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기후변화

물은 지구상에서 기체, 액체, 고체 상태로 동시에 존재할 수 있는 유일한 물질이다. 수증기, 물, 얼음과 같이 상태를 바꾸면서 육지, 해양, 대기 사이를 이동하는 것이 물순환이다. 비의 형태가 되어 대기에서 지표면으로 이동하는 물은 전체 강수량의 약 80%가 해양으로 내리고, 20%는 육지로 내린다. 육지에 내린 물은 강물과 지하수의 형태로 해양으로 이동하고 해양으로 이동된 물은 증발된 후 다시 비가 되어 지표면으로 내리면서 전체적인 물의 균형을 맞추게 된다. 2017년에 발표된 연구에 의하면, 물이 지표면으로 이동하기 전에 대기에서 머무는 시간은 약 8.9일이다.

만약 지구상의 대기에 이산화탄소와 같은 온실기체가 없다면 지표면의 연평균 온도는 영하 18℃가 된다. 인류가 지표면에서 번성할 수 있는 것은 대기의 온실효과 영향으로 영상의 온도가 되었기 때문이다. 그런데 산업 활동으로 급속하게 늘어난 온실기체에 의해 지구온난화가 가속화되었고, 강화된 지구온난화가 극심한 기후변화를 초래하였다. 기후과학자들은 수년 전부터 기후변화가 홍수, 가뭄, 폭염, 태풍 등과 같은 극한기상의 발생빈도와 강도에 영향을 미치고, 가까운 미래에는 기후변화로 인하여 물순환의 특징도 바뀌게 된다고 전망하였다. 그런데 인류 사회와 생태계는 미래에 발생할 것으로 전망된 기후변화가 물순환에 미치는 영향을 현재 받고 있는 중이다.

기후과학자들은 기후변화에 따라서 강우의 패턴이 바뀌고, 지구온난화가 강화되면서 집중호우형의 강우가 증가할 것으로 예상한다. 대기에서 지표면으로 이동하는 강수량이 과하면 홍수가 발생하고, 지표면에서 대기로 이동하는 증발량이 과하면 가뭄이 발생한다. 대기의 온도가 1℃ 상승할 때, 대기에 머물 수 있는 수증기량은 약 7% 정도 증가하게 된다. 온난한 기후에서 집중호우가 심해지거나 자주 발생하는 이유는 대기의 온도가 상승하면서 대기 중의 수증기량이 많아지기 때문이다.

또한 육지 표면의 온도가 상승하게 되면 토양에서의 증발량이 증가하고, 과도한 증발은 토양 수분의 감소를 초래하여 가뭄이 극심해지면서 산불 발생빈도도 증가하게 된다.

한편 기후변화에 의해서 물순환 속도가 증가하고 있다는 연구 결과도 있다.

호주와 미국 과학자들은 전 세계 해양에서 지난 50년간(1950~2000)의 기후변화를 반영하는 염도의 변화를 언급하였으며, 이로 인해 강수와 증발의 순환 속도가 4% 빨라졌다는 연구 결과를 발표하였다. 이들은 지표면 온도가 1℃ 상승할 때마다 물순환의 속도가 8% 빨라진다는 증거를 찾았다고 주장했다. 다만, 전 지구적으로 동일하게 적용되는 것은 아니고, 물의 빈익빈 부익부 현상에 의하여 현재 비가 많이 오는 지역에서는 상승기류가 발달해 더욱더 많은 비가 내릴 것이고, 상승된 공기가 하강하는 지역인 현재의 건조 지역에서는 더욱 건조해져 가뭄의 가능성이 더욱 커질 것으로 전망하고 있다. 이에 따라, 하천 유출량의 변화도 전 지구적으로 동일하게 나타나지 않을 것이다. 21세기 중반까지는 연평균 하천 유출량과 물의 가용량이 기후변화에 따라서 북반구 고위도 지역과 일부 습윤한 열대 지역에서는 증가될 것이고, 중위도 지역의 일부 건조한 지역과 건조한 열대 지역에서는 감소될 것으로 전망하고 있다.

최근 미국 동부에서는 집중호우로 인해 홍수가 발생하고, 서부에서는 지속적인 폭염으로 가뭄이 심화되어 대형산불이 발생하는 일이 빈번한 것도 기후변화의 영향이다. 기후변화에 따른 물순환의 변화는 담수 확보 능력에도 영향을 미치기 때문에 인류 사회와 생태계에 큰 위협이 될 수 있다. 기후과학자들은 지구의 기후상태가, 변화하는 수준을 넘어 위기상황에 놓여 있다고 생각하여, 기후변화 대신 기후위기라는 표현을 사용할 것을 주장하고 있다. 기후위기 상황에서는 인류 사회와 생태계가 지금까지 겪어보지 못한 홍수, 가뭄, 폭염, 태풍 등이 발생할 수 있다. 극한기상 발생에 의한 피해를 최소화하고, 물순환의 변화에 대비할 수 있는 국가 차원의 대응체계 구축이 무엇보다도 시급하다. 그렇기 때문에 제1차 국가물관리 기본계획의 물 재해 안전 체계 구축 분야에서 극한가뭄 대응체계 구축 및 기후변화에 따른 극한홍수 대응체계 구축 등을 추진 전략으로 수립한 것은 매우 시의적절한 일로, 적극 환영할 일이다.