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- 대기, 해양, 빙하에서의 독립적인 측정 결과가 인간의 영향을 입증
- 대기층 아래쪽은 온난화, 위쪽은 냉각
- 대류권, 해수면, 상층 해양의 계절별 온도 변화 추이조차 인간 활동의 뚜렷한 흔적

기후지문, 인간이 지구 온난화를 가속화하고 있음을 점점 더 명확히 보여줘

발전소와 같은 인간 활동으로 인한 온실가스 배출은 기후 시스템에 특유의 흔적을 남긴다. 새로운 연구 개요에 따르면 이러한 지문이 이제 대기, 해양, 빙하에서 그 어느 때보다 명확하게 확인되고 있다. 

▲ 발전소와 같은 인간 활동으로 인한 온실가스 배출은 기후 시스템에 특유의 흔적을 남긴다. 새로운 연구 검토에 따르면 이러한 흔적을 대기, 해양, 빙하에서 점점 더 명확하게 감지할 수 있게 되었다. © rclassenlayouts / depositphotos.com

상층 대기에서 심해에 이르기까지 측정 데이터는 인위적인 기후 변화의 흔적을 보여주고 있다. 30년이 넘는 기후 연구를 종합한 새로운 개요에 따르면, 이러한 특유의 패턴은 2009년 이후 자연적 변동성과 훨씬 더 명확하게 구분될 수 있게 되었다. 폭염과 특정 극한 호우 현상을 기후 변화와 연관시키는 분석 방법 또한 진전을 이루었다.

지구가 온난화되고 있지만, 원인 규명에 있어 단순히 온도 상승만이 중요한 것은 아니다. 대기, 바다, 빙하의 변화는 증가하는 온실가스 농도의 물리적 결과와 공간적·시간적으로 일치해야 한다. 기후 연구에서 이러한 특유의 패턴은 인간의 영향에 대한 ‘지문’으로 간주된다.

이러한 방법론을 통해 이산화탄소 및 기타 온실가스의 영향과 자연적 변동성, 그리고 화산 폭발이나 태양 활동 변화 같은 외부 요인을 구별할 수 있다. 이를 위해 과학자들은 가능한 한 가장 긴 측정 데이터를 조사하고 관측된 변화를 기후 모델의 예측과 비교한다.

베냐민 D. 산터(Benjamin D. Santer) 교수가 이끄는 영국 이스트앵글리아대학교(UEA) 연구팀은 지난 30년이 넘는 기간의 연구 현황을 검토했다. 이번에 발표된 새로운 종합 논문은 연구팀이 직접 위성 데이터를 추가로 분석하거나 새로운 시뮬레이션을 수행한 것이 아니라, 기존의 수많은 연구 결과를 요약한 것이다. 핵심은 미국 당국이 온실가스 배출을 공중 보건과 공공의 이익에 대한 위협으로 규정한 2009년 이후의 진전 상황에 맞춰져 있다.

아래쪽은 온난화, 위쪽은 냉각

가장 설득력 있는 지문 중 하나는 두 대기층의 상반된 온도 변화 추세다. 하층 대기인 대류권이 따뜻해지는 동안, 그 바로 위에 있는 성층권은 냉각되고 있다. 증가된 이산화탄소 농도는 하층 대기에서 더 많은 열을 가두는 동시에, 성층권에서는 우주로의 에너지 방출을 강화하기 때문이다.

물론 성층권의 냉각에는 인간이 유발한 오존층 파괴도 기여하고 있다. 과거의 연구에서도 이러한 온도 패턴이 입증된 바 있으나, 향상된 위성 측정 기술을 통해 이제는 약 50킬로미터 상공의 중·상부 성층권까지 추가로 포착할 수 있게 되었다. 그곳에서는 예측된 냉각 효과가 특히 두드러지게 나타난다. 분석된 연구들에 따르면 자연적 요인만으로는 관측된 수직적 온도 분포를 타당하게 설명할 수 없다.

바다, 빙하, 공기에서 일치하는 흔적

증거는 기온에만 국한되지 않는다. 이번 연구 개요에서는 해양의 온난화, 염분 변화, 북반구의 적설량 및 물의 순환 변화 등이 언급되었다. 과거 연구에 따르면 대류권, 해수면, 상층 해양의 계절별 온도 변화 추이조차 인간 활동의 뚜렷한 흔적을 담고 있다.

