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KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

천문학

지구의 기후 조절 장치

Larry Vardiman, Ph.D.
2004-10-13

지구의 기후 조절 장치 

(Earth's Climate Thermostat)



서론 

지구 온난화(global warming), 온실 효과(greenhouse effect), 그리고 기후 변화(climate change) 등은 방송 매체와 과학계에서 끊임없이 주목을 받고 있는 사안들이다. 탄산가스(CO2) 방출에 관한 교토의정서(Kyoto Accords)를 비준하지 않겠다는 부시(George W. Bush) 대통령의 최근 결정은 온갖 종류의 정치적 논평을 야기시켰다. 그러나 과학자들은 지구 온난화의 원인이 인간들의 CO2 방출에 있다는 것에 대해서는 의견이 나뉘어져 있다. 대기과학계의 약 절반은 지구 온난화에 대해서 여전히 회의적이다. 일부의 대기 전문가들은 장래의 온난화를 예상하는데 사용된 이론적 기후 모델의 결과를 논박하는 성명에 서명하기까지 했다.1


1990년 6월에, 나는 온실 논쟁에서 주목받고 있는 일부 쟁점들을 처음으로 논의했다. 거기서 나는 구름의 량(cloudiness, 운량)이 지구 기후 모델에서 적절하게 다뤄지지 않았으며, 그것은 지구 온난화를 제한하는 역할을 하는 대기의 음성적(negative) 피드백 메커니즘으로 작용할 수도 있다고 제안하였다.또한 내가 믿고 있는 관점에서, 지구 온난화는 빙하기에 대한 잘못된 해석이라고 언급했었다.3, 4 1990년 이후 탄산가스와 지구 온난화 사이의 관계가 약간 더 명백해졌기 때문에, 중요한 정부 규제들이 제안되었다. 이 글에서는 과학적 측면의 논란에 대한 본인의 관점만으로 제한하고자 한다. 다행히도, 전 부통령에 의해 옹호 받았던 불필요한 정책의 실행에 미리 조처를 강구하는 냉철한 사람들이 현재 워싱턴 D.C.에 많이 있다.5


대기 중의 CO2 농도

하와이의 마우나 로아(Mauna Loa)에서 관측한 CO2 농도는 1990년 이래로 지속적인 증가를 나타내었다.6 그림 1은 2000년까지의 이러한 증가를 보여주는데, 한 해 동안의 변동은 북반구에 있는 대륙과 바다의 식물들이 여름에 성장하면서 대기로부터 CO2를 얻고, 겨울에 방출하는 것으로 기인한다. 실선의 수평선은 1900년과 1940년에 평가된 수준을 나타내고 있다.7 1980년대와 1990년대 동안 대기 중의 증가량은 한 해에 탄소 약 3기가 톤(Gt) 정도였다. 이것은 주로 석탄, 석유, 천연가스, 그리고 시멘트 생산으로 인하여 사람들이 한 해에 대략 5.5 Gt의 CO2 를 방출하는 것에 해당한다. 그러나 이러한 수치는 대기권 내에 750 Gt, 표층 대양내에 1,000 Gt, 식물, 토양 및 암설(detritus) 내에 2,200 Gt, 반심해와 심해 내에 38,000 Gt의 탄소가 저장되어 있는 것에 비하면 매우 작은 량이다.

 그림 1. 하와이 마우나 로아(Mauna Loa)에서 측정한 대기 중 CO농도.6 1900년과 1940년의 지구의 대략적인 CO2 농도를 수평선으로 나타내었다.7


온도 증가 추세

자연적 원인이든 인위적인 원인이든 대기 중의 CO농도가 증가하고 있다는 것은 명백하다. 그러나 CO2의 이러한 증가가 대기 온난화를 초래하고 있는 것일까? 그림 2는 국립기후자료센터(National Climate Data Center)에서 수집한 1895년에서 1997년 사이의 미국의 연간 평균 지표온도(surface temperature)를 보여주고 있다.8 이 103년 동안에 온도 상승 경향은 세기 당 0.22 oC의 기울기를 가진다. 그러나 CO2가 가장 크게 증가한 것으로 관측되었던 기간인 1940년에서 1997년까지의 온도 상승은 세기 당 0.08 oC로 훨씬 낮다는 점에 주목하라. 온난화가 가장 크게 일어난 기간과 대기 중 CO농도가 가장 크게 증가한 기간이 일치하지 않는 것처럼 보인다.


이 계산에 사용된 지표온도 측정의 정확성에 의문이 제기되었다. 예를 들면, 도시가 증가함에 따라 기상 관측 장소가 도시에 가까워짐으로써, 이른바 ‘열섬효과(heat island effect)’에 의해 온도 측정이 세기 말로 갈수록 더 높은 수치로 치우치게 되었을 수도 있다. 도시 내의 온도가 주변 시골보다 더 높게 나타난다는 것은 잘 알려져 있다. 이런 효과로 인하여 100년 된 기상관측소의 온도 측정은 만들어진 온난화 추세를 가지는 것 같다.

 그림 2. 1895년과 1997년 사이 미국의 연간 평균 지표온도. 8


이러한 편향(bias)을 제거하기 위한 시도로서, 전 지구적 저대류권(lower tropospheric) 온도에 대해, 1958년부터 1996년까지 위도 90°N과 90°S 사이에 있는 63개의 고층 대기 관측소(upper-air station)에서 라디오존데(radiosonde, 역주: 대기 상층부의 기상상태를 측정하여 전파로 지상에 송신하는 기계)로 측정한 온도 추세와, 1979년부터 1997년까지 위도 83°N와 83°S 사이에서 위성 마이크로파 반향 단위(satellite microwave sounding unit)의 측정으로 측정한 온도 추세를 연구했다. 이들 양쪽 시스템 모두 1979년 이래로 근소하게 온도가 하강한 것으로 나타났다.


