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온실효과란

by hitec 2021. 12. 15.
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조셉 곤살레스(Joseph Gonzalez)와 토머스 쉐러(Thomas Shere)는 온실효과에 관해 이런 글을 썼다.

​"언론에서는 악평의 일색이지만, 사실 온실효과는 필수적인 자연현상이다. 대기에 있는 기체가 지구로 들어오는 햇빛은 통과시키면서 지구의 복사열에너지는 빠져나가지 못하게 막는다. 이 온실효과가 없었다면, 지구는 생명체가 살아가기에 너무 추운 곳이 되었을 것이다."

​한편 칼 세이건은 "약간의 온실효과는 필요하다."라는 한마디로 온실효과의 핵심을 정확히 짚었다.

 

1824년, 조제프 푸리에는 지각이 어떻게 따뜻하게 유지되는지 궁금해졌고, 연구에 착수하게 됐다. 그리고 열의 일부는 우주로 빠져나가지만, 동시에 대기가 일종의 투명한 덮개 역할을 한다는 가설을 내놓았다. 대기가 냄비의 유리뚜껑처럼 태양열의 일부를 흡수하고 다시 지구로 돌려보내는 역할을 한다는 것이다.

 

온실효과란

지구의 대기에는 이산화탄소 등의 온실 효과 가스라고 불리는 기체가 약간 포함되어 있다. 이 기체들은 적외선을 흡수하여 다시 방출하는 성질이 있다. 이러한 성질 때문에, 태양으로부터의 빛으로 데워진 지구의 표면으로부터 지구 밖으로 향하는 적외선의 대부분이, 열로서 대기에 축적되어 다시 지구의 표면으로 돌아온다. 이 되돌아온 적외선이 지구 표면 부근의 대기를 따뜻하게 한다. 이것을 온실효과라고 부른다. 온실효과가 없을 경우 지구 표면의 온도는 영하 19℃로 추정되는데, 온실효과로 인해 현재 세계 평균기온은 약 14℃를 이루고 있다. 대기 중의 온실가스가 증가하면 온실효과가 강해져 지구 표면의 기온이 높아진다.

 

온실효과 <출처: (cc) Robert A. Rohde at Wikimedia>
온실효과 <출처: (cc) Robert A. Rohde at Wikimedia>

 

지구 온난화의 원인

20세기 중반 이후에 보이는 지구 기온의 상승, 즉, 현재 문제가 되고 있는 지구 온난화의 지배적인 원인은, 인간 활동에 의한 온실 효과 가스의 증가일 가능성이 높다고 생각된다. 대기중에 포함되는 이산화탄소 등의 온실 효과 가스에는, 바다나 뭍등의 지구의 표면으로부터 지구의 밖으로 향하는 열을 대기에 축적하여 다시 지구의 표면에 되돌리는 성질(온실 효과)이 있습니다. 18세기 중반 산업혁명 시작 이후 화석연료 사용과 산림 감소 등으로 대기 중 온실가스의 농도는 급격히 증가하였다. 이와 같이 급격히 증가한 온실효과가스로 인해 대기의 온실효과가 강해진 것이 지구온난화의 원인이라고 여겨지고 있다.

온실가스 종류

인간 활동으로 인해 증가한 주요 온실가스로는 이산화탄소, 메탄, 일산화 2질 소, 프레온 가스 등이 있다. 이산화탄소는 지구 온난화에 미치는 영향이 가장 큰 온실가스이다. 석탄이나 석유의 소비, 시멘트의 생산등에 의해 대량의 이산화탄소가 대기 중에 방출된다. 또, 대기중의 이산화탄소의 흡수원인 삼림이 감소하고 있다. 이러한 결과로서 대기 중의 이산화탄소는 해마다 증가하고 있다. 메탄은 이산화탄소에 이어 지구 온난화에 미치는 영향이 큰 온실 효과 가스이다. 메탄은 습지나 연못, 논에서 마른 식물이 분해될 때 발생한다. 가축 분뇨에도 메탄이 들어 있다. 이 외에도 천연가스를 채굴할 때에도 메탄이 발생한다.

온실가스의 농도 변화

이산화탄소의 대기중의 농도는 과거 수백 년에 걸쳐서 280 ppm 정도였지만, 18 세기 중반부터 상승을 시작하여 특히 최근 수십 년간에 급격하게 증가하고 있다. 이는 동력 등의 연료로 석탄이나 석유가 대량으로 쓰이게 되었기 때문으로 보인다. 이산화탄소 이외의 온실가스(메탄, 일산화2질소 등) 역시 18세기 중반부터 급격히 증가하고 있다. 이는 늘어난 인구를 떠받치기 위한 농업과 축산업 등이 활발해지면서 경작지의 확대, 비료 사용의 증가, 가축의 증가 등으로 추정되고 있다.

 

 

지구온난화 해결 방안

​결국 인류가 에너지를 사용할수록 대기 중엔 인류의 생명을 위협할 온실가스양이 점점 증가하고 있다. 지구 온난화는 점차 증가하는 온실가스에 의한 온실효과 메커니즘으로 진행되고 있다는 것을 오랜 기간 동안 과학자들이 지적하였으며, 최근 여러 기상 이변 현상을 통해 확인할 수 있다.

지구온난화의 해결방안은 온실효과와 온난화의 주원인인 대기 중의 이산화탄소의 농도를 적어도 550ppm 이하로 억제하는 것이며 이를 위해서는 다음과 같은 방법을 모색해야 한다.

 

첫째는 자연에너지 또는 원자력을 이용하거나 절약 및 에너지 효율을 향상해서 이산화탄소 발생량 자체를 줄이는 이산화탄소 저감 방안과,

​둘째는 발생하는 이산화탄소를 직접 포집해서 지하에 저장하는 이산화탄소 포집 및 저장 방안이다.

그동안 인류는 산업혁명을 통해 화석 에너지를 지혜롭게 사용하는 방법을 깨우쳤다. 현재 직면하고 있는 지구온난화 문제도 환경혁명을 통해 적절히 대처하게 되길 기대해본다.

 

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