1.머리말

최근 들어 가장 많이 받은 질문 중에 하나는 올해 유난히 극성을 부린 폭염이 과연 기후변화와 연관이 있는 것인지에 대한 것이다. 기후가 어떻게 변화해 왔고 앞으로 어떤 변화를 겪을 것인가를 연구하는 사람의 입장에서 이러한 질문은 내심 반갑기도 하고 또 한편으로는 걱정이 되기도 한다. 반가움과 걱정이 교차되는 이유는 올해의 폭염으로 많은 사람들이 실생활에서 ‘기후변화가 이렇게 무서운 것이구나’ 하는 것을 느끼고 앞으로 기후변화를 완화하기 위한 노력을 함께 해가는 다짐의 계기가 되지 않을까 하는 기대감이 있어서이고, 또 한편으로는 과연 이러한 변화가 앞으로 얼마나 더 심각하게 일어나 우리의 삶을 위협할 것인가 하는 걱정이 앞서서이다.

사실 그 동안 우리는 여러 매체를 통해 지구의 기후가 변해가고 있다는 사실을 접해왔으며 그 중 가장 많이 언급되었던 것이 바로 IPCC¹⁾ 평가보고서일 것이다. IPCC 평가보고서는 수만 명의 과학자들에 의해 기후변화 현황과 미래 전망, 영향 및 취약성의 평가, 온실가스 감축 등 기후변화에 관한 연구결과들이 집대성되고 또 검토되어 정리된 것으로서 1990년대 이후 현재까지 5번의 보고서가 발간되었고, 1992년의 유엔기후변화협약, 1997년 교토의정서, 2015년 파리협정 채택 등의 주요 결정을 위한 과학적 근거로 활용되어 왔다. 이 평가보고서를 통해 IPCC는 기후변화가 급속히 진행되고 있으며 이는 인류의 활동에 의해 배출된 온실가스가 그 주요 원인임을 매우 단호하게 이야기해왔다. 2013년에 발간된 IPCC 제5차 평가보고서에 의하면 지난 100여 년 동안 전 지구 평균기온은 끊임없이 배출되는 온실가스로 인해 산업혁명 이전의 수준에 비해 약 0.85℃가 증가했으며 이러한 현상은 집중호우 및 가뭄의 심화, 태풍활동의 강화, 폭염 및 열대야 일수 증가 등의 변화를 불러왔다. 뿐만 아니라 IPCC는 현재와 같이 온실가스 배출이 지속될 경우 2100년의 지구 평균기온은 산업혁명 이전 수준 대비 약 3~4℃ 정도가 증가할 것이며 이러한 변화는 지구 생태계에 위협을 줄 수 있는 수준임을 지적하였다.

그러나 파리협정이 체결되던 2015년, 이미 지구온난화의 주범인 이산화탄소는 전지구 평균 농도 400ppm을 넘어섰으며 이러한 증가 추세는 전례 없는 온난화에 대한 우려를 불러일으키고 있다. IPCC는 파리협정에서 이야기되는 1.5℃의 지구온난화가 매우 강력한 온실가스 감축 노력 하에서만 이루어질 수 있을 것으로 이야기한다. 올해의 폭염도 지구온난화와 무관하지 않기 때문에 미래의 재해에 대비하기 위해서는 온실가스 감축뿐만 아니라 현재 일어나고 있는 기후변화에 대한 적응 노력도 필요하다. 따라서, 앞으로의 기후변화에 대한 대응 방안을 모색하기 위해서는 과거에 일어났던 기후변화의 양상과 영향에 대한 정보를 토대로 미래의 변화를 이해할 필요가 있다.

¹⁾ IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change) : 기후변화에 관한 정부간 협의체. 유엔환경기구(UNEP)와 세계기상기구(WMO)가 1988년에 공동 설립한 국제기구로서 약 150여 개국이 참여. 주요 활동으로 기후변화 평가보고서 발간을 통해 기후변화에 관한 과학적 규명에 기여하고 있음.