이러한 온도 추세는 모두 다 ‘기후 변동에 관한 유엔 정부간 패널’(United Nations Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)의 예측과는 반대다.9 IPCC는 만일 CO2의 농도가 두 배로 되면 세계적으로 5oC (10oF) 정도의 기온 증가가 발생할 것이라고 계속적으로 말해왔었다. IPCC는 선진국들에서 CO2 방출을 급격하게 줄여야만 한다는 교토의정서를 이끌어 내었던 학문적 전문 지식의 주요한 근원이었다. IPCC가 추천한 것은 전 지구적 기후모델의 결과에 주로 의존한 것인데, 그 모델은 아직도 운량(cloud cover)과 같은 여러 물리적 메커니즘에 대한 적절히 취급을 포함하지 못하고 있다.


기후 온도조절장치 (A Climate Thermostat)

2001년 3월에, MIT의 리차드 린드젠(Richard Lindzen) 박사는 미국 기상학회 학술지(Bulletin of the American Meteorological Society)에 중요한 논문을 출판했는데, 그는 거기서 운량 피드백 메커니즘(cloud-cover feedback mechanism)을 취급했다.10 린드젠 박사는 IPCC의 오랜 비평가이자 대기 과학 분야에서 매우 존경받는 연구가였다. 그가 발표한 논문에 의하면, 열대지역의 구름들은 따뜻한 해수면 온도(SST, sea-surface temperatures)에 반응하여 우주 공간으로 장파 복사(long-wave radiation)가 증가되도록 함으로써, 대기의 커다란 냉각화를 초래한다는 것이다. 이 음성적 피드백 메커니즘은 보다 더 민감한 현재의 기후 모델에 포함된 모든 양성적 피드백 메커니즘들을 상쇄시키고도 남을 것이라는 것이다.


린드젠 박사는 평균 해수면 온도(SST)를 운량(cloud cover)의 함수로서 계산함으로써, 이들 간에 강한 음성적 관계가 있음을 발견했다. 음성적 관계에 대한 그의 설명에 의하면, 따뜻한 해수면 온도는 높은 습도와 강한 대류 활동을 야기시키며, 이러한 강해진 대류 활동은 많은 강우(rainfall)를 유발하게 되고, 이것은 장파 복사에너지가 우주로 빠져나가는 것을 방해하는 적란형 권운(cirrus anvils)을 형성하기 위한 습기(moisture)를 줄이게 된다는 것이다. 결과적으로, 따뜻한 해수면 온도는 대기를 보다 더 빠르게 냉각시키며, 지구 온도를 안정화시킨다는 것이다.


결론

리차드 린드젠의 메커니즘은 내가 십년 전에 제안했던 것과는 다르게 작동되지만, 그 결과는 유사하다. 어느 쪽이든, 하나님은 대기가 냉각하는 경향이 있든지, 혹은 따뜻해지는 경향이 있든지 간에 균일한 온도를 유지하도록 설계하셨다. 단지 격변적인 조건 하에서만 대기가 커다란 변화를 겪는 것이다. 이런 종류의 격변적인 사건은 창세기 대홍수 동안에 발생했으나, 그 사건에는 현재는 적용할 수 없는 독특한 조건이 포함되어 있었다. 하나님은 정상적인 환경 하에서 열적 평형상태를 유지하는 온도조절 장치가 내재된 대기를 설계하셨다. 이러한 기후 조건은 일방적인 온실효과(runaway greenhouse)나 새로운 빙하시대로 이끌지 않는다는 것이다. 대기는 내재된 온도조절 장치를 가지고 있다는 이러한 관점은, 대기는 불안정하고, 하나의 작은 섭동(perturbation)이 뜨거운 지구나 빙하기와 같은 자연적인 대재앙으로 이어질 수도 있다는 전통적인 세계관과는 강하게 대조된다.



References

1 Seitz, Frederick, 1998, Petition Project: Global Warming Review, see info@oism.org, January.

2 Vardiman, Larry, 1990, 'The Christian and the Greenhouse Effect,' ICR Impact No. 204, June.

3 Vardiman, Larry, 1994, 'Out of Whose Womb Came the Ice?' ICR Impact No. 254, August.

4 Vardiman, Larry, 1995, 'A Faulty Climate Trigger,' ICR Impact No. 261, March.

5 Gore, Albert, Jr., 1992, Earth in the Balance, Houghton Mifflin.

6 Keeling, C.D. and T.P. Whorf, 1997, Trends Online: A Compendium of Data on Global Change, Carbon Dioxide Information Analysis Center, Oak Ridge National Laboratory.

7 Idso, S.B., 1989, Carbon Dioxide and Global Change: Earth in Transition, IBR Press, 7.

8 Brown, W.O. and Heim, R.R., 1996, National Climate Data Center, Climate Variation Bulletin, 8, Historical Climatology Series 4-7, December.

9 Houghton, John T. et al., 1995, Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press.

10 Lindzen, Richard S., Ming-Dah Chou, and Arthur Y. Hou, 2001, 'Does the Earth Have an Adaptive Infrared Iris?' Bulletin of the American Meteorological Society, 82, 417-432, March.

* Dr. Vardiman is Chairman of the Astrogeophysics Department at ICR.



번역 - 한국창조과학회 대구지부

링크 - http://www.icr.org/pubs/imp/imp-339.htm

출처 - ICR, Impact No. 339, September 2001

구분 - 3

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