기후 변화의 역사
2024년 2월 8일
6분 분량

지구 기후 변화에 대처하고 온실가스 배출량을 추적하는 것은 모두가 적극적으로 참여해야 하는 노력이 되었습니다. 세계은행은 최근 NASA, 유럽 우주국과 협력하여 대기 중 온실가스 농도에 대한 위성 기반 측정값을 수집하고 체계화하는 이니셔티브를 시작했습니다.1

지구 표면으로 돌아와서, 전 세계 기업 또한 자체 비즈니스와 가치 사슬에서 발생하는 온실가스 배출량을 추적하고 있습니다. 일부 기업은 소프트웨어 도구를 사용하여 탄소 배출량 감축 목표 달성 과정을 파악하고 ESG 목표를 달성하며 환경 규제를 준수하고 있습니다.

기후 변화 완화에 대한 시급성이 그 어느 때보다 높아졌지만, 그러한 시급성을 불러일으킨 이해와 인식이 형성되기까지는 약 2세기가 걸렸습니다. 기후 변화가 잘 알려지지 않은 개념에서 전 세계적으로 조치를 촉구하는 널리 받아들여지는 현상으로 어떻게 진화했는지 살펴보겠습니다.

1800년대: 초기 기후 과학

기후 변화에 대한 이론은 19세기 초로 거슬러 올라갑니다. 결국 온실 효과로 알려지게 된 현상에 대한 초기 관찰은 프랑스의 수학자이자 물리학자인 조제프 푸리에(Joseph Fourier)로부터 시작되었습니다. 1824년, 푸리에는 지구 대기 중의 가스가 열을 가둠으로써 지구의 온도를 높이는 역할을 한다는 사실을 기록했습니다.

1856년, 아마추어 미국 과학자 유니스 뉴턴 푸트(Eunice Newton Foote)는 다양한 기체 조합을 사용한 실험을 통해, 수증기와 당시 탄산이라고 불렸던 이산화탄소를 열을 가두는 주범으로 지목했으며, "[그] 가스로 이루어진 대기는 우리 [지구]의 온도를 높일 것"이라고 기록했습니다.2

아이러니하게도 현대 기후 변화에 대한 이해를 더욱 발전시킨 것은 지구 온난화가 아니라 빙하기에 대한 호기심이었습니다. 아일랜드의 물리학자 존 틴들(John Tyndall)은 지구 대기 구성의 변화가 선사 시대 빙하기에 영향을 미쳤는지 여부를 규명하기 위한 연구를 시작했습니다. 푸트처럼 틴들도 다양한 기체를 가지고 실험했습니다. 1860년대에 그는 이산화탄소, 메탄, 휘발성 탄화수소로 구성된 석탄을 가열하여 생성된 가스가 많은 양의 에너지를 흡수한다는 것을 입증했습니다.3

1896년, 스웨덴의 물리학자 스반테 아레니우스(Svante Arrhenius)는 틴들의 연구 결과를 바탕으로 대기 중 이산화탄소 농도 변화가 지구 온도에 미치는 영향을 보여주는 기후 모델을 개발했습니다. 틴들과 마찬가지로 아레니우스는 화산 폭발로 인한 배출을 포함하여 지구의 빙하기를 초래했을 가능성이 있는 조건에 대한 이론을 세우기 시작했습니다. 아레니우스는 또한 2차 산업혁명 기간 동안의 화석 연료 연소와 같은 당시의 현대적인 배출원과 그로 인해 발생할 수 있는 평균 기온 상승을 고려했습니다.

아레니우스는 대기 중 이산화탄소 농도가 두 배로 증가하여 섭씨 5~6도 상승하는 데 3,000년이 걸릴 것이라고 예측했습니다. 하지만 오늘날의 태도와는 달리, 아레니우스는 지구 기후에 대한 그러한 잠재적 변화를 경계하지 않았습니다. 오히려 그는 평균 기온이 상승함에 따라 사람들이 "우리에게 주어진 것보다 더 따뜻한 하늘 아래, 덜 가혹한 환경에서 살게 될 것"이라고 예측했습니다.4

1900년대: 기후 변화에 대한 태도 변화

1930년대에 영국의 증기 기관 엔지니어이자 아마추어 과학자인 가이 캘린더(Guy Callendar)는 전 세계의 과거 온도 정보와 이산화탄소 측정값을 수집하고 분석하여 1880년에서 1935년 사이에 지표 온도가 섭씨 0.3도 상승했고 대기 중 이산화탄소 농도가 6% 증가했음을 발견했습니다. 두 가지 추세를 연결하기 위해 캘린더는 아레니우스의 방정식을 개선하고 직접 계산을 수행했습니다. 궁극적으로 그는 화석 연료 연소로 인한 이산화탄소 농도 변화가 1880년에서 1935년 사이에 지구 온도 상승의 절반을 차지한다고 결론지었습니다.