결정적인 점은 이러한 지표 중 다수가 독립적인 측정 방식을 통해 수집되었음에도 불구하고 물리적으로 서로 부합하는 변화를 보여준다는 것이다. 따라서 다양한 데이터셋과 조사 방법은 단일 지구 온도 곡선에만 의존하지 않고도 동일한 설명을 뒷받침한다. 이와 동시에 더 긴 기록은 기후의 자연적 변동성을 더 정확하게 파악하고 장기적인 인간의 영향을 더욱 뚜렷하게 드러내는 데 도움을 준다.

여기에 현재 관측되는 온난화의 규모가 더해진다. 기기 관측을 시작한 이래 가장 따뜻했던 10년은 모두 미국의 2009년 규정 발표 이후에 집중되어 있다. 이로 인해 지속적인 온난화 신호는 자연적 기후 변동의 기복 속에서 더욱 강하게 두드러지고 있다. "2009년 위협 판정 이후 발표된 기후 연구는 그 어느 때보다 탄탄하며, 그 증거는 명백하다." — 베냐민 D. 산터 교수

극한 폭염과의 연관성 규명 진전

이러한 발전은 극단적 날씨에서 기후 변화의 역할을 파악하는 데도 도움을 준다. 특히 폭염의 경우, 인간의 온실가스 배출이 폭염의 발생 확률과 강도에 얼마나 큰 영향을 미쳤는지 이제 추정할 수 있다. 일부 지역에서는 폭우에 대해서도 이러한 연관성 분석이 가능해졌다.

개별적인 날씨 극한 현상의 원인 규명(Zuordnung einzelner Wetterextreme) 과정에서 연구자들은 관측된 조건과 인위적인 추가 온난화가 없었던 가상의 세계를 비교했다. 이를 통해 모든 현상을 오로지 기후 변화 탓으로 돌리지 않으면서도, 발생 확률과 규모의 변화를 수치화할 수 있다. 특히 여러 원인이 복합적으로 작용하거나 물리적 상호작용에 대한 이해가 부족한 복잡한 극한 현상의 경우 여전히 상당한 불확실성이 남아 있다.

정치적 입장 변화에도 더욱 공고해진 연구 현황

이번 현황 조사의 계기 중 하나는 미국 내의 논쟁이기도 했다. 미국 에너지부는 2025년 기후 지문의 신뢰성에 의문을 제기하는 보고서를 제출한 바 있다. 이에 대해 저자들은 방대한 수의 독립적인 연구와 2009년 이후 향상된 측정 및 분석 기법을 들어 반박하고 있다.

2025년 미국 국립과학아카데미(National Academies of Sciences)의 과학적 평가 역시 인간의 온실가스 배출이 장기적인 지구 온난화의 가장 중요한 원동력이라는 결론을 내렸다. 따라서 새로운 개요는 단 하나의 결정적인 측정값을 가리키는 것이 아니라, 수십 년에 걸쳐 성장하고 상호 검증된 방대한 증거 체계를 제시한다.

미국 환경보호청(EPA)은 2009년 차량의 온실가스 배출이 건강과 공공의 이익을 위협한다고 판정한 바 있다. 그러나 2026년 2월 12일, 이 판정과 그에 근거했던 차량 온실가스 배출 허용 기준을 철회했다. 당국은 법적 권한에 대한 해석 변경을 이유로 들었다. 그러나 이러한 법적 조치는 기후 연구의 기반이 되는 물리적 관측 결과 그 자체를 바꾸지는 못한다.

저자들의 평가에 따르면, 과학적 발견의 강점은 그 폭넓은 기초에 있다. 온도, 물, 빙하, 기상 데이터는 서로 다르지만 상호 양립 가능한 인간의 영향을 보여준다. 기존의 알려진 자연적 과정들만으로는 이러한 변화들의 총합을 설명하기에 역부족이다.

· 출처: 학술지 Earth’s Future 원논문 (DOI: 10.1029/2026EF009129)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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