대기와 해양의 상호 작용_기후 변화의 요인

2. 기후 변화의 요인

(1) 고기후 연구 :

비교적 짧은 기간 동안 변화하는 대기의 상태를 일기 또는 기상이라고 하며, 기후는 오랜 기간의 기상 평균을 말한다. 지질 시대는 빙하 시추물, 나무의 나이테나 화석 등의 연구로부터 알아낸다.

 

(2) 기후 변화의 자연적 요인-지구 외적 요인

① 지구 자전축의 방향 변화 : 지구의 자전축이 약 26000년을 주기로 회전하는데, 이를 세차 운동이라고 한다.

• 세차 운동의 방향 : 지구의 자전축이 회전하여 약 13000년을 후에는 현재와 자전축의 경사 방향이 반대가 된다.
• 현재 북반구는 근일점에서 겨울이다. 하지만 지구의 세차 운동에 의해 약 13000년 후에 북반구는 근일점에서 여름이 된다. ▶ 다른 요인의 변화가 없다면 북반구에서 기온의 연교차는 현재보다 커진다.

② 지구 자전축의 기울기 변화

• 지구 자전축의 경사각이 약 41000년을 주기로 21.5º ~ 24.5º 사이에서 변한다.
• 지구 자전축의 기울기가 변하면 각 위도에서 받는 일사량이 변하므로 기후 변화가 생긴다. ▶ 다른 요인의 변화가 없다면 자전축 경사각이 커질수록 기온의 연교차가 커진다.

③ 지구 공전 궤도 이심률의 변화

• 지구 공전 궤도 이심률이 약 10만 년을 주기로 변한다.
• 현재 근일점과 원일점에 위치할 때 일사량의 차이가 약 7%이지만, 이심률이 최대로 커지면 근일점과 원일점에 위치할 때 일사량의 차이가 최대 23%까지 증가한다.
• 공전 궤도가 현재보다 원에 더 가까워지면(이심률이 작아지면) 근일점 거리는 현재보다 멀어지고, 원일점 거리는 현재보다 가까워진다. ▶ 다른 요인의 변화가 없다면 북반구에서 겨울철은 더 추워지고 여름철은 더 더워지므로 기온의 연교차가 커진다.

※ 빙하 시추물 연구

빙하 얼음을 구성하는 산소의 동위 원소 비율을 분석하면 과거 지구의 기온을 알 수 있고, 빙하 얼음 속에 포함된 공기 방울을 분석하면 과거 지구 대기에 포함된 온실 기체의 종도를 알 수 있다.

 

※ 공전 궤도 이심률과 공전 궤도 긴반지름(장반경)

지구의 공전 궤도 이심률이 변하더라도 공전 주기가 일정하면 공전 궤도 긴바지름(근일점에서부터 원일점까지 거리의 절반)은 변하지 않는다.

 

④ 태양 활동의 변화 : 태양 활동이 달라지면 지구에 도달하는 태양 복사 에너지의 양이 달라진다. 태양 활동의 변화는 흑점 수 변화로 알 수 있는데, 역사적으로 소빙하기로 알려진 시기에 태양 흑점 수가 매우 적었던 시기(마운더 극소기)가 존재한다.

 

 

(3) 기후 변화의 자연적 요인-지구 내적 요인 :

지구의 기후 변화는 지구 외적 요인 이외에도 지구 내적 요인에 의해서도 일어난다.

 

① 수륙 분포의 변화 : 육지와 해양은 비열과 반사율이 다르므로 판의 운동에 의한 수륙 분포의 변화는 기후를 변화시킨다. ▶ 고생대 말에 형성된 초대륙 판게아는 지구의 기후대를 크게 변화시켰고, 생물계의 큰 변화를 일으킨 주요 원인이 되었다. 수륙 분포의 변화는 해류의 변활르 일으켜 기후 변화의 원인이 된다.

 

② 화산 활동 : 화산이 폴발할 때 분출된 화산재 등이 성층권에 퍼지면 태양빛의 산란이 많이 일어나 지구의 반사율이 커지므로 지구의 평균 기온이 하강한다.

 

③ 지표면 상태의 변화 : 극지방의 빙하 면적 변화는 지표면의 반사율을 변화시켜 지표에 흡수되는 태양 복사 에너지의 양을 달라지게 하므로 기후가 변한다.

 

※ 흑점 수의 증감 주기

태양 흑점 수는 약 11년을 주기로 증감하는데, 이 기간 증 흑점 수가 가장 많은 시기를 극대기, 가장 적은 시기를 극소기락 한다.

 

지표반사율

구분	반사율(%)
빙하	50~70
숲	8~15
토양	5~40
모래 사막	20~45
아스팔트	4~12

 

(4) 기후 변화의 인위적 요인

① 온실 기체의 증가 : 인간 활동에 의해 온실 기체가 증가한다.

▶ 대기 및 지표의 평균 온도가 상승하고 지구의 기후가 변한다.

 

② 에어로졸 배출 : 산업 활동이나 화석 연료 사용 과정에서 대기로 배출된 에어로졸은 지표면에 도달하는 태양 복사 ㅇ너지를 감소시켜 지구의 기온을 낮추는 역할을 한다.

 

③ 사막화 : 과잉 방목, 과잉 경작 등에 의한 사막화 현상은 대기 순환을 변화시켜 지구의 기후를 변화시키는 요인이 된다.

 

④ 도시화 : 도로, 건물 등을 건설하여 숲이 도시화되면 지표의 반사율을 변화시켜 기후 변화가 나타난다.

 

※ 에어로졸

대기 중에 떠 있는 1㎚~ 100¹㎛의 작은 액체나 고체 입자를 말한다.

 

주요 온실 기체의 온실 효과 기여도

온실 기체	기여도(%)
수증기	30~70
이산화탄소	9~26
메테인	4~9
오존	3~7