뜨거운 날씨로 점점 높은 하늘에 뜨는 구름, 온실효과로 지구온난화 더 가중된다

영국 임페리얼컬리지런던대 연구팀

천리안 2A가 촬영한 영상에 AI를 적용했다. 새벽 시간대에도 천연색으로 태풍과 구름을 관측할 수 있다. 기상청 제공

영국 기후학자들이 인공위성으로 촬영한 구름 사진을 이용해 지구온난화 수준을 예측하는 기술을 개발했다. 이를 활용해 분석한 결과 구름이 지구 온실 효과를 높이면서 향후 지구온난화를 더욱 악화시킬 것이란 분석이 나왔다. 

파울로 세피 영국 임페리얼칼리지런던대 그랜섬연구소 연구원과 피어 노왁 영국 이스트앵글리아대 지구과학부 펠로우 공동연구팀은 위성으로 찍은 지구대기의 구름 사진으로 미래 지구 온난화에 미치는 영향을 정량화 하는 방법을 개발했다고 국제학술지 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’에 20일 공개했다.

구름은 대기의 밀도와 높이와 같은 속성에 따라 지구 온난화를 증폭시키거나 약화시킬 수 있다. 고도 2km 이하에 생기는 하층운은 있으면 태양 복사 에너지가 지면에 닿는 것을 차단해 냉각효과를 준다. 지표면에 구름 그늘이 생기는 것이다.  

반면 하층운보다 높이 형성되는 상층운은 태양 복사에너지가 통과한다. 대기는 상층으로 올라갈수록 온도가 낮아지는데, 온도가 낮아지면 적외복사가 적게 일어난다. 지면에 닿은 태양복사에너지는 지구복사에너지가 돼 다시금 하늘로 올라가는 데 이때 상층운이 이 복사에너지를 잡는 역할을 한다. 상층운 때문에 지구 온실효과가 강해지는 것이다. 

연구팀은 전 지구 구름 관측 자료와 해당 지역 온도, 습도, 바람 간의 관계를 정량화 하는 방법을 개발했다. 인공지능(AI)을 활용해 구름의 형태에 따라 온도와 습도, 바람이 어떻게 형성되는 지 분석하는 방법이다. 이 방법을 활용하면 지구 온도가 상승하면 구름의 형태가 어떻게 바뀔 지 예측도 가능하다.

연구팀은 97.5% 확률로 구름이 지구 온난화를 악화시킬 것으로 예측된다고 분석했다. 지구 온도가 높아지면서 하층운 형성이 줄어들고 상층운 형성이 늘 것으로 보이기 때문이다. 이에 따라 구름에 따르면 냉각효과보다는 지구 온실효과가 커질 것으로 봤다. 연구팀은 “이산화탄소 농도가 현재 420ppm로 산업화 이전 수준인 280ppm보다 2배까지 증가하는 추세”라며 “이렇게 되면 지구평균 온도가 지금보다 3도가 더 올라가게 될 것이며 구름이 이 같은 현상을 강화할 것”이라고 말했다. 

노왁 펠로우는 “지금까지 연구 중 가장 높은 신뢰도를 가진 것으로 특정 지역 구름 유형이 아닌 전 지구적 관측 데이터를 기반으로 했다”며 “구름이 지구온난화에 대한 증폭 효과가 있다는 것을 입증했다”고 밝혔다. 
 

 

[고재원 기자 jawon1212@donga.com]