는 4대 문명이 건설되었죠. 이집트, 메소포타미아, 인더스, 황하 문명 말이죠. 즉 지구 대륙의 큰 물줄기를 따라 문명이 건설되었음을 알 수 있습니다. 이렇게 문명이 건설되기 위해서는 가장 기본적으로 해수면이 안정화가 필요했던 거죠. 그래야 인류가 정착생활이 가능했을 테니 말이죠.
해수면 상승이 왜 문제인가?
지구의 해수면이 상승하면 인류 문명건설의 근간이 흔들리게 됩니다. 세계의 큰 도시들은 해안선을 따라 밀집되어 있죠. 미국만 보더라도 서쪽의 샌프란시스코, LA와 동쪽은 뉴욕, 보스턴 등이 있으며, 우리나라를 기준으로 보면 더 말할 것도 없습니다. 이처럼 해수면이 상승하면 해안선이 재정립되어야 되며, 이로 인해 거대 해안도시들은 일정 부분 침수가 될 것으로 예상하고 있습니다. 언론에서는 과연 침수가 될 것인가에 대한 예측이 아닌 얼마만큼 침수가 될 것인가에 대한 데이터들이 속속 발행되고 있습니다. 이런 과정이 발생이 되면 기존에 건설되었던 도시에서는 일부 정착이 불가능할 것으로 보이며, 고지대 혹은 온화한 기후를 찾아 이주를 해야 될지도 모릅니다. 그래서 학계에서는 기후난민이 발생할 것이다라고 예상하고 있습니다
해수면 상승 원인
첫번째, 해안선 지도를 바꿔버릴 수 있는 해수면 상승의 원인은 지구온난화에 의한 지구 평균기온 상승입니다. 기온 상승에 따라서 지구의 빙하 및 영구동토층이 녹아내리면서 물리적으로 해수면이 상승하게 되는 것입니다.
두번째, 지구의 해수 온도 상승으로 인한 물의 팽창(열팽창)입니다. 즉, 물의 온도가 높아지면 부피가 팽창하게 되어 있는데 이것이 해수면 상승을 유발하는 것입니다. 물의 온도가 1도씨 올라갈 때 약 0.05% 부피가 팽창하는 것으로 알려져 있는데, 과학적 근거를 대입해보면 일정 부분 해수면 상승이 예상 가능할 것입니다.
해수면 상승 원인의 과학적 근거(IPCC AR4-WG1)
해수면 상승 원인의 과학적 근거(IPCC AR4-WG1)
해수면 상승에 대한 원인은 이미 2007년 IPCC의 제1 실무 그룹은 4차 평가 보고서(Working Group1, IPCC's fourth Assessment Report, AR4)에서 과학적 근거를 제시하였습니다. 전 지구적 해수면 상승의 주된 원인
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- 빙하(북극, 남극, 그린란드)의 해빙, 즉 빙하가 녹고 있습니다.
- 빙하가 줄면 태양 에너지 반사가 줄어들어 복사열을 우주로 보내지 못하고, 빙하가 줄면서 면적이 증가된 바닷물이 복사열을 흡수하는 과정을 거치며 기온상승이란 시스템이 지구 스스로 작동됩니다.
- 바닷물이 줄어들면 태양 에너지를 흡수하여 바닷물의 수온상승에 스스로 기여합니다.
- 바닷물의 온도가 높아지면 열팽창으로 인해 일부 해수면이 상승에 기여합니다.
이미 배출된 온실가스로 인해 지구온난화 과정을 지구 스스로 작동시킴으로써 지구 평균기온을 높여나가는 과정을 기후 되먹임이라고 합니다. 이러한 시스템이 작동되면 인간이 온도 상승을 막을 수 있는 방법은 없습니다. 과거 지구 탄생 이후 자연계에서는 온실효과로 인해 대기를 만들고, 매우 느린 속도로 지구온난화 과정과 빙하기 과정은 늘 있어왔습니다. 자연에서 특정 임계점을 넘어선 경우는 없었으며, 그 이유는 기후 관점에서 지구의 밸런스가 맞춰져 있기 때문이죠. 하지만 인간 활동에 의해 지구온난화는 역사상 매우 빠르게 진행되어 급격하게 기온이 상승시키고 있습니다. 이로 인해 너무 빠르게 빙하, 영구동토층이 녹으면서 해수면이 상승하고 있는 것입니다.
해수면 상승 피해
IPCC 5차 보고서에 사용된 아래 4가지 RCP(Representative Concentration Pathways)시나리오를 통해 인간 활동이 우리 지구의 대기에 미치는 영향과 피해를 예상하고 있습니다. <출처 : KACCC, 기후변화 新시나리오(RCP)소개 - RCP 소개>
| 구분 | 이산화탄소 농도 | RCP 내용 |
| RCP 2.6 | 420ppm | 지구 스스로가 자정능력을 회복 가능한 경우 |
| RCP 4.5 | 540ppm | 온실가스 저감 정책이 상당히 실행되는 경우 |
| RCP 6.0 | 670ppm | 온실가스 저감 정책이 어느 정도 실현되는 경우 |
| RCP 8.5 | 940ppm | 현재 추세(저감 없이)로 온실가스가 배출되는 경우(BAU 시나리오) |
위의 RCP 시나리오에 의하면 전 지구적 피해상황은 말할 것도 없을 것입니다. 여러 가지 문제점 중 해수면 상승으로 인해 각국의 침수피해가 발생될 것으로 보고 되고 있으며, 범 지구적 온실가스 배출을 최소한으로 제어해야만 피해를 최소화할 것으로 예상되고 있습니다.