2. 2018년 폭염 현황

기후변화에 대한 이야기는 잠시 접어두고 올해의 폭염부터 살펴보자. 지난 9월 3일에 발표된 기상청 보도자료에 의하면 2018년 여름철 평균기온은 25.4℃로 평년보다 약 2℃가 높았으며 이는 1973년 통계 작성 개시 이후 가장 높은 기온이었다. 특히 7월 중순부터 8월 중순까지 우리나라는 기록적인 폭염으로 일최고기온 및 일최저기온 극값을 경신하는 곳이 많았다. 일례로 서울의 경우 8월 1일의 일최고기온은 39.6℃로 1907년 10월 1일에 기상관측을 시작한 이래 111년 만에 가장 높은 값을 기록하였으며, 같은 날 홍천은 41.0℃를 기록하면서 대구에서 기록했던 전국 역대 1위인 40.0℃(1942년 8월 1일)를 경신하여 우리나라에서 가장 높은 기온을 나타냈다. 또한 밤사이에도 서울에서는 일최저기온이 30.3℃를 나타내면서(2018년 8월 2일)하면서 기상관측 이래 가장 높은 값을 기록하였다. 그 외에도 충주, 양평, 의성 등지에서 40℃가 넘는 일최고기온을 보이며 관측 이래 가장 높은 기온을 나타내는 등 전국적으로 많은 지점들에서 일최고기온 극값이 경신되었다. 따라서 일최고기온이 33℃ 이상인 날로 정의되는 폭염일수는 전국 평균 31.4일로서 평년 9.8일에 비해 약 3배가 넘는 수치로 1973년 통계 작성 이후 가장 많았으며, 그 동안 기록적인 폭염으로 각인되었던 1994년의 29.7일을 뛰어넘는 수치를 나타내었다. 마찬가지로 일최저기온이 25℃ 이상인 날로 정의되는 열대야일수도 17.7일(평년 5.1일)로 1994년의 17.4일을 뛰어넘어 1973년 이후 1위의 기록을 보였다[그림 1].

과연 올 여름의 폭염은 어떻게 시작되었을까? 기상청의 분석에 의하면 올해 폭염은 평년보다 강하게 발달한 북태평양고기압과 티벳 쪽에서 확장해 온 강한 상층 고기압의 영향으로 우리나라 부근 대기 상ㆍ하층에 고온의 공기가 지속적으로 유입됨과 동시에 맑은 날씨로 인한 강한 일사효과까지 더해진 것으로 정리된다[그림 2]. 또한 이러한 기압계가 유지되는 동안 제10호 태풍 암필(AMPIL)과 제12호 태풍 종다리(JONGDARI)가 북상하면서 우리나라 쪽으로 덥고 습한 공기를 유입하여 지역적으로 폭염의 강화와 열대야의 확장을 불러일으킨 것이다.

우리나라 부근 고기압 세력이 강했던 이유는 무엇일까? 보다 큰 대기 흐름에서의 원인을 살펴보면 몇 가지 관련된 요소들을 찾을 수 있다. 우선, 열대 서태평양의 대류활동을 주목하자. 기후적으로 필리핀해 부근의 활발한 대류활동(상승기류)은 우리나라 부근의 중위도 지역에서 하강기류를 만들어 낸다. 폭염이 발생하기 시작한 7월 중순 경의 대류활동을 살펴보면 필리핀해 부근에는 평년보다 강한 대류가 있었고([그림 3]의 파란색 음영), 이에 따라 우리나라 부근에는 강한 하강기류([그림 3]의 빨간색 음영)가 생겨 전체적으로 고기압권을 나타낸다. 이러한 흐름들은 우리나라 부근 고기압이 평년보다 더 강하게 발달하는데 기여하여 올해와 같은 폭염을 가져온 것으로 분석된다.

더욱이 우리나라 부근으로 찬바람을 가지고 올 수 있는 상층기류의 움직임도 올해 폭염에 한 몫을 했다. 보통 우리나라 북쪽의 약 12km 고도 상공에는 아주 강한 바람이 불고 있으며 이를 상층 제트기류라고 칭한다. 이 제트기류는 동서방향 대기 흐름 및 기압골의 발달ㆍ소멸과 연관이 있으며 강도 및 위치 변화에 따라 폭염 및 한파 또는 호우의 발달 등에 영향을 미친다. 올 여름철 이 제트기류는 평년에 비해 약간 더 북쪽으로 올라가면서 우리나라 부근의 바람은 약화되었으며 동서방향의 흐름이 다소 느려지고 대기가 정체하여 폭염 발생 및 지속에 영향을 준 것으로 분석된다.

그 외에도 여러 기후학자들에 의해 지난 겨울동안 티벳 적설의 감소로 인한 티벳고기압의 빠른 발달 및 북극의 찬 기류가 중위도까지 남하하는 것과 관련한 북극진동의 움직임이 올 여름 폭염과 연관이 있는 것으로 지적되고 있다. 이러한 요소들을 종합해보면 올해의 폭염은 단순한 한 가지 이유에서가 아니라 열대 서태평양의 영향, 상층 제트기류의 움직임, 티벳 적설 등 지표의 변화, 북극진동으로 표현되는 북극기후의 변화 등 매우 복잡한 메커니즘이 연계되어 우리나라 부근에 강한 고기압의 발달을 가져온 것으로 이해해야 할 것이다.

