우리의 미래를 결정할 기후에 대한 두 과학자의 의견 차이

21세기 중반까지 탄소배출 제로(탄소중립)를 달성하는 것은 지구의 표면 온도(이미 산업화 이전 수준보다 1.2°C 상승)가 1.5°C 이상으로 상승하여 광범위한 사회 붕괴를 초래할 수 있는 지점에 도달하는 것을 막기 위한 인류의 최선의 희망으로 이해되어 왔다.

그러나 적어도 저명한 기후 과학자 한 사람은 이에 동의하지 않는다.

미국 컬럼비아 대학교의 제임스 한센(James Hansen)은 지난 11월 동료들과 함께 '기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)'의 예측보다 기온이 더 빠르게 상승할 것이라고 주장하는 논문을 발표했다. 그의 견해에 따르면 1.5°C 목표는 죽었다고 한다.

그는 또한 탄소중립으로는 더 이상 2°C 이상의 온난화를 막기에 충분하지 않다고 주장한다. 한센은 지구의 온도 상승을 어느 정도 통제하기 위해 화석 연료의 퇴출을 가속화하고, 개발도상국의 요구를 수용하는 주요 오염원 간의 협력을 강화하며, 지구 표면을 식히기 위해 지구의 '복사 균형(radiation balanceㆍ들어오고 나가는 빛과 열의 차이)'에 개입하는 것을 지지한다.

아마도 처음 두 가지 처방에 대한 광범위한 지지가 있을 것이다. 그러나 한센은 지구 표면에 도달하는 햇빛을 의도적으로 줄이는 것에 대한 지지를 표명하면서 많은 사람들을 불편하게 만드는 아이디어를 공개적으로 제기했다.

기후 과학계의 또 다른 거물인 미국 펜실베이니아 대학의 마이클 만(Michael Mann) 교수는 태양 복사 관리를 "잠재적으로 매우 위험"하며 "대규모 온난화가 현 세대 모델 예측보다 훨씬 더 클 것이라는 오류"에 근거한 '절박한 행동'이라고 일축하며 많은 사람들을 대변했다.

그들의 입장은 화해할 수가 없다. 그렇다면 한센과 마이클 만 중 누가 옳을까?

지구의 복사 균형

먼저, 복사 균형에 대해 설명이 필요하다.

지구온난화를 줄이는 방법은 두 가지뿐이다. 하나는 지구 표면에서 우주로 빠져나가는 열의 양을 늘리는 것이다. 다른 하나는 대기 중의 입자나 지구 표면의 물체에 닿아 열로 전환되기 전에 우주로 다시 반사되는 햇빛의 양을 늘리는 것이다.

두 가지를 모두 할 수 있는 방법은 많이 있다. 대기 중 온실가스의 양을 줄이면 더 많은 열이 우주로 빠져나갈 수 있다. 예컨대, 화석 연료를 재생 에너지로 대체하고 육식을 줄이며 토양을 덜 경작하는 것이다. 그리고 북극을 얼리거나 구름을 더 하얗게 만들어 대기에 더 많은 반사 입자를 넣는 것 등으로 지구를 더 밝게 만들면 더 많은 햇빛이 우주로 반사된다.

그러나 지구온난화에 미치는 영향 측면에서 이 두 가지의 주요 차이점은 반응시간이다. 즉, 더 많은 열이 빠져나가거나 햇빛이 반사되는 요인의 변화가 지구 표면온도의 변화로 나타나기까지 걸리는 시간이다.

지구 표면의 열 손실 속도를 높이기 위해 개입하면 지구는 수십 년 이상에 걸쳐 천천히 냉각된다. 하지만 지구가 우주로 반사하는 햇빛을 늘리기 위해 개입하면 지구는 어느 정도 즉각적으로 냉각된다.

마이클 만과 한센 사이의 논쟁의 핵심은 새로운 배출량을 줄이고 과거 배출량을 대기에서 영구적으로 제거하는 방식으로, 온실가스를 줄이는 것만으로도 온난화가 경제 및 사회 안정을 위협하는 수준에 도달하는 것을 막을 수 있는지 여부이다.

마이클 만은 그렇다고 말한다. 그러나 한센은 이러한 일을 하는 것이 여전히 필수적이지만, 그것만으로는 더 이상 충분하지 않으며 우리가 지구를 더 성찰해서 좋게 만들어야 한다고 말한다.

온난화는 그럼 언제 끝날 것인가?

마이클 만은 배출량이 '넷제로(net-zero)'에 도달하면 10년 또는 20년 이내에 지구의 표면 온도가 현재 수준에서 안정화될 것이라고 말하며 IPCC에서 내놓은 정설(定說)에 동조하고 있다.

