지구온난화 현상과 원인

지구온난화 현상과 원인

오늘은 지구의 하나의 현상인 지구 온난화에 대해 알아보려고 한다. 지구의 온난화현상이 굉장히 화두가 되면서 우리는 다양한 세계 회의들이 진행되고 있고 그동안 많은 약속들일 만들어 졌다. 그렇다면 오늘 지구온난화란 무엇이고 어떻게 발생하게 되고 또 어떠한 영향을 미칠 수 있는지에 대해서 하나씩 살펴보려고 한다. 지구의 평균 표면 온도는 다양한 형태의 태양과 지구 방사선의 균형에 의해 유지된다. 전자기 스펙트럼 의 가시 부분에 근접한 복사 주파수는 비교적 높고 파장은 비교적 짧기 때문에 태양 복사는 종종 단파복사라고 한다. 반면에, 지상파는 종종 주파수가 상대적으로 낮고 파장이 스펙트럼의 적외선 부분에서 비교적 길기 때문에 장파 방사선으로 불린다. 하향 이동하는 태양 에너지는 일반적으로 평방 미터당 와트로 측정된다. 지구 표면에 흡수된 태양 복사량은 대기로 들어오는 총 태양 복사량의 작은 부분 일 뿐이다. 들어오는 태양 복사의 30프로가 구름, 대기 또는 지구 표면의 반사 영역에 의해 우주로 다시 반사된다. 이 반사 능력을 지구의 행성 알베도라고 하며 구름과 얼음 덮개 와 같은 반사 구조물의 공간 범위와 분포가 변경 될 수 있기 때문에 시간이 지남에 따라 일정하게 유지 될 필요가 없다. 반사되지 않은 70프로의 태양 복사는 대기, 구름 또는 표면에 흡수될 수 있다. 열역학적 평형을 유지하기 위해 지구의 표면과 대기는 동일한 퍼센트로 우주로 다시 방출해야 한다. 지구의 표면 온도는 방사능 방출의 크기와 관련이 있다. 온실 효과로 인해 지구의 에너지는 더욱 복잡해진다. 소위 소량의 가스온실 가스, 주로 이산화탄소, 메탄 및 아산화 질소는 지구 표면에서 생성된 일부 적외선을 흡수한다. 이 흡수로 인해 70퍼센트 중 일부는 우주로 직접 탈출하지 않는다. 온실 가스는 동일한 양의 방사선을 방출하기 때문에 이 방사선은 모든 방향으로 거의 동일하게 방출되기 때문에 온실 가스에 의한 흡수의 순 효과는 아래쪽으로 방출되는 총 방사선량을 증가시키는 것이다. 지구 표면과 낮은 대기쪽으로 균형 을 유지하려면 지구 표면과 대기는 원래보다 더 많은 양의 방사선을 방출해야 한다. 결과적으로 표면 온도가 높아야한다. 대기 중에 온실 가스가 존재하면 온실 가스가 없을 때 예상되는 것과 비교하여 표면의 온난화와 대기의 온도가 낮은 부분이 발생한다. 자연적인 온실 효과와 인간 활동과 관련된 온실 효과를 구별하는 것이 필요하다. 자연 온실 효과는 지구 대기의 자연 성분, 특히 수증기, 이산화탄소 및 메탄의 표면 온난화 특성과 관련이 있다. 이 효과의 존재는 모든 과학자들에 의해 인정된다. 실제로 지구가 없을 때 지구의 평균 기온은 오늘날보다 약 33도 더 추울 것이다. 논란의 대상이 된 것은 소위 인간으로 인해 향상된 온실 효과이며 이는 인간 활동으로 인한 온실 가스의 농도 증가와 관련이 있다. 특히 화석 연료의 연소가 대기 중 주요 온실 가스의 농도를 높이고 이러한 높은 농도는 대기를 몇 도 따뜻하게 할 가능성이 있다. 