° 온실가스 - 태양 또는 지구복사에너지를 흡수하여 재방출하는, 천연 또는 인공의 기체성 대기 구성 물질을 말하는 것으로, 지구 표면·대기 및 구름에 의해 방출되는 적외복사 스펙트럼 내에서 특정 파장에 대해 복사를 흡수하고 방출하는데, 이러한 특성이 온실효과를 일으킴
- 주요온실가스로 이산화탄소·아산화질소·메탄이 있음 ※ 대기 중에는 몬트리얼의정서의 규제를 받는 할로카본이나 염소 및 브롬을 함유하는 물질과 같이, 인간에 의해 만들어진 수많은 온실가스가 있으며, 이산화탄소·아산화질소 및 메탄 이외에도 교토의정서에서는 육불화황·수불화탄소·과불화탄소 및 삼불화질소 등의 온실가스가 취급되고 있음
■ 이산화탄소(CO2)란?
° 이산화탄소(CO2)는 무색·무취, 불연성이며 화학적으로는 불활성인 가스이다. 파장이 15 μm 부근의 파장대(적외선 영역)에 흡수대가 있으며 강한 온실 효과를 가진다. 대기 중에서 체류 시간은 약 100~300년이다.
산업혁명 이후 CO2는 온실가스 중 기후변화에 의한 잠재적인 영향이 가장 큰 물질이며, 복사강제력이 1.46 w/㎡ 로 온실가스 중 기여도가 60% 를 초과한다(IPCC, 2013).
CO2의 대기 중 농도는 지구 표면을 통한 방출과 흡수에 의해 결정된다. 대기 중에는 탄소 환산으로 약 750 gtc(7,500억 톤)가 CO2의 형태로 축적될 수 있고 대기는 다른 2개의 큰 저장고인 육상 생물권 및 해양과의 사이에 다량의 이산화탄소 교환을 실시하고 있다. 대기와 육상 생물권과의 사이의 교환은 광합성에 의한 CO2의 호흡 및 토양 유기물의 분해에 의한 방출에 의해 이루어진다. 이러한 생물 활동은 계절에 의한 변동이 크고, 대기 중의 CO2 농도의 계절 변동을 만들어 내는 주된 요인이 되고 있다. 대기와 해양의 표층수 사이에는 해역이나 계절에 따라 변화하는 CO2 농도 차이에 의해 대기로부터 해양에의 흡수 또는 해양으로부터 대기로의 방출이 일어나고 있다. 또한 18 세기의 산업혁명 이전의 농도는 약 280 ppm으로 거의 안정되어 있었지만 1800년 이후 서서히 높아져 전지구 평균농도가 2014년에는 397.7ppm(산업혁명이후 약 43% 증가)으로 증가하였다. 20 세기에 있어서의 증가율은 적어도 과거 2만년 동안 전례가 없었던 기록을 보여준다(IPCC, 2013).
■ 주요 온실가스 측정
° 이산화탄소 - 관측지점: 안면도 기후변화감시소 - 단위: ppm(parts per million) - 매년 월 평균값
■ 지표 의의 및 활용도
° 대표적인 온실가스인 이산화탄소의 우리나라 대기 농도를 파악
° 이산화탄소(CO2)의 변화 추이를 파악하여 지구 온난화의 연구를 위한 과학적 기초 자료로 활용
지표해석
■ 이산화탄소(CO2) 농도 변화 요인 및 추이
° 이산화탄소는 지구온난화를 유발하는 주요 원인물질로 화석연료 소비증가로 배출되는 대표적 온실가스이다. 전지구 평균 이산화탄소 농도는 꾸준히 증가하고 있으며, 화석연료 등으로 배출된 이산화탄소는 생태와 해양에서 약 60%가 흡수 된다. 흡수되지 못한 이산화탄소는 대기에 누적되며, 대기 중 체류 기간은 100~300년 정도 된다.(IPCC, 2013)
° 2022년 안면도에서 관측된 CO2 농도는 425.0 ppm으로 전년도에 비해 1.9ppm 증가했다. 전지구 값을 포함하여 우리나라 감시소 모두 관측 이래 지금까지 꾸준히 CO2 농도가 증가하고 있으며, 그 증가 기울기가 유사하다. 특히, 전지구와 안면도 모두 2,000년대와 비교하여 최근 10년의 증가값의 평균이 증가하였으며, 대기중 CO2의 증가가 가속화됨을 보인다. 1,980년대 전지구 CO2 증가율을 보면, 10년간 약 1.5ppm/year의 평균 증가율을 보였으나, 2,000년대 들어 1.9ppm/year까지 증가하였으며, 최근 10년 2.4ppm/year를 보였다. 한반도도 이와 동일하게 2,000년대에 약 2.2ppm/year를 보였으나, 최근 10년 2.8ppm/year 수준을 보이면서 지속적으로 CO2가 증가하고 있음을 보인다.
° 세계기상기구(WMO) 지구대기감시(GAW) 지역급 관측소인 안면도에서 측정한 이산화탄소의 연평균 값은 매년 증가 경향을 보이고 있으며, 이는 중국과 우리나라 부근의 산업화와 도시화가 반영된 것으로 분석된다. 또한 이산화탄소 농도는 북반구에 위치한 안면도와 마우나로아 모두 봄철에 가장 높은 값, 여름철에 가장 낮은 값을 보이며, 전지구 평균보다 높다. 이는 북반구가 남반구에 비해 많은 인구가 분포하고 육상생태계가 발달하여 농도가 높고 계절변동이 크기 때문으로 밝혀진바 있다.(Nevison et al., 2008) 전지구 값을 포함하여 안면도와 마우나로아 모두 관측 이래 지금까지 꾸준히 이산화탄소 농도가 증가하고 있으며, 그 증가 기울기가 유사하다.
■ 기후변화감시소 설립 이유
° 기후변화로 지구온난화가 사회·경제적인 이슈가 되면서 기상청은 한반도에서 기후변화 원인물질의 유출입을 감시하기 위한 지구대기감시 관측망을 운영 중이며, 기후변화 원인물질의 유입 지역에 해당하는 한반도 중부 서해안에 안면도 기후변화감시소(1998. 5. GAW 지역급 등록)를 설치하여 운영 중이다.
■ 기후변화감시 자료 품질 관리를 위한 노력
° (감시 및 자료관리) WMO GAW 권고 수준의 품질관리 절차 준수
° (국제 적합성 평가) 세계표준센터(WCC)의 점검으로 자료품질 향상
° (자료 검증) 관측자료 개방으로 자료의 검증과 신뢰도 향상
관련용어
배경대기 농도 : 국지적으로 인위적인 오염을 배제하고, 국지적 자연 배출원의 영향과 장거리 수송에 의해 유입된 인위·자연적 배출원에 의한 영향을 포함하는 오염물질의 농도