하지만 아레니우스처럼 캘린더도 기후 변화에 대해 낙관적인 전망을 내놓았습니다. 그는 북반구의 작물 생산량 증가와 미래 빙하기 예방을 예측했습니다.[4] 그러나 1950년대에 이르러 일부 과학자는 뚜렷히 다른 어조를 취하기 시작했습니다. 1953년 미국 지구물리학회에서의 발표에서 물리학자 길버트 플래스(Gilbert Plass)는 이산화탄소 배출로 인해 지구 표면 온도가 100년마다 섭씨 1.5도씩 상승하고 있다고 경고하며 헤드라인을 장식했습니다.5

1950년대 후반, 미국의 해양학자이자 기후 과학자인 로저 레벨(Roger Revelle)은 대기 중 온실가스 양을 조절하는 효과가 있다고 여겨지는 바다가 이전에 생각했던 것보다 훨씬 느리게 가스를 흡수하고 있음을 보여주었습니다. 레벨의 동료인 찰스 데이비드 킬링(Charles David Keeling)은 하와이에 이산화탄소 모니터링 스테이션을 설치했습니다. 마우나 로아(Mauna Loa) 화산에서 측정한 그의 측정값은 나중에 "오늘날 기후 변화에 대한 심각한 우려를 불러일으킨" 것으로 찬사를 받은 이산화탄소 농도 증가를 보여주는 장기 데이터 시리즈인 동명의 킬링 곡선(Keeling Curve)으로 이어졌습니다.6

20세기 후반 이후: 기술 발전에 따른 발견

1950년대와 1960년대는 컴퓨터 모델이 기후 과학자에게 중추적인 도구가 된 시대였습니다. 가장 영향력 있는 모델 중 하나는 미국 국립해양대기청(NOAA) 산하 지구물리유체역학연구소의 연구원인 슈쿠로 마나베(Syukuro Manabe)와 리처드 웨더럴드(Richard Wetherald)가 만든 모델이었습니다. 1967년에 발표된 모델 결과를 기록한 논문에서 마나베와 웨더럴드는 대기 중 이산화탄소 농도가 기존 수준에서 두 배로 증가하면 지구 온도가 섭씨 2.3도 상승할 것이라고 결론지었습니다.7 디지털 컴퓨팅 초기 단계에서 이루어진 그들의 예측은 놀랍게도 나중에 더 발전된 모델에서 도출된 결과와 매우 유사했습니다.

1969년에는 NASA의 님버스 3호(Nimbus III ) 위성 발사와 함께 기후 변화 연구에 사용되는 기술이 또 다른 분야에서 진전을 이루었습니다. 기상 위성에 탑재된 장비는 대기의 여러 부분에 대한 전례 없는 온도 측정값을 제공하여 과학자에게 지구 온도 변화에 대한 보다 전체적인 그림을 제공했습니다. 오늘날 위성은 기후 변화 데이터를 수집하는 데 매우 중요한 도구로 활용되고 있습니다. 최근 NASA는 IBM과 협력하여 인공지능(AI)을 사용하여 원격 측정 데이터를 분석하고 위성 데이터에서 인사이트를 추출하기 시작했습니다.

과학자들이 우주에서 포착한 데이터를 계속 분석하는 동안, 다른 과학자들은 지하에서 얻을 수 있는 정보를 활용합니다. 1960년대 이후 고기후학자들은 남극 대륙과 그린란드와 같은 지역의 빙상과 빙하에서 추출한 얼음 기둥인 빙핵의 구성을 연구해 왔습니다. 깊은 빙핵에는 에어로졸과 같은 입자뿐만 아니라 수천 년 전에 포착된 기포가 포함되어 있어 지구 기후 시스템에 대한 과거 정보를 제공합니다. 남극 빙핵 연구에서 얻은 증거에 따르면 이산화탄소는 80만 년 동안 180~300ppm 사이였으며, 이는 오늘날 측정된 이산화탄소 농도보다 현저히 낮습니다. 이는 지구가 전례 없는 상황을 겪고 있다는 우려에 더욱 신빙성을 더합니다.8

기후 과학이 세계 공공 정책에 미치는 영향

기후 변화의 중요성과 심각성에 대한 증거가 늘어나면서 1980년대 후반부터 전 세계적으로 정책 수립을 위한 노력이 활발해졌습니다.

1987년: 몬트리올 의정서는 전 세계 국가가 지구 대기의 오존층을 고갈시키는 것으로 밝혀진 물질의 사용을 단계적으로 중단하도록 의무화했습니다.

1988년: 유엔은 인간 활동으로 인한 기후 변화에 대한 과학적 지식을 증진하기 위해 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)를 설립했습니다.

1997년: 교토 의정서는 선진국의 온실가스 배출량 감축을 위한 법적 구속력이 있는 목표를 설정한 최초의 국제 조약이 되었습니다.