3. 과거 100년의 기온 변화와 미래 전망

사실 올해의 폭염은 이미 예견된 것일지도 모른다. IPCC 제5차 평가보고서에 따르면 20세기 중반 이후 대부분의 육지 지역에서 최고기온과 최저기온 모두가 온난화되고 있으며, 온실가스 배출이라는 인위적 강제력이 이러한 극한 기온의 변화에 영향을 미쳤을 가능성이 매우 높고, 앞으로도 변화가 발생할 것이 사실상 확실하다. IPCC는 특히나 20세기 중반 이후의 온난화는 더운 날의 발생을 증가시키고 추운 날의 발생은 감소시키며, 연속적인 극한 고온은 주로 정체성 고기압 순환 편차와 관계가 있고 토양조건에 의해 영향을 받는다고 이야기한다. 따라서 올 여름 전 세계를 강타한 폭염은 이러한 변화와 무관하지 않다.

그렇다면 우리나라의 기후는 얼마나 변해왔을까? 최근 국립기상과학원은 우리나라에 기상관측소가 설립된 1900년대 초 이래 현재까지 관측자료를 보유하고 있는 6개 관측지점(강릉, 서울, 인천, 대구, 부산, 목포)의 기상자료를 사용하여 지난 100여 년간의 자료를 분석하였다. 이의 결과에 의하면, 1912년부터 2017년까지 6개 관측지점의 평균 기온은 10년당 약 0.18℃의 상승폭으로 증가하였으며[그림 4], 과거 30년(1912~1941년) 간의 기온에 비해 최근 30년(1988~2017년)의 평균기온은 1.4℃가 증가한 것으로 나타났다. 기온 변화를 계절별로 살펴보면 겨울과 봄철에 장기적인 상승 추세가 가장 뚜렷하게 나타나 겨울철 기온의 경우는 10년 당 약 0.25℃의 상승폭을 보였다. 일최고기온과 일최저기온의 변화를 보면 거의 모든 계절에서 최고기온의 상승폭보다 최저기온의 상승폭이 현저히 높으며 이러한 특징은 특히 겨울철에서 더욱 뚜렷하게 나타난다.

기온과 관련한 극한지수의 변화는 어떻게 나타났을까? 극한지수라 함은 폭염, 한파, 집중호우, 가뭄 등 이상기후 현상을 파악할 수 있는 지수로서 세계기상기구(WMO)는 기온 및 강수량을 중심으로 표준화된 지수 산출 방법을 제시하고 있다. 이 표준화된 지수에 근거한 기온의 극한지수로 폭염일수, 열대야일수, 서리일수, 결빙일수 등을 말할 수 있는데, 우선 여름철 기온에 대해 주목할 만한 극한지수로서 일최고기온이 33℃를 넘는 날의 수인 폭염일수와 일최저기온이 25℃를 넘는 날의 수를 의미하는 열대야일수를 꼽을 수 있다. 과거 30년 대비 최근 30년을 비교할 때[그림 5], 폭염일수는 장기적인 추세에서는 그다지 큰 변화를 보이지 않으나 월별로는 8월의 증가폭이 두드러지게 나타난다. 또한 5월과 9월의 폭염일수가 과거에 비해 상승하는 것으로 나타나 여름이 일찍 오고 또 늦게 끝나는 경향을 함께 보여주고 있다. 앞서 지적한 것처럼 지난 100여 년간 여름철 최고기온의 변화는 그다지 뚜렷한 증가 추세를 보이진 않았기 때문에 폭염일수의 장기간 추세는 그다지 크지 않은 것으로 분석된다. 하지만 여름철 최저기온은 10년당 0.15℃ 정도의 큰 증가 추세를 나타내고 있기 때문에 최저기온을 반영하는 열대야일수는 최근 30년간의 7월과 8월이 과거 30년에 비해 약 일주일 정도 더 열대야일수가 늘어나는 등 폭염일수보다 더욱 두드러진 상승폭을 보이고 있다.

이러한 추세는 앞으로의 온실가스 배출에 따라 지속적으로, 그리고 어쩌면 더욱 가속화될 수 있다. IPCC는 미래에 열파와 같은 극한기온의 발생 빈도와 지속기간이 증가할 가능성이 높아지며 인위적 온실가스 배출이 클수록 더 큰 극한 온난화를 야기할 것이라고 경고한다. 우리나라의 경우도 21세기 후반 연평균기온은 현재 대비 약 +1.8~4.7℃ 정도 상승할 것으로 전망되는데, 온실가스 감축을 실현한 RCP2.6 시나리오에서는 21세기 후반 기온 상승 경향이 줄어들지만 그 외의 경우는 지속적으로 기온이 상승하여 온실가스 배출이 현재 추세(RCP8.5)와 같이 지속된다면, 남한지역 평균 최고ㆍ최저기온은 21세기 후반 모두 현재 대비 +4~5℃가 상승할 것으로 보여진다<표 1>.