사실상 과거 배출량으로 인한 온난화 현상은 크지 않다는 것이다. 미래의 모든 온난화는 미래의 배출로 인한 것이다. 이것이 바로 넷제로를 달성해야 하는 글로벌 정책의 근거이다.

한센은 새로운 논문에서 대기 중 온실가스 농도가 현재 수준에 가깝게 유지된다면 수백 년 후 지표면 온도는 산업화 이전 수준보다 8°C~10°C 사이에서 안정화될 것이라고 주장한다.

그는 "이 가운데 적어도 2°C는 금세기 중반까지, 그리고 아마도 한 세기 후에는 3°C가 더 상승할 것으로 예상되며, 이 정도의 기온 상승은 지구 생명체에 재앙이 될 수 있다"고 예측하고 있다. 한센은 이러한 결과를 피하려면 과거의 배출로 인한 온난화를 막기 위해 지구를 더 밝게 만들어야 한다고 덧붙인다.

그러나 동시에 미래에 이러한 문제가 다시 발생하지 않도록 하려면 배출가스를 대폭 줄여야 한다.

문제는 여전히 더워지고 있다

우리는 기후 변화에 대한 대안적 대응의 타당성과 효과를 지켜봐야 하며, 필요한 규모와 속도로 변화를 가능하게 하는 공학적·정치적 현실을 모두 따져보아야 한다.

우리는 한센의 주장에 대한 마이클 만의 반박이 설득력이 없다고 생각한다. 결정적으로, 마이클 만은 지난 6,500만 년 동안의 새로운 데이터에 대한 한센의 분석에 직접적으로 관여하지 않고 있다.

한센은 IPCC 과학자들이 미래 기후에 대한 시나리오를 평가하는 데 사용한 모델이 온실가스 배출량 증가에 따른 온난화 효과, 에어로졸(aerosol)의 냉각 효과, 기후가 이러한 변화에 대응하는 데 걸리는 시간을 상당히 과소평가했다고 설명한다.

인류는 온실가스 외에도 에어로졸을 배출한다. 에어로졸은 다양한 화학물질로 구성된 작은 입자인데, 석탄과 석유가 연소될 때 배출되는 이산화황과 같은 일부는 햇빛을 우주로 반사하여 온실가스로 인한 온난화를 상쇄시킨다.

그을음과 같은 다른 것들은 반대 효과가 있으며 온난화를 가중시킨다. 냉각 에어로졸이 큰 차이로 우세하다.

한센은 앞으로 몇 달 안에 글로벌 해운업으로 인한 에어로졸 오염 수준이 낮아지면 IPCC 모델이 예측한 것보다 0.5°C 정도 더 온난화가 일어날 것으로 예상한다. 이렇게 되면 지구온난화는 이르면 내년 초에 2°C에 가까워지겠지만, 그 이후에는 현재의 엘니뇨가 약화되면서 온도가 약간 낮아질 가능성이 높다.

한센의 주장을 뒷받침하는 것은 기후가 이전에 보고된 것보다 온실가스에 더 민감하다는 그의 확신이다. IPCC는 대기 중 이산화탄소가 두 배로 증가하면 지구의 온도가 3°C 상승한다고 추정한다. 그러나 한센은 이를 더 높은 4.8°C로 계산한다.

이 수치와 한센이 역사적 기록을 통해 계산한 훨씬 더 긴 기후 반응시간은 기후 모델 예측에 상당한 영향을 미칠 것이다.

성찰의 시간

마이클 만과 한센의 차이는 기후 변화에 대한 전 지구적 대응에 있어 중요한 의미를 갖는다.

마이클 만은 금세기 중반까지 탄소 순배출량을 제로에 도달하는 것만으로도 충분하다고 주장하는 반면, 한센은 그 자체로는 재앙이 될 수 있으며 지구를 더 밝게 만들기 위한 조치를 취해야 한다고 주장한다.

지구를 밝게 하면 기후 변화로 인해 이미 발생한 반사율 감소를 되돌릴 수도 있다. 데이터에 따르면, 1998년부터 2017년까지 지구는 주로 얼음의 손실로 인해 평방미터당 약 0.5와트 정도 어두워진 것으로 나타났다.

위태로운 상황을 고려할 때, 마이클 만과 한센이 이러한 차이를 신속하게 해결하여 대중과 정책 입안자들이 임박한 대규모의 광범위한 생태계 파괴와 인류에 대한 재앙적 영향을 최소화하기 위해 무엇이 필요한지 이해하는 데 도움이 되기를 바란다.

1.5°C를 달성하지 못하더라도 연쇄적인 시스템 장애를 막을 시간은 아직 남아 있을 수 있다. 하지만 여기서 우리가 위험의 본질과 범위에 대해 계속 논쟁만 벌인다면 그렇지 않을 것이다.