올여름은 기록적인 폭염에 이어 극한 폭우, 폭우가 끝나자마자 다시 기록적인 폭염으로 이어지는 극단적 양상으로 이어지고 있습니다. 그 원인에 대해서 <기후인사이트 3편(하단 링크)>에서 전문가들의 분석을 전해드렸는데, 이번 글에서는 그중 폭염과 폭우의 배후에서 작동하고 있는 엄청난 수증기에 주목해 보려고 합니다.

<기후인사이트 1편(하단 링크)>에서 지구의 기온이 지난해와 지지난해 얼마나 높았는지 살펴봤습니다. 그런데 이 그림과 더불어 우리가 주목해야 할 그림이 <그림 1>입니다. 유럽연합 중기예보센터 코페르니쿠스 기후변화서비스(이하 코페르니쿠스)가 전 세계의 대기 중 수증기를 분석한 그림입니다. 지난해 수증기는 예년보다 4.9%나 급증했습니다. 기온도 그랬지만 수증기 역시 압도적 1위 신기록입니다. 올해 지구는 이렇게 폭발적으로 늘어난 수증기를 안고 출발했다는 점을 기억해야 합니다.

그 많은 수증기는 어디로 갔을까요? 우리나라 상황과 관련해 다음 그림인 <그림 2>도 중요합니다. <그림 1>이 전체적인 수증기 증가를 보여 준다면 <그림 2>는 증가한 수증기가 어디로 몰렸는지 보여줍니다. 파란색은 수증기 증가, 갈색은 감소한 지역입니다. 파란색이 짙을수록 수증기가 많이 증가한 지역인데, 가장 짙은 파란색은 관측 이후 최고치를 경신한 지역입니다.

우리나라와 일본, 중국 등 동아시아와 서유럽, 인도와 아라비아 반도가 짙은 파란색입니다. 광범위한 지역에서 수증기가 역대 급으로 증가했고, 수증기가 감소한 곳은 상대적으로 적었습니다.

지구의 수증기가 급증한 원인은 뭘까요? 코페르니쿠스는 “2024년의 기록적인 수증기 농도는 해수면 온도 상승으로 증발량이 많았고 더 따뜻해진 대기가 더 많은 수분을 보유할 수 있는 능력의 증가에 영향을 받았다.”고 말했습니다. 사상 최고 수준으로 치솟은 바닷물 온도와 기온이 원인이라는 설명입니다.



데워진 공기가 더 많은 수증기를 품을 수 있다는 건 과학적으로 잘 알려진 사실입니다. 유엔 기후변화보고서(6차, AR6)는 “기온이 상승할수록 대기는 더 많은 수증기를 저장할 수 있으며, 기온이 1℃ 상승할 때마다 대기 중 수증기는 7% 늘어난다”고 밝혔습니다. 그리고 “이렇게 늘어난 수증기는 지구상의 대부분 지역에서 폭우의 강도를 강화하고 극한 호우와 홍수가 발생할 확률을 높일 것”이라고 분석했습니다.

이번 집중 호우의 주요 원인 중 하나였던 “대기의 강이 몰고 오는 비도 증가할 것”으로 예측했습니다. (대기의 강과 관련한 내용은 <기후인사이트 3(하단 링크)>을 참고하세요.) 극한 호우는 이전에도 있었습니다. 그러나 기후변화는 극한 호우가 발생할 확률을 더 높인다는 설명입니다. (주의할 점은, 비의 강도가 강해진다는 것과 총강수량이 증가하는 것은 의미가 다릅니다. 기후변화보고서는 기후변화로 대부분 지역에서 강우 강도는 증가하지만 강수량 분포는 지역차가 클 것으로 전망합니다.)



코페르니쿠스 분석에서 수증기와 관련해 가장 눈에 띄는 대목은 ‘기온-수증기 피드백’ 현상을 언급한 부분입니다. 코페르니쿠스는 이렇게 말합니다. “대기 중 수증기가 증가하면 온난화가 더욱 강화되는 현상이 발생하며, 이 현상은 '온도-수증기 피드백'이라고 알려져 있습니다.” 여기서 피드백(되먹임)이란 두 개 이상의 현상이 서로 영향을 주고받으며 물고 물리는 상황을 말하는 건데요. ‘기온-수증기 피드백‘은 기온과 수증기가 상호작용하는 상황을 말합니다. 간단히 말해, 기온이 상승해 더 많은 수증기가 증발하고, 증발한 수증기가 다시 기온을 상승시키는 작용입니다. 피드백은 양의 피드백과 음의 피드백이 있는데, 처음에는 작았던 변화가 시간이 지날수록 증폭되는 것이 양이 피드백입니다. 즉 양의 피드백은 증폭작용입니다. 최근 지구 기온이 폭등한 원인 중 하나가 바로 기온-수증기 증폭작용 때문이라는 설명입니다.수증기는 기후 시스템에서 중요한 역할을 담당하며, 지구의 자연적 온실 효과에 크게 기여합니다. 이산화탄소나 메탄과 같은 다른 온실 가스와 달리, 수증기의 농도는 인간 활동에 직접적으로 영향을 받지 않습니다. 그러나 기온과 바닷물 온도가 상승하면서 대기 중 수증기가 급증한 것은 심각한 문제입니다. ‘기온-수증기’ 피드백으로 온실효과가 증폭될 수 있기 때문입니다.



기후전문가인 김백민 교수(부경대 환경대기과학과)는 ‘기온-수증기’ 증폭작용은 기후변화와 관련해 기후학자들이 가장 우려하는 것 중 하나라고 말합니다. 수증기 증폭작용은 구름과 대기 중에 떠도는 미세먼지의 역할과 더불어 기후모델들이 아직 제대로 예측할 수 없기 때문이라고 말합니다. 수증기는 대기 하층에 머물 때보다 대기 상층에서 더 큰 온실효과를 일으킵니다. 전문가들은 대기 하층에서 급증한 수증기가 대기 상층으로 이동해 심각한 증폭효과를 일으키는 상황을 우려합니다. 그럴 경우 올여름 우리가 목격한 극한 폭염과 극한 폭우의 발생 빈도가 급증할 가능성이 큽니다. 수증기 증폭작용이 커지지 않도록 기후변화 대책에 속도를 내야 하는 이유입니다.

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《뉴스인사이트팀 김승환 논설위원》

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