온실효과의 역할, 온실가스의 출처 (지구 온난화)

온실효과의 역할, 온실가스의 출처 (지구 온난화)

지구가 뜨거워지고 있습니다. 육지와 바다 모두 기록이 시작된 1880년보다 지금이 더 따뜻해졌으며 온도는 여전히 상승하고 있습니다. 이러한 더위의 상승은 한마디로 지구온난화입니다. NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)에 따르면 다음과 같은 수치가 있습니다. 1880년에서 1980년 사이에 지구 연간 기온은 10년에 평균 0.07℃씩 증가했습니다. 1981년 이후로 증가 속도는 10년에 0.18℃까지 빨라졌습니다. 산업화 이전 시대에 비해 오늘날 지구 평균 기온이 전체적으로 2℃가 증가했습니다. 2019년에 육지와 바다의 평균 지구 온도는 20세기 평균보다 0.95℃ 높았습니다. 이로써 2019년은 2016년에 이어 두 번째로 더운 해가 되었습니다. 이 열의 상승은 인간에 의해 발생합니다. 화석 연료를 태우면 온실가스가 대기 중으로 방출되어 태양의 온기를 가두어 지표 및 대기 온도를 상승시킵니다.

온실효과의 역할

오늘날 온난화의 주요 동인은 화석 연료의 연소입니다. 이 탄화수소는 지구 대기와 태양으로부터 들어오는 복사 사이의 상호 작용으로 인해 발생하는 온실효과를 통해 지구를 가열합니다. 온실효과의 기본 물리학은 연필과 종이만 사용하는 똑똑한 사람에 의해 100여 년 전에 밝혀졌습니다. 그 "똑똑한 사람"은 스웨덴 과학자이자 최종 노벨상 수상자인 스반테 아레니우스(Svante Arrhenius)였습니다. 태양 복사는 지구 표면에 도달한 다음 열로 대기로 반사됩니다. 대기의 가스는 이 열을 가두어 우주 공간으로 빠져나가는 것을 방지합니다. 1895년에 발표된 논문에서 아레니우스는 이산화탄소와 같은 온실가스가 지구 표면 열을 가까이에 가두어 둘 수 있으며 이러한 가스 양의 작은 변화가 얼마나 많은 열을 가두는지에 큰 차이를 만들 수 있다는 것을 알아냈습니다.

온실가스의 출처

산업 혁명이 시작된 이래 인간은 대기 중 가스 균형을 빠르게 변화시켜 왔습니다. 석탄 및 석유와 같은 화석 연료를 태우면 주요 온실가스인 수증기, 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 오존 및 아산화질소(N2O)가 방출됩니다. 이산화탄소는 가장 흔한 온실가스입니다. 약 800,000년 전과 산업 혁명의 시작 사이에 대기 중 CO2의 존재는 약 280ppm(ppm, 즉 100만 공기 분자당 공기에 약 208개의 CO2 분자가 있음을 의미)에 달했습니다. 국립 환경 정보 센터(National Centers for Environmental Information)에 따르면 2018년 기준 대기 중 평균 CO2는 407.4ppm입니다. 별것 아닌 것 같지만 스크립스 해양학 연구소(Scripps Institution of Oceanography)에 따르면 CO2 수준은 300만 년에서 500만 년 사이에 발생한 플라이 오세 이후 그렇게 높지 않았습니다. 과학 저널에 발표된 2013년 연구에 따르면 그 당시 북극은 적어도 일 년 중 일부는 얼음이 없었고 오늘날보다 훨씬 더 따뜻했습니다. EPA( Environmental Protection Agency)의 분석에 따르면 2016년에 CO2는 미국 전체 온실가스 배출량의 81.6%를 차지했습니다. "우리는 고정밀 기기 측정을 통해 대기 중 CO2가 전례 없이 증가하고 있음을 알고 있습니다. CO2가 적외선 복사열을 흡수하고 지구 평균 온도가 상승하고 있음을 알고 있습니다."라고 York College의 화학 교수인 Keith Peterman은 말했습니다. CO2는 다양한 경로를 통해 대기 중으로 배출됩니다. 화석 연료를 태우는 것은 CO2를 방출하여 지구를 온난화시키는 가장 큰 원인입니다. 2018 EPA 보고서에 따르면 미국의 화석 연료 연소는 2016년에 58억 톤이 약간 넘는 CO2를 대기로 방출했습니다. 연료의 비 에너지 사용, 철 및 철강 생산, 시멘트 생산 및 폐기물 소각 등으로 미국의 연간 총 CO2 배출량을 70억 톤으로 늘어납니다. 삼림 벌채는 또한 대기 중 과도한 CO2의 큰 원인입니다. 실제로 삼림 벌채는 연구에 따르면 두 번째로 큰 인위적(인간이 만든) 이산화탄소 공급원입니다. 나무는 죽으면 광합성 과정에서 저장한 탄소를 방출합니다. 2010년 세계 산림 자원 평가에 따르면 매년 삼림 벌채는 10억 톤의 탄소를 대기로 배출합니다. 전 세계적으로 메탄은 두 번째로 흔한 온실가스이지만 열을 가두는 데 가장 효율적입니다. EPA는 메탄이 이산화탄소보다 열을 가두는 데 25배 더 효율적이라고 보고합니다. EPA에 따르면 2016년에 가스는 미국 전체 온실가스 배출량의 약 10%를 차지했습니다. 메탄은 많은 천연 공급원에서 나올 수 있지만 인간은 채광, 천연가스 사용, 가축의 대량 사육 및 매립지 사용을 통해 메탄 배출의 많은 부분을 유발합니다. EPA에 따르면 소는 미국에서 동물은 가장 큰 단일 메탄 발생원이며 총 메탄 배출량의 거의 26%를 생산합니다. 미국 온실가스 배출량 수치에는 희망적인 경향이 있습니다. 2018년 EPA 보고서에 따르면 이러한 배출량은 1990년에서 2016년 사이에 2.4% 증가했지만 2015년에서 2016년 사이에는 1.9% 감소했습니다. 그 감소의 일부는 2016년의 따뜻한 겨울에 의해 주도되었으며 평소보다 난방 연료가 덜 필요했습니다. 그러나 기후 및 에너지 설루션 센터(Center for Climate and Energy Solutions)에 따르면 최근 감소의 또 다른 중요한 이유는 석탄을 천연가스로 대체하기 때문입니다. 미국은 또한 제조 기반 경제에서 탄소 집약도가 낮은 서비스 경제로 전환하고 있습니다. EPA에 따르면 연료 효율적인 차량과 건물의 에너지 효율성 표준도 배출량을 개선했습니다.