인간 활동은 지구를 지배하는 복사 균형을 다양한 시간 규모와 다양한 공간 규모로 변화시킴으로써 지구 표면 온도에 영향을 미쳤다. 가장 심오하고 잘 알려진 인위적 영향은 대기 중 온실 가스 농도의 상승이다. 인간은 에어로졸과 오존의 농도를 바꾸고 지구 표면의 지표를 수정함으로써 기후에 영향을 미친다. 온실 가스는 표면에 도달하는 순 하향 장파 복사를 증가시킴으로써 지구 표면을 따뜻하게 한다. 온실 가스의 대기 농도와 표면의 관련된 양의 복사 강제력 사이의 관계는 각 가스마다 다르다. 각 온실 가스의 화학적 특성과 흡수 할 수 있는 장파장의 상대적 양 사이에는 복잡한 관계가 있다. 수증기는 지구 대기에서 가장 강력한 온실 가스이지만, 그 행동은 다른 온실 가스와 근본적으로 다르다. 수증기의 주요 역할은 복사 강제력의 직접적인 작용제가 아니라 기후 피드백, 즉 시스템의 지속적인 활동에 영향을 미치는 기후 시스템 내에서의 대응이라 볼 수 있다. 증가된 증발은 장파 방사선을 흡수하고 그것을 아래쪽으로 방출 할 수 있는 저기압에서 더 많은 수증기 농도를 초래한다. 온실 가스 중에서 이산화탄소가 가장 중요하다. 인간의 활동은 대기 중 이산화탄소를 증가를 만들게 되는데 이는 주로 화석연료인 석유 및 석탄, 천연가스 등으로 인해 발생하게 된다. 다른 인위적 원인으로는 산림 연소와 토지 개간도 있다. 인위적 배출량은 현재 연간 약 70 억 톤의 탄소가 대기 중으로 방출되는 것을 설명한다. 에어로졸의 생산은 중요한 인위적 생성을 나타낸다. 에어로졸은 지표면 대기 온도에 미치는 영향에서 온실 가스에 비해 상대적으로 중요하다. 에어로졸은 들어오는 태양 복사를 흡수하거나 반사하여 기후에 직접 영향을 줄 수 있지만 구름 형성 또는 구름 특성을 수정하여 기후에 간접적인 영향을 줄 수도 있다. 대부분의 에어로졸은 응축 핵으로 사용된다. 그러나 어두운 색의 에어로졸은 햇빛 을 흡수하고 주변 공기를 가열하여 구름 형성을 방해 할 수 있다. 70년대 이후 성층권에서 오존의 손실로 인해 표면에 적은 양의 음의 복사 강제력이 발생했다. 이 음의 강제력은 오존이 태양 복사를 흡수한다는 사실에 의해 두 가지 뚜렷한 영향을 보여준다. 첫 번째 경우, 성층권의 오존 수준이 고갈됨에 따라 더 많은 태양 복사가 지구 표면에 도달한다. 또한 온실 특성과 관련된 오존층 파괴의 두 번째 효과도 있다. 성층권에서 오존의 양이 감소함에 따라 지구 표면에서 방출되는 장파 방사선을 흡수하는 오존도 적다. 오존에 의한 방사선의 흡수가 적을수록, 방사선의 하향 방출이 감소한다. 이 두 번째 효과는 첫 번째 효과를 압도하고 있어 지구온난화가 점점 심각해져 가고 있는 상태이다. 이렇듯 지구온난화는 현실이 되가고 있으며 이를 통해 지구가 점점 뜨거워지고 있다. 이는 남극과 북극에 빙하들이 점점 녹고 있다는 사실이 이를 증명해주고 있으며 이에 따라 다양한 섬들이 하나씩 잠겨가고 있다. 우리가 이를 신경 안쓰고 이기적으로 행동한다면 결국 지구는 지구온난화에 의해 끝없이 달궈지게 되어 지구의 환경과 생태계에 어마어마한 공포를 가져다 줄 것이다.