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 보고서에는 과학적 근거 기반 SSP 시나리오 기준으로 지구 온난화를 예상하고 있습니다. SSP(Shared Socioeconomic Pathways, 공통사회경제경로) 시나리오는 IPCC 5차 평가 보고서에 사용된 RCP 시나리오(2100년 지구 복사 강제력을 기준으로 한 온실가스 시나리오)에 미래 인구수, 토지이용 등 사회 경제학적 요소까지 추가한 시나리오입니다.

 

 

 

고대 기후부터 지구 표면 온도 변화 

보고서에 따르면 인간의 영향에 의해 과거 2000년 동안 유례없는 빠른 속도로 기후가 온난화되고 있음을 경고하고 있습니다. a)의 경우 고대 기후의 기록과 1850~2020년까지 직접 관측된 지구 표면온도 변화의 관측치 제시하고 있습니다. 

과거 지구 표면온도 변화와 최근 온난화 원인(제 6차 평가주기(AR6) 제1실무그룹 보고서)

인간활동 + 자연적 요인과 자연적 요인만 고려했을 때 CMIP6 기후모델 모의 결과, 인간활동에 의해 지구 온난화가 유발된 것이 명백하다는 과학적 근거를 도출, 제시하고 있습니다.

결국, 200여 년 전 화석연료 기반의 산업화를 이룬 인간 활동이 이산화탄소 및 온실가스를 급격하게 배출함으로써 가파르게 지구 표면온도가 상승하고 있음을 보여주고 있습니다.

 

SSP 시나리오 구성 

SSP 시나리오는 총 5가지 시나리오로 SSP 1~1.9, SSP 1~2.6, SSP 2~4.5, SSP 3~7.0, SSP 5~8.5로 구성되어 있습니다.

아래 표와 같이 모든 온실가스 배출 시나리오에서 적어도 21세기 중반까지는 지구 온난화는 지속적으로 진행할 것으로 예상하고 있습니다. 화석연료를 기반으로 하는 인간 활동을 극적으로 줄여서 온실가스 배출량을 줄이지 않으면 21세기 안에 지구 온난화 수준이 IPCC에서 말하는 티핑포인트 1.5°C를 넘어서 2.0°C를 넘어설 것으로 예상하고 있습니다. 

• SSP 1~2.6 시나리오의 경제성장 수준은 화석연료 사용을 최소화하고 신재생에너지 등을 사용하여 친환경적으로 지속가능한 경제성장을 가정합니다.
• SSP 5~8.5 시나리오의 경제성장 수준은 산업기술의 빠른 발전에 중심을 두어 화석연료 사용이 높고 무분별한 산업개별을 확대할 때를 가정합니다.

시나리오	2021~2040년		2041~2060년		2081~2100년		온실가스
	추정치(°C)	가능성 매우 높은 범위(°C)	추정치(°C)	가능성 매우 높은 범위(°C)	추정치(°C)	가능성 매우 높은 범위(°C)
SSP 1~1.9	1.5	1.2~1.7	1.6	1.2~2.0	1.4	1.0~1.8	매우 낮은 배출
SSP 1~2.6	1.5	1.2~1.8	1.7	1.3~2.2	1.8	1.3~2.4	낮은 배출
SSP 2~4.5	1.5	1.2~1.8	2.0	1.6~2.5	2.7	2.1~3.5	중간 배출
SSP 3~7.0	1.5	1.2~1.8	2.1	1.7~2.6	3.6	2.8~4.6	높은 배출
SSP 5~8.5 (현재 수준으로 배출)	1.6	1.3~1.9	2.4	1.9~3.0	4.4	3.3~5.7	매우 높은 배출

다양한 과학적 근거에 따라 21세기 중 SSP 2~8.5 시나리오는 1850~1900년 대비 2°C 지구온난화 수준을 초과할 것으로 예상하고 있습니다. 이외에 인류가 아무런 기후정책 없이 화석연료 기반의 산업을 지속(SSP 5~8.5 시나리오)한다면 21세기말에는 약 4°C 정도 온도 상승이 있을 것으로 예상하고 있습니다. 

1.5°C 지구 온난화 수준일 때보다 2.0°C 이상이 되면 더 많은 지역에서 기후변화로 인한 영향을 받게 될 것으로 전망하고 있습니다.

• 열대성 저기압과 온대성 폭풍이 강해짐(신뢰도 중간)
• 하천 범람 빈도 증가(신뢰도 중간 혹은 높음)
• 평균 강수량은 감소하고 건조기후 증가(신뢰도 중간 혹은 높음)
• 산불 취약 지역 증가(신뢰도 중간 혹은 높음)

 

 

 

SSP 시나리오에 따른 지구 표면온도, 북극 해빙 면적 변화

각 시나리오별로 미래에 예상되는 기후변화 추이를 제시하고 있습니다. 이 추이는 평형기후민감도 평가 자료와 과거 온난화 모의에 기반한 관측 제약을 CMIP6 모델 모의와 종합하여 도출된 결과이며, 다소 충격적입니다. 

5가지 SSP시나리오별 지구 표면온도 변화 및 북극 해빙 면적 변화(제 6차 평가주기(AR6) 제1실무그룹 보고서)

• 온실가스 중간배출정도의 SSP 2~4.5 시나리오 기준임에도 불구하고 21세기말에 2.1~3.5°C에 도달할 것이라고 예측하고 있습니다. 
• 기후정책으로 온실가스 배출을 엄격하게 규제한다는 전제하에 SSP 1~1.9 시나리오처럼 매우 낮은 온실가스를 배출을 한다 하여도 21세기말에도 티핑포인트라고 하는 1.5°C에 근접한 1.4°C 상승으로 예상하고 있습니다. 
• 9월 북극해빙 면적은 중간 이상 온실가스를 배출한다는 시나리오를 가정하면 21세기 중반 9월에는 북극에서 얼음을 보기 힘들 것으로 예상하고 있습니다. 
• 특히, 과거와 미래의 온실가스 배출로 인해서 해양, 영구동토층, 빙상, 해수면의 변화는 수천 년 동안 돌이키기가 불가능합니다.

