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온실효과의 원리
지구대기의 1%를 구성하는 이산화탄소 등은 지구에 들어오는 짧은 파장의 태양에너지(가시광선 : 0.4-1 micron)는 통과시키는 반면, 지구로부터 나가려는 긴 파장의 복사에너지(적외선 : 5-20 micron)는 흡수하여 "온실효과" 발생
- 온실가스의 복사열 흡수로 인해 대기가 질소·산소로만 구성되었을 때보다 “30℃대의 온난화(some 30℃ warmer)" 효과(IPCC보고서)
※ Dessler & Parson은 지구대기가 질소·산소로만 구성되어 있을 경우 지구 온도는 -20℃가 되나, 1%의 기타 가스로 인해 +15℃의 평균온도 유지(인간이 거주할 수 있는 조건)된다고 주장
온실효과 연구의 시초 대기 중으로 배출된 이산화탄소가 적외선을 흡수함으로써 온실효과(Greenhouse effect)를 가져올 수 있다는 것은 1896년 스웨덴의 과학자 아레니우스(Svante Arrhenius)가 처음으로 지적
- 당시 그는 지구 대기 중에 이산화탄소의 양이 두 배가 되면, 표면 평균온도가 5～6℃ 상승할 것이라는 연구논문을 발표
기후변화
과거 백만년간 지구 온도에 균형적으로 영향을 미쳐온 "Carbon cycle"이 산업혁명 이후 급격히 변함으로써 지구 기후변화 현상을 초래
- IPCC는 “인간 행위로 인한 것이든 자연적인 변동(variability)이든 시간의 경과에 따른 기후의 변화”로 정의
- 반면 기후변화협약은 "인간 행위에 의한 기후변화" 만으로 정의
※ Climate change refers to a change of climate that is attributed directly or indirectly to human activity that alters the composition of the global atmosphere and that is in addition to natural climate variability observed over comparable time periods.
기후변화의 영향
자연환경부분
기후온난화로 인한 얼음, 수자원 등 물리환경의 변화(영향)
수온 상승에 따른 해수의 열팽창 및 빙하/빙상(그린란드 및 남극 빙상)의 융해 등으로 지난 100년간 해수면은 0.17m 상승
-수억 명의 사람들이 해수면 상승으로 인한 범람의 위기에 직면(특히 인구가 조밀한 저지대 지역) 빙하와 눈이 녹아 강에 유입된 수량의 증가와 동 유출(run-off)의 봄철 정점의 조기화
빙하 융해로 인근 호수의 크기 및 수 증가, 동토층 지반의 불안전성 증대 강수량의 경우 1901-2005년까지 북위 30° 근처에서는 증가하고 1970년 이후 남위 10°-북위 30°에서는 감소, 전반적으로 강도(intensity)는 증가
- 1970년 이후 일부 건조한 지역에서 가뭄의 증가
- 기후온난화로 빙하의 융해에 따른 인근 호수의 수량 증가(범람) 및 인근 하천에 대한 영향 증가
- 국지성 호우 등 기상이변(extreme weather events) 속출에 따른 홍수 피해 증가 연안지역의 해수면 상승과 범람에 따른 염분 침범 및 산성화(0.1 unit) 기후변화로 인한 온도, 습도, 자외선 강도의 변화가 오존 생성 화학에 영향을 주어 오존 수치가 높은 날의 빈번화 초래
- 기후변화에 의한 지표 온도 상승은 스모그 형성을 촉진시키고 이는 산성물질의 수송과 침적에도 영향 초래
기후온난화로 인한 생태계의 변화(영향)