2015년: 파리 협정은 개발도상국을 참여시켜 거의 200개 서명국에 대한 배출 목표를 설정했습니다. 이 새로운 협정은 전 지구 평균 기온이 산업화 이전 수준보다 섭씨 2도 이상 상승하는 것을 방지하는 것을 목표로 했습니다. 같은 해 유엔은 지속가능한 에너지 시스템 채택, 지속가능한 산림 관리, 배출량 감소에 중점을 둔 17개의 지속가능한 개발 목표(SDG)를 채택했습니다.

오늘날의 기후 변화: 정책과 혁신을 통한 긴급 조치

2023년에 발표된 제6차 평가 보고서에서 IPCC는 상당하고 시의적절한 완화 및 적응 노력을 통해 인간과 생태계에 대한 기후 변화의 부정적인 영향을 줄일 수 있을 것이라고 예측했습니다. IPCC는 2014년에 발표된 5차 평가 보고서 이후 기후 변화 완화에 대한 정책과 법률이 확대되었다고 언급했습니다.

그러나 지속적인 완화 노력에도 불구하고 변화하는 날씨 패턴과 극심한 기상 현상을 포함하여 기후 변화의 가시적인 징후는 막을 수 없었습니다. 최근 몇 년 동안 가뭄, 폭염, 산불, 집중 호우의 증가는 해수면 상승과 북극 해빙 감소와 마찬가지로 기후 변화로 인한 것으로 여겨지고 있습니다. 유럽의 기후 모니터링 기관인 코페르니쿠스는 2023년을 기록상 가장 더운 해로 선언했습니다.

이러한 심각한 추세는 워싱턴 D.C.부터 호주 시드니에 이르기까지 각국 정부와 기업 지도자들이 온실가스 배출량 감축과 기후 변화 대응 노력을 배가하도록 촉구하고 있습니다. 이러한 노력에는 에너지 효율성 향상, 재생에너지원으로의 전환, ESG 데이터 모니터링 및 분석 도구를 통해 정보에 입각한 의사 결정을 내리는 것이 포함됩니다.

호주에 본사를 둔 부동산 그룹 GPT Group의 지속가능성 책임자인 스티브 포드(Steve Ford)는 "궁극적인 목표는 탄소 중립 또는 순 배출량 제로 달성"이라고 말했습니다. GPT 그룹은 모니터링 및 분석 기술을 활용하여 탄소 발자국을 줄이고 있습니다. "에너지 및 기후 관련 환경 영향에 대한 최종 목표를 탄소 중립 또는 순 배출량 제로 달성으로 보지 않는 사람은 이 지구가 아닌 다른 행성에서 사는 사람일 겁니다."

점점 더 많은 기업이 탄소 배출량 감축에 집중함에 따라, 지속가능성 노력이 계획대로 진행되도록 보장하기 위해 데이터 관리가 중심적인 역할을 하고 있습니다. IBM Envizi의 ESG 보고 소프트웨어는 모든 ESG 데이터를 단일 기록 시스템에서 캡처 및 관리하고, 데이터가 감사 가능하며 재무 등급임을 확신하며 자신 있게 보고하는 데 도움이 되는 다양한 모듈을 통합합니다.

 
작가
Alice Gomstyn IBM Content Contributor
각주

1”How is satellite data revolutionizing the way we track greenhouse gas emissions around the world?”(ibm.com 외부 링크). Data Blog, World Bank. 2024년 1월 25일.

2”How 19th Century Scientists Predicted Global Warming.”(ibm.com 외부 링크). JSTOR Daily. 2019년 12월 17일.

3”Climate Change History.”(ibm.com 외부 링크). History.com. 2023년 6월 9일.

4“CO2, the greenhouse effect and global warming: from the pioneering work of Arrhenius and Callendar to today’s Earth System Models.”(ibm.com 외부 링크). Endeavour, Vol. 40, Issue 3, 2016년 9월.

5”The scientist who raised dangers of carbon dioxide in 1950s.”(ibm.com 외부 링크). The Guardian. 2023년 6월 22일.

6“Obituary notice: Climate science pioneer: Charles David Keeling.”(ibm.com 외부 링크). 스크립스 해양학 연구소(Scripps Institution of Oceanography), 2005년 6월 21일.

7“Thermal Equilibrium of the Atmosphere with a Given Distribution of Relative Humidity.” (ibm.com 외부 링크). 대기과학 저널(Journal of Atmospheric Sciences), Vol. 24, No. 3. 1967년 5월.

8“What do ice cores reveal about the past?”(ibm.com 외부 링크). 콜로라도 볼더 대학교(University of Colorado Boulder) 환경과학 협력 연구소(CIRES) 소속, 미국 국립 설빙 데이터 센터(National Snow and Ice Data Center, NSIDC) 2023년 3월 24일.