 

SSP 시나리오에 따른 해수면 상승 변화

아래 검정 실선은 관측된 결과이며, 미래 해수면 상승 변화의 근거는 관측 제약을 이용하여 CMIP, 빙상 및 빙하모델의 에뮬레이션을 기반하여 도출된 과학적 근거 및 결과입니다. 점선의 경우 SSP 5~8.5 시나리오의 하위 83% 분위이며, 빙상 불안정 과정을 포함, 불확실성 변수들이 다소 높아 가능성 높은 범위만 평가되었습니다. 이 점선은 가능성은 낮지만 심각한 영향을 초래할 수 있으며 배제될 수 없는 빙상 과정을 반영한 결과입니다. 

5가지 SSP 시나리오별 1900년 대비 지구 평균 해수면 변화(제 6차 평가주기(AR6) 제1실무그룹 보고서)

모든 5가지 시나리오는 1900년 대비 지구 평균 해수면 상승이 약 0.5m 이상이 될 것이라고 예상하고 있습니다.

결론적으로, 현재까지 배출된 온실가스는 되돌 릴 수 없기 때문에 모든 시나리오에서 21세기 전반에 걸쳐 해수면이 상승할 가능성이 확실할 것으로 전망하고 있습니다.

과거에 100년에 한 번 정도 발생했던 극심한 해수면 변화가 금세기 말에는 해수면 높이 측정장치가 설치된 지역 중 50% 이상에서 적어도 일 년에 한 번꼴로 발생할 것으로 예상하고 있습니다. 따라서 해수면 상승으로 인해 저지대 해안가의 범람의 빈도 및 강도가 증가하고 모래 해안 지역의 해안 침식이 발생할 것으로 내다보고 있습니다.

 

2300년 지구 평균 해수면 상승 SSP 시나리오(1900년 대비)

• SSP 1~2.6 : 약 0.5m ~ 3.0m 상승 예상
• SSP 5~8.5 : 약 2.0m ~ 7.0m 이상 상승 예상
• 보고서에서는 배출량이 높을 시 15m를 초과하는 해수면 상승을 배제할 수 없음을 예상하고 있습니다. 

수천 년에 걸친 지구 평균 해수면 상승에 대한 예측은 고대 온난기의 해수면 높이와 일치하고 있습니다.

• 약 12만 5000년 전(고대 온난기)에 1850~1900년 보다 0.5°C~1.5°C 높았을 것으로 추정하고 있으며, 그때 당시에는 해수면 높이가 5~10m 더 높았을 것으로 보고 있습니다.
• 약 300만 년 전(고대 온난기)에 2.5°C~4.0°C가 높았으며, 이때 당시 해수면 높이가 5~25m 더 높았을 것으로 추정하고 있습니다. 

따라서, 보고서에서는 지구 온난화 1.5°C 수준으로 억제될 경우 약 2000년 동안 지구 평균 해수면 높이는 2~3m 상승할 것으로 예상하고 있으며, 2.0°C 수준에서는 약 2000년 동안 지구 평균 해수면 높이는 19~22m 상승할 것으로 예상하고 있습니다.

 

 

 

지구 온난화에 따른 세계 기후영향 요인 변화

기후영향요인(CID)은 7가지 유형이며, 세계 모든 지역에서 최소 5가지 이상 변할 것으로 전망하고 있습니다. 아래 기후영향요인 구성은 가까운 미래, 20~30년 기간을 대상으로 하며 1960~2014년 범위 내에 지구 온난화가 2.0°C 상승하면 나타날 수 있는 영향을 아래와 같이 전망하였습니다. 보라색은 증가되는 요인이며, 노란색은 감쇠되는 요인입니다. 막대그래프의 음영이 진할수록 신뢰도는 높으며, 음영이 낮을수록 신뢰도는 중간입니다.

기후영향요인(CID), (제 6차 평가주기(AR6) 제1실무그룹 보고서)

• 증가되는 기후영향 요인 : 평균 표면온도, 극한고온, 강수량, 하천범람, 홍수, 해수면 높이, 해안침식, 해안폭염, 산성도
• 감소되는 기후영향 요인 : 한파, 서리, 영구동토층, 폭설, 얼음폭풍

 

IPCC에서는 지구 평균 온도 1.5°C 상승을 티핑포인트로 보고 있습니다. 티핑포인트란 특정 임계점을 넘어서면 회복이 불가능하며, 다시 시스템이 재구성되는 지점입니다. 따라서 1.5°C 상승을 억제해야 하는 보고서들이 지속적으로 발간되는 이유입니다. 지구 온난화가 지속되면 대기 순환의 변동, 강우량, 극한 고온 등의 횟수와 세기들이 증가될 것이며, 전 지구적 불균형이 더욱 심화될 것입니다. 

결국, 산업화 이후 현재까지 배출한 온실가스 누적량과 미래에 배출할 온실가스 배출량은 미래에 인류가 겪게 될 온난화 정도를 결정할 것이며, SSP 시나리오의 가장 낮은 온실가스 배출 시나리오(SSP1~1.9)는 2040년 이후 기후영향요인의 변화를 줄이고 극한현상이 발생하는 지역 수를 줄일 것으로 IPCC는 전망하고 있습니다.

 

<출처 : 제6차 평가 주기(AR6) 제1실무그룹 보고서, 정책결정자를 위한 요약본(SPM)>