육지생태계는 지역적 온난화로 개엽시기, 철새이동, 부화시기 등이 앞당겨지고 있으며, 식물과 동물의 서식지가 북상
- 초본식물 및 목본식물 등 10년에 3.0±0.1일, 나머지 종그룹들은 약 5일 정도 생물계절학적 반응의 조기화(2003년)
- 유럽 및 북미의 개엽기(잎이 펴지는 시기), 낙엽 시기, 곤충 출현 시기의 조기화
- 알프스지역의 식물 서식지 고도 상승으로 산 정상 식물의 고사(1997, 1998년)
- 스칸디나비아 산악지대에서 약 1세기(19세기 후반에서 20세기 후반)동안에 주요 수종의 한계고도선이 100m이상 상승(2001년)
- 독일은 지난 50년간 생육기간이 3.6일/10년의 속도로 길어짐(1999년)
- 영국은 잎이 나는 시기가 5-7일정도 앞당겨짐
- 서아프리카 초원지대 및 습지에 서식하는 동식물종의 서식지 축소
- 지난 50년 동안 일본의 벚나무 개화시기가 5일 정도 조기화
- 중국은 CO2 배출량이 두 배로 증가한 후 식생대가 북쪽이나 서쪽으로 이동 해양생태계
- 북태평양 및 북대서양 지역 여름철 플랑크톤 밀집도가 각각 30%, 14% 감소
- 호주의 대보초 및 카리브해 산호초의 표백화(bleaching)/고사
- 북극의 해양 생태계, 특히 먹이사슬 상층부의 육식동물(predator )의 변화
경제·사회부문
농·축산 및 수산업 유럽지역(독일, 프랑스, 핀란드)에서는 개화기, 파종일, 곤충 출현 시기가 빨라지고 작물재배기간의 장기화 영국은 극한기상으로 인하여 농작물 피해 발생(2004년) 적조 재발생 빈도 및 영향 확대, 해파리 기승으로 양식업의 피해 확산 몽골은 생물자원 및 식생지수 감소
보건 부문 유럽 및 인도에서 열파에 의한 사망자수 증가 중국, 미국 등지에서 가뭄, 폭풍(태풍, 2005년 미국의 카트리나) 및 홍수에 의한 사망, 부상, 전염성 질병 및 재난 후 심리적 외상에 대한 영향 발생
경제·산업 기후변화는 국내 또는 해외에 대한 영향을 통해 간접적으로 시장수요와 공급에 변화 초래(UK DEFRA, 2001) 산업부문별로 취약한 분야(에너지, 교통 등)에 부정적 효과가 초래하는 반면, 건설업, 저탄소 및 고효율 제조업 등에는 긍정적 효과 현시
관광·레저
미국의 산불과 허리케인으로 인한 관광시설 파괴로 인해 막대한 손해 자연눈의 감소로 인한 유럽의 스키 관광객 수 감소 및 비용 증가
-오스트리아 알프스의 경우 1℃ 상승할 때마다 겨울철 스키 시즌이 4주 줄어들고 봄철이 6주 가량 감소
기후변화현상의 진행상황
(1) 지구의 기후변화 현황
□ 전세계가 지구온난화와 기후변화 위기에 직면 (환경 위기)
- 화석연료 사용증가로 지구의 평균 기온 및 해수면 상승
- 전 세계 평균 기온이 지난 100년(1906~2005)간 0.74℃ 상승
- 지난 50년간 선형적 기후온난화 추세를 보여주고 있으며(0.13℃/10년), 지난 100년간에 비해 2배의 온난화 경향
※2001년 3차 보고서(TAR)는 1901-2000년간 0.6℃ 상승 보고
- 현재와 같이 화석연료 사용시, 금세기말 평균기온 6.4℃, 해수면 59㎝ 상승 전망
- 산악빙하 및 눈의 양도 북반구·남반구 모두 감소(빙산도 감소)하며, 특히 북극지방의 평균온도는 지구평균온도보다 약 2배 증가
- 1980년대 이래 영구동토층(permafrost)의 온도 상승(북극지방은 최대 3℃), 1900년이래 북반구의 동토지역은 7% 감소(봄철은 15% 감소)
- 가뭄·홍수·폭염 등 이상기후로 인명·재산 피해 심각
- ‘03년 유럽 폭염으로 약 3만5천명의 인명 피해, ‘05년 허리케인 카트리나 피해액 11조원, 최근 10년간 강우패턴 변화로 국내 기상재해 총 피해액 17.7조원
