온실효과

이산화탄소(CO2) 증가는 지구 온난화를 가속화합니다 현재 지구는 대기 중에 수증기 및 CO2 등의 온실 가스가 존재하기 때문에 따뜻한 환경을 유지하고 있습니다 대기 중에 온실 가스가 없으면 표면 온도는 영하 19°C 정도이지만 온실 가스가 있으면 표면 온도가 약 14°C가 됩니다 즉, 현재 대기는 약 33°C의 온실 효과를 가지고 있습니다 수증기는 넓은 파장 범위에서 적외선을 흡수하기 때문에 온실 효과에 가장 큰 기여를 합니다 그러나 수증기는 모든 파장의 적외선을 흡수하지 않으며 15μm 전후의 적외선은 CO2에 잘 흡수됩니다 따라서 전체 온실 효과에 대한 CO2의 기여도는 약 21% 입니다 CO2 는 온실 효과가 크기 때문에 농도가 증가함에 따라 온도가 상승하는 것으로 보입니다 대기 중 CO2 의 농도는 사람들의 활동의 영향으로 매년 증가하고 있습니다 대기중 CO2 농도 만 두 배가 되면 표면 온도가 약 2.1 °C 상승하게 됩니다 증가된 수증기 함량은 지구 온난화를 더욱 증폭시킵니다 대기 중의 CO2 농도가 실제로 증가할 때, 표면 온도의 상승은 훨씬 더 클 것으로 예상됩니다 이것은 온도가 상승함에 따라 자연계의 메커니즘으로 인해 대기 중 수증기의 양이 증가하기 때문입니다

 

대기 중에 포함될 수 있는 수증기의 양을 포화 수증기라고 하며 공기 온도에 의해 결정됩니다 공기 온도가 높을수록 포화 수증기의 양이 많아집니다 대기 중에 포화 수증기의 양 이상이 존재하면 기본적으로 결로가 발생하게 되므로 더 이상 수증기가 없게 됩니다 포화 수증기의 양에 대한 대기 중의 수증기 양의 비율은
상대 습도(열 습도계에 표시된 습도와 동일)입니다 실제 대기에서 수증기는 어떤 곳에서는 포화(구름이 형성됨)되고 다른 곳에서는 건조하며 평균 상대 습도는 약 5% 입니다 지구에 담을 수 있는 수증기의 양을 거대한 웅덩이와 비교해보면 웅덩이에 물(수증기)이 약 5% 깊이까지 축적된다는 의미입니다 그렇다면 CO2의 증가로 인한 온도 상승으로 인해 대기 중 수증기의 양은 어떻게 변하게 될까요? 기후 모델을 사용한 예측에 따르면 상대 습도는 온도 상승에 따라 크게 변하지 않습니다 즉, 온도가 상승함에 따라 포화 수증기의 양이 증가하지만 온도가 상승하기 전과 같이 물이 약 5%까지 공급되기 때문에 축적되는 물의 양(수증기양)도 증가하게 됩니다 이러한 수증기의 증가는 온도 상승으로 인해 해수면에서 증발되는 수증기의 양이 증가한다는 사실에 의해 질적으로 설명될 수 있습니다 그러나 상대 습도가 거의 일정한 이유가 항상 명확하지는 않습니다 지난 20여 년 동안의 위성 관측 데이터에 따르면 온도가 상승함에 따라 수증기의 양이 증가하여 기후 모델의 거의 일정한 상대 습도(IPCC 5차 평가 보고서) 예측을 뒷받침합니다 

수증기 함량의 증가는 자연의 메커니즘에 의해 결정됩니다 CO2 농도의 증가로 인해 온도가 상승하게 되면 대기 중 수증기의 양은 증가한 것으로 봅니다 기후 모델에 따르면, 이러한 수증기 함량의 증가는 대기 CO2 농도가 두 배가 될 때, 즉 수증기 증가를 고려하지 않은 경우의 약 두 배에 도달할 때 전체 온도 상승을 최소 2.4°C로 만들 것입니다 이러한 방식으로 어떤 원인으로 인해 대기 및 지구 표면 조건이 변화하고 그 변화가 더 많은 기후 변화로 이어지는 과정을 기후 피드백이라고 합니다 다양한 기후 피드백을 동시에 고려할 때 대기중 CO2 농도의 두 배로 인한 온도 상승은 2.1°C에서 5.4°C 범위에 있을 가능성이 높습니다 즉, 기후 피드백은 지구 온난화를 여러 번 증폭시킬 가능성이 있습니다 중요한 것은 대기 조건 변화의 첫 번째 원인인 CO2 농도의 증가는 사람들의 활동에 의해 발생하지만 이에 의해 발생하는 온도 상승을 증폭시키는 메커니즘은 자연에 의해 결정된다는 것 입니다 예를 들어, 지난 20년 동안 수증기의 증가는 사람들이 방출하는 수증기의 양으로 설명 할 수 없었습니다 활동으로 인한 수증기 배출에는 발전소의 냉각에 의한 관개 및 물 사용이 포함되며 이러한 활동으로 인한 대기 중 수증기의 증가는 관찰 된 수증기 증가에 비해 무시할 만하다고 보고되고 있습니다 이것은 과거의 수증기 함량의 증가가 자연적 메커니즘에 의해 발생했음을 의미합니다 이러한 자연계의 지구 온난화 증폭 기능이 가능한 한 많이 작동하지 않도록 하기 위해서는CO2 배출량을 줄이는 것이 유일한 방법이라고 할 수 있습니다