온실가스 배출로 인해 기온이 전반적으로 상승함에 따라 미래 폭염일수 및 열대야일수도 증가 경향을 나타낼 것이다. 온실가스 배출 정도에 따른 미래 폭염일수 및 열대야일수의 변화를 보면[그림 6], 온실가스 감축을 실현한 RCP2.6의 경우에 미래 폭염일수는 현재와 같은 수준으로 유지되나 미래 열대야일수는 다소 증가하는 것으로 나타난다. 하지만 현재 추세로 온실가스 배출이 지속된다고 가정한 RCP8.5의 경우에는 21세기 후반의 미래 폭염일수가 현재의 약 3.5배, 열대야일수는 10배 이상 증가하는 것으로 나타나 온실가스 감축을 시급히 추진해야 하는 당위성을 역설하고 있다.

특히 RCP8.5의 경우 21세기 중반 이후에 폭염과 열대야일수가 급증하는 것으로 보이는데 이는 인위적 영향에 따른 여름철 온난화 발현시기가 2030년대에 나타난다는 국립기상과학원의 연구 결과와 무관하지 않다. 연구 결과에 의하면 온난화 발현 시기는 인위적 온실가스 배출에 따른 기온 변화가 과거 기후적으로 나타났던 자연 변동폭을 넘어서게 되는 시기로서 정의되며, 온실가스 배출이 현재와 같이 지속되는 경우 2030년대 이후의 미래 우리나라 여름철 기온 변화가 과거의 변화폭을 뛰어넘게 되면서 향후 전례 없는 극한기온의 발생 가능성이 높아진다는 것을 의미한다. 따라서 향후 극한기온 발생에 대비한 적응 대책 마련뿐만 아니라 가속화되고 있는 온난화를 완화시키기 위한 온실가스 감축 노력이 필수적이다.

4. 맺음말

과거 100여 년간의 변화를 종합해보면 과거 온실가스 배출에 의해 지금까지 우리나라의 기온은 지속적으로 상승해 왔고, 이로 인해 여름철 폭염 및 열대야일수의 증가 등 건강에 위협을 줄 수 있는 악영향이 증가할 가능성을 높여왔으며, 따라서 이에 대비하는 대책들이 새롭게 변화해야 한다. 미래의 변화는 아마 지금까지의 변화보다 더욱 클 지도 모른다. 지금과 같이 온실가스 배출이 지속된다면 2100년대의 지구 평균기온은 약 3~4℃가 증가할 것이며 온난화가 진행될수록 기온과 강수, 해수면, 빙하, 물순환 등 많은 기후적 요소들이 크게 변화할 것이다. 또한 지금 온실가스 배출이 중단된다 하더라도 앞으로 수백 년 동안 기후변화의 양상은 지속될 수 있다. 우리나라도 마찬가지로 온실가스 배출이 현재와 같이 지속될 경우 급격한 기온 상승에 따른 극한현상의 증가 등 미래의 변화는 지금껏 겪어 온 변화를 상회하여 진행될 수 있다.

많은 학자들은 산업혁명 때의 기온 수준 대비 2℃ 이상의 온난화는 홍수, 가뭄 등의 기후 현상뿐만 아니라 이러한 기후에서 살아 온 지구상의 생태계 많은 부분이 큰 타격을 입을 수 있음을 이야기한다. 또한 기후 및 생태 환경의 변화는 인간 사회의 사회ㆍ경제적 기반에 큰 위협이 될 수 있음을 지적한다. 하지만 이미 인류는 과거 온실가스 배출로 인해 1℃에 가까운 온난화를 겪어왔기 때문에 앞으로 다가올 최악의 시나리오를 피하기 위해서는 기후변화 문제 해결을 위한 즉각적이고 실천적인 조치가 필요하다. 기후변화는 우리 모두의 문제로서 급변하는 기후는 우리 사회 경제 전반에 걸쳐 영향을 미친다. 따라서 지금이야말로 폭염, 집중호우 등 극한현상에 대한 적응력을 키우고 기후변화로 인한 위험을 경감시키기 위한 노력을 경주해야 한다.

[ 참고문헌 ]

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• 기상청, 2017: 신기후체제 대비 한반도 기후변화 전망보고서. 기상청, 153 pp.
• 기상청 보도자료, 2018: 8월 기상특성 (2018. 9. 3. 발표)
• 부경온 등, 2016: CMIP5 자료를 활용한 미래 우리나라의 인위적 영향에 의한 온난화 발현 시기 분석. J. Climate Change Research, Vol 7, No. 4, pp 421-426. doi:http://dx.doi.org/ 10.15531/KSCCR.2016.7.4.421.
• IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley(eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdon and New York, NY, USA, 1535 pp.