□ 향후 석유자원의 고갈 가능성 및 가격 급등 가능성을 고려할 때 과도한 화석연료의존에서 시급히 탈피할 필요 (에너지 위기)
- 세계 10대 에너지소비국인 우리나라는 총에너지의 97%를 해외 수입에 의존(‘08년 에너지수입액 1,415억불 : 전체수입액의 32.6%)
- 국제유가의 급등, 급락은 국내경제에 상당한 영향을 미치고 있음
- 국제유가($/b, 두바이유) : (’00초반) 20 수준 → (‘08.7.4) 140.7 → (’09.9.17) 70.7
- 유가 10% 상승시 GDP 증가율 0.35%p하락, 물가 0.23%p상승, 기업의 영업이익률은 0.2%p하락 전망(삼성硏)
(2) 우리나라의 기후변화 현황
한반도 기온 상승률은 지구평균온도 보다 2배 정도 더 상승
- 우리나라 기온은 지난 100년간약 1.5℃ 상승하였고, 2006년 평균기온은 1973년 이후 5번째로 높은 수치 기록
- 1960-1965년 4월의 평균기온은 11.5℃ 이나 1995-2000년 4월의 평균기온은 12.9℃로 상승률이 지구평균치 보다 높은 경향
동해 수온 상승 세계 평균(0.5℃)의 3배
- 100년간 동해 수온은 1.2~1.6도, 서해는 1.3도 상승
- 최근 10년간(1996～2005년) 한국 근해의 표층 수온은 연평균 0.18℃ 상승
제주도를 중심으로 한 남해안의 해수면은 여타 연안보다 더 상승
- 동해안과 서해안은 연간 0.1～0.2cm, 제주도 주변(남해안)은 연간 0.4-0.6 cm, 외해부근은 연간 0.5-0.7cm 상승
- 제주 연안은 연간 0.5cm씩, 지난 43년간(1964-2006) 21.9cm 상승
(3) 우리나라의 온실가스 배출 통계
우리나라 온실가스 배출량 :'07년 620백만tCO 2('06년 603백만 tCO2)
- OECD 국가중 7위, 전세계 9위 수준(‘06년 기준)
- 1990년 배출량대비 연평균 4.3% 증가
* GDP 성장률(%) : (’02)7.2→(’03)2.8→(’04)4.6→(’05)4.0→(’06)5.2→(‘07)5.1
* 온실가스배출량 증가율(%):(’02)3.7→(’03)2.0→(’04)1.3→(’05)0.5→(’06)1.0→(‘07)2.9
폐기물부문 우리나라 온실가스 배출량 : '07년 15.3백만 tCO2
2020년 국가 온실가스 감축목표 : 배출전망(BAU) 대비 30%>
(온실가스 배출 동향 분석)
- 온실가스 총배출량은 GDP 증가에 따라 1997년까지 지속적으로 증가하다가 IMF 기간인 1998년에 큰 폭으로 하락하였으나, ‘99년 이후 소폭 증가 추세
*‘06년 기준, OECD 국가중 7위, 전세계 9위 수준
(4) 세계 온실가스 배출량
2030년까지 세계 온실가스 배출량 전망 (IPCC 4차 WG Ⅲ SPM<p.4, 8>)
- 현재의 온실가스 정책이 지속된다는 전제하에 SRES 시나리오 전망 결과, 2030년에는 2000년(39.8 GtCO2-eq)보다 추가로 9.7 GtCO2-eq- 36.7 GtCO2-eq 규모로 배출량이 증가될 것으로 전망(2000년 대비 25-90% 증가)
- 2030년까지 화석연료에 대한 의존도는 현재와 유사할 것이며, 이에 따라 CO2의 발생량은 2000년 대비 2030년 45-110 % 증가
※ 2030년 CO2 발생량 중 2/3 또는 3/4은 Non-Annex I 국가에서 발생
2100년에는 25-135 GtCO 2-eq의 온실가스가 배출될 것으로 전망  |
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