해수면 높이, 온도, 해빙 면적, 표층염분 변화(2021년~2100년)
해수면 높이, 온도, 해빙 면적, 표층염분 변화(2021년~2100년)
IPCC에서는 탄소가 많이 배출되는 상황과 탄소가 적게 배출되는 상황에 따라 기후가 변하는 SSP(Shared Socioeconomic Pathways) 시나리오를 통해 해양 관련 해수면 높이, 해수면 온도, 북극과 남극의 해빙
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우리나라의 경우 해수면이 과거 30년 동안 평균 9.1cm 상승을 했으며, 면밀히 들여다 보면 해수면 상승 속도가 1990년대보다 2010년가 10% 이상 빨라졌다고 보고되고 있습니다. 이와 같이 해수면 상승으로 인한 연안지역 피해가 가시화되는 것을 예상할 수 있을 것입니다.
우리나라 피해
해양환경공단의 해수면 상승 시뮬레이터로에 의하면 우리나라의 경우 RCP 4.5 시나리오인 온실가스 저감 정책이 잘 진행될 경우 2050년 여의도의 약 83배에 이르는 침수지역이 발생될 것으로 예상되고 있습니다.
과학적 근거에 의한 피해 예상
IPCC 제 6차 제1실무그룹 보고서의 내용에는 SSP 시나리오에 따른 해수면 상승 시나리오를 담고 있습니다. SSP란 1850년부터 2100년까지 탄소 흡수원(육지와 해양)과 인간이 배출한 탄소배출량이 산출되었으며, 계산된 데이터에 따른 5가지 시나리오가 예상되었습니다.
즉, 인간활동에 의해 누적된 이산화탄소 배출량이 대기에 남아있는 정도의 5가지 시나리오로 나타내었으며, 아래처럼 5가지 시나리오로 진행되면 지구 표면온도와 북극 해빙, 해양 산성도, 해수면 상승이 어떤 변화를 가져오는지에 대한 과학적 근거가 IPCC 6차 보고서에 내용을 담고 있습니다.
결론적으로는 급격한 온실가스 배출로 인해 해수면 상승의 변화는 수백년, 수천 년 동안 돌이키기 어렵다고 예상하고 있으며, 1995년 ~ 2014년 대비 2100년이 되면 시나리오별 지구 해수면 높이가 어떻게 변하는지도 아래처럼 예측하고 있습니다.
매우 낮은 온실가스 배출 시나리오
- SSP 1~1.9 : 해수면 상승 0.28~0.55m
- SSP 1~2.6 : 해수면 상승 0.32~0.62m
중간 배출 시나리오
- SSP 2~4.5 : 해수면 상승 0.44~0.76m
매우 높은 온실가스 배출 시나리오
- SSP 5~8.5 : 해수면 상승 0.63~1.33m
IPCC의 기후변화 SSP 시나리오(온도, 해빙, 해수면 상승)
IPCC의 기후변화 SSP 시나리오(온도, 해빙, 해수면 상승)
IPCC(기후변화에 관한 정부 간 협의체)에서 제6차 평가주기(AR6) 제1실무그룹 보고서의 정책결정자를 위한 요약본을 2021년 8월 7일에 발간하였습니다. 수백 명의 과학자들이 참여한 IPCC의 6차 보고
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과학적 근거를 보면 현재 이산화탄소를 적게 배출해도 약 0.5m는 해수면이 상승하고, 매우 높게 배출하면 2100년에는 해수면이 약 1m 상승한다고 보고 있습니다. 이러한 분석 결과를 적용하면 0.5m 상승은 태평양의 섬나라들은 거의 사라질 수도 있으며, 세계적 해안도시들 또한 침수피해가 분명히 발생한다고 예측되고 있죠. 우리나라의 경우 해수면이 1m 상승할 경우 인천, 부산 일부 지역이 침수 피해를 받을 것이라는 불행한 예상 또한 담고 있습니다.
해수면 상승 해결방안
근본적인 해결 방안은 탄소 중립을 통한 지구 자정능력을 보존하는 것이며, 그런 과정을 통해 지구 평균기온 상승을 억제, 기후변화에 대응 할 수 있도록 세계 각국에서 노력을 해야 합니다. 즉, 현재 배출된 온실가스는 차지하고 앞으로 온실가스를 배출하지 않는 것이 가장 이상적인 방법일 것이지만, 현실적으로 불가능할 확률이 높습니다. 그래서 최대한 억제할 수 있도록 세계 각국에서 강제성 있는 정책을 통해 온실가스 배출을 억제하는 방법이 현실 가능하겠죠. 이러한 방법으로는 탄소배출권 등의 정책들이 각국에서 실현되고 있습니다. 이외에는 해결방안이 아닌 대응 방안으로 대규모 인공섬을 건설한다거나, 해수면 상승을 막을 수 있는 대규모 방조제 건설 등이 있을 것입니다. 마지막 대응방법으로는 피해지역을 떠나 이주를 해야하겠죠.
침수피해가 예상되는 도시의 해결 방법
- 키리바시 공화국 : 2014년 피지제도의 바누아레부 섬의 일부를 매입하여 10만여 명의 국민 이주 계획
- 마셜제도 : 1/3의 원지민이 미국으로 이주 완료
- 몰디브 : 인도와 스리랑카로 이주 계획
- 인도네시아 자카르타 : 수도이전 준비
- 이탈리아 베니스 : 21년 수문 70여 개 건설 완료
긍정적으로 바라보면 이러한 시나리오는 어디까지나 예측 시나리오이며, 상황에 따라서는 정확하게 맞지 않을 수도 있습니다. 다만 변하지 않는 과학적 근거는 인간 활동에 의해 지구가 빠르게 변화하고 있다는 사실일 것입니다.
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