기후변화 티핑 포인트, 대류권 해류 순환 붕괴 언제인가? Climate Change

| 티핑 포인트(tipping point)

티핑 포인트란 어떤 일이 처음에는 아주 천천히 진행되다가 어느 순간에 전체적인 균형이 깨지면서 예기치 못한 거대한 일이 한순간에 폭발적으로 일어나는 시점을 말한다. 미국 작가 말콤 글래드웰(Malcolm Gladwell)이 쓴 책 제목으로도 유명하다. (용수철을 한계이상으로 잡아당기면 다시 원래대로 돌아가지 않는 것처럼) 일단 티핑 포인트가 지나면 일을 되돌리기는 쉽지 않다.

서서히 진행되고 있는 온난화도 앞으로 비슷한 속도로 진행할 것인가? 아니면 어느시점에서 돌이킬 수 없는 특별한 사건(tipping event)이 발생하지는 않을까? 기후변화에도 티핑 포인트라는 것이 있을까? 있다면 언제쯤 어떤 현상으로 나타날 것인가? 학계에서는 기후변화가 지속될 경우 이번 세기 안에 또는 다음 세기에 여러 개의 티핑 포인트가 나타날 것으로 보고 있다. 당연히 하나의 티핑 사건은 다른 티핑 사건에 직접 또는 간접적인 영향을 줄 수 밖에 없다. 학계에서 보는 주요 기후변화 티핑 사건은 다음 5가지이다 (Cai et al., 2016)

1. 대서양 해류 순환 붕괴
2. 보다 강력하고 지속적인 엘니뇨 발생
3. 아마존 열대 우림 파괴
4. 서남극 빙상 붕괴
5. 그린란드 빙상 붕괴

- 출처: SBS 뉴스 취재파일 '기상전문가가 본 날씨와 기후' 중, 2016.5.7 -


| 해류란 무엇인가?

  • 해류(Ocean current) : 바닷물의 수평 이동

    - 출처: 위키피디아 -


    해류는 바닷물의 지속적이고 일정한 흐름(current)을 뜻한다. 

    해류의 원인은 바람에 의해 생기는 취송류, 온도와 염분 차이로 나타나는 밀도류, 해수면의 경사로 인해 생기는 경사류, 해수의 이동에 따른 빈공간을 채우기 위해 움직이는 보류로 나눈다. 깊이에 따라 표층해류와 심층해류로 구분하며, 온도에 따라 고위도에서 저위도로 흐르는 한류와 열대지역에서 고위도로 흐르는 난류로 나눈다.

  • 파도(Wind wave) : 바닷물의 상하 운동

    - 출처: 위키피디아 -

    파도는 해류와 다르게 매질인 물을 움직이지 않고 에너지만 전달하는 현상이다.

    파동(wave)는 매질을 통해 운동이나 에너지가 전달되는 현상이다. 에너지는 시간이 지나면 공간상으로 퍼져나가지만, 매질 자체는 운동을 매개할 뿐 실제 이동하는 것은 아니다. 호수에 돌맹이를 던지면 중심으로부터 물결이 퍼져나가는 것을 볼 수 있다. 하지만 일렁이는 물결 위에 나뭇잎이 놓여져 있다해도 이 나뭇잎은 위아래(정확히는 원운동)로 움직일 뿐 옆으로 나아가진 못한다.

    영문명에서 알 수 있듯 파도는 대부분 바람(wind)에 의해 만들어지며, 달과 태양의 중력에 의한 밀물과 썰물을 만드는 기조력에 의한 조석파, 지진에 의한 쓰나미 등도 이에 해당된다. 바닷물의 원운동은 수면근처에서 발생한다. 해수면에서 물결 높이를 지름으로 삼아 원운동하며, 수심이 얕아질수록 원의 크기가 급격히 줄어들며 타원(너울)으로 모양이 변했다가, 결국 해안근처에서 파고가 수심보다 커질 경우 파도가 부서지면서(연안쇄파) 해안으로 밀려 들어와 사라진다.


| 해류의 주요 역할

심층해류는 유체의 기본 성질에 따라 수온이 낮아지고 염분이 높아지면 밀도가 높아지게 된다. 해수는 계절과 장소, 지형 등에 따라 밀도가 크게 다르고, 이러한 밀도 차이로 인해 바닷물이 이동하게 되면서 지구전체의 열을 순환시켜 주는 컨베이너 벨트(해류대순환)와 같은 역할을 수행한다.

  • 동해에서 좋은 어장이 형성되는 이유

    [2000년 7월 평균 | 표층 해류 by 내 손안의 기후변화 (Viz-ESM), MENU 클릭시 상세정보 확인]


    우리나라 주변에는 난류의 일종인 쿠로시오 해류와 그 지류가 황해와 동해로 올라오고, 리만한류(북한한류)가 아래로 내려온다. 성질이 다른 두 물덩어리가 만나 생기는 경계면을 '조경'이라고 부르며, 조경 수역에서는 상승, 하강류가 일어나 영양염류가 위로 떠오르게 된다. 이에 따라 플랑크톤이 풍부해지고 난류-한류성 어종이 함께 분포하면서 좋은 어장으로 발달하게 된다.

| 기후변화와 해류의 상관성

- 출처 : 투모로우 영화 포스터 - 


2004년 개방한 영화 '투모로우(The Day After Tomorrow)'는 지구 온난화로 북극빙하가 녹아 대서양 해류가 멈춰서면서 해류의 컨베이어 벨트가 제대로 작동하지 않아 나타나는 기후변화에 관한 재난 영화이다. 물론 SF영화로 일부 과장된 부분은 있으나, 현재 많은 과학자들이 기후변화에 의한 환경재난은 충분히 일어날 수 있다고 경고한다. 지구시스템모델을 통해 산출한 기후변화 시나리오에 따르면 전지구 온난화에 따라 2080년 겨울철 북극지역 해빙이 급격하게 녹기 시작하여, 2100년이 되면 대부분 녹아 없어지는 것으로 전망 되었다.




| 기후변화 전망과 대응, 더이상 선택의 문제가 아니다.

국내의 경우는 온실가스 증가로 온난화 현상이 가속화 되면서, 동해의 조경수역이 점차 올라가고 있다고 한다. 이에 따라 동해에서 한류성 어종인 명태와 대구가 줄어들고, 서해에서는 난류의 유입이 증가하여 난류성 어종인 오징어 어장이 형성되는 등 기후변화에 따른 해류 영향이 이미 직간접적으로 나타나고 있다. (출처: 경향신문 ['동해안 대표 어종은 옛말' 태안군, 서해서 오징어잡이 시작], 2017.7.25)

기후변화의 영향이 한순간에 나타나진 않겠지만, 마찬가지로 한순간에 해결할 수 있는 문제도 아니다. 본격적인 영향이 나타나서 대응하려고 하면 이미 늦었을 가능성이 크다. 그러므로 우리는 기후변화를 정확하게 전망하고, 적극적으로 대응하며, 적응할 수 있는 기반을 마련해 가야 할 것이다. 


* 이 글은 기후변화에 대하여 교육, 홍보, 연구자료로 활용하기 위하여 국립기상과학원에서 개발한  "내 손안의 기후변화 (Viz-ESM)" 표출시스템을 이용하여 작성되었습니다.

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