기후가 점점 더 온난화되어, 빙상(ice sheet)이 융해되고 해수면(sea levels)은 상승하고 있다. 그러나 “얼마나 해수면이 상승할 것인가?”에 대한 해답을 얻는 것은 단순하지 않다. 유엔 기후 변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC; Intergovernmental Panel on Climate Change)가 2013년에 발표한 보고서는 미래 해수면에 관하여 최적으로 이용할 수 있는 추정을 기반으로 했지만, 이번 세기 내 해수면 상승에 대한 상한치(upper limit)는 제시할 수 없었다. 덴마크 코펜하겐 대학(University of Copenhagen) 산하 닐스 보어 연구소(Niels Bohr Institute) 소속의 연구진은 최악의 시나리오에 대한 위험을 산출했다. 연구진이 제시한 결과는 최악의 시나리오 하에서 해수면 상승이 최대 1.8 미터(meter)에 이를 것이라는 것을 보여주었다. 관련 연구 결과는 과학 저널인 Environmental Research Letters에 발표됐다.

해수면을 증가시키는 원인은 현재는 토양 위에 얼음으로 결빙되어 있는 모든 물이 융해되어 해수로 흐르기 때문이다. 이 연구는 그린란드와 남극 대륙뿐 아니라, 산악 빙하에 대한 두 개의 거대한 킬로미터 두께의 빙상에 대한 최초의 중요한 연구이다. 부가적으로, 거대한 양의 지하수가 전 세계 많은 지역에서 음용수와 농업용수로 사용되기 위하여 펌프를 이용하여 양수되고 있으며, 지상으로 복귀하는 양 보다 더 많은 지하수가 양수되고 있다. 따라서 양수된 물은 해양으로 도달하게 된다.

최종적으로 기후가 더욱 더 온난해질 때, 해양이 더 온난해지고 뜨거운 물이 확대되어 더 많은 영역을 차지하는 현상이 발생하게 된다. 그러나 얼마나 많은 전문가들이 이번 세기 동안 해수면이 최대 얼마나 상승할 것인가를 예측할 수 있을까?

* 빙상의 융해
연구진은 해수면 상승에 대한 상한치를 계산하기를 원했으며, 가장 큰 질문은 빙상의 융해와 얼마나 빨리 이러한 융해가 일어날 것인가이다. IPCC는 해수면에 기여하는 각각의 공정에 대한 모델을 기반으로 하는 결과를 이용하는 것으로 예측을 제한했다. 그러나 해수면의 전개를 평가하는데 있어서 가장 큰 불확실성은 빙상 모델(ice sheet model)이 기후 영향에 관하여 빙상의 역학에 핵심적인 구동력(driving forces)을 포착하는 제한된 능력만을 가진다는 점이라고 코펜하겐 대학 닐스보어 연구소 소속의 빙하와 기후 연구 센터 조교수인 Aslak Grinsted는 밝혔다.

따라서 Aslak Grinsted는 잉글랜드와 중국 출신의 연구자와 협력 체제를 구축하여 새로운 계산을 연구했다. 연구팀은 남극 대륙의 일부가 붕괴되는 위험과 이러한 붕괴가 얼마나 빨리 일어날 것인가 등을 포함한 전개에 대한 빙상 전문가 단체 내에서 논의된 예측과 관련된 출판된 자료를 보유하고 있는 IPCC 수치를 결합했다.

연구팀은 지구 해수면이 이번 세기에 얼마나 증가할 것인가에 대한 예측적인 한계에 대한 그림을 생성했다. 연구팀의 계산은 해수가 80센티미터(cm) 가량 상승할 것이라는 것을 보여주었다. 180센티미터 이상이 증가할 가능성은 5% 미만이다. 연구팀은 2미터 이상의 해수면 상승 역시 불가능하다는 사실을 확인했다고 Aslak Grinsted는 밝혔다. 그러나 Aslak Grinsted는 이러한 수치가 이번 세기에 대한 결과이며, 해수면은 향후 수세기 동안 지속적으로 상승할 것이라고 지적했다.

연구진은 2100년 전 세계 해수면에 대한 확률 밀도 함수(probability density function)를 구축했다. 해수면 상승이 180센티미터 이상이 될 가능성은 5% 미만이다. 190센티미터의 전 세계 해수면(global sea level rise)에 대한 상한치는 RCP8.5 시나리오에 따른 공정을 기반으로 하는 모델에 의해 시뮬레이션된 개별적인 해수면 상승 요인에 대한 가장 높은 추정치를 합계함으로써 수립됐다.

빙상 역학 모델, 특히 남극 대륙에서 해양 기반의 신속하게 흐르는 분출 빙하(outlet glaciers)로 인한 다량의 소실로부터 시나리오 의존적인 예측의 결여로 큰 불확실성이 남기 때문에, 방법들 사이의 일치는 더 높은 신뢰성을 제안하게 될 수 있다.

이것은 전 세계 평균 해수면 상승에 대한 확률 분포에서 팻 테일(fat tail, 팻 테일이란 정규 확률 분포에서 일어나는 현상이다. 일반적으로 많은 사건들은 평균 근처에서 많이 일어나고 평균에서 멀어질수록 적게 일어나는 현상을 말한다.)을 본질적으로 정량화하기 어렵게 만든다.

따라서 연구팀의 해수면 예측에 대한 낮은 확률의 상한치는 최종적으로 고려될 수 없다. 그럼에도 불구하고 2100년까지 연구진이 제안한 해수면 상승에 대한 180 센티미터의 상한치는 전문가 견해와 과정을 기반으로 하고 있다. 따라서 이 연구는 이번 세기 180 센티미터보다 더 큰 해수면 상승을 정당화하기 위하여 다른 증거가 필요하다는 것을 암시하고 있다.

그림1> 최악의 시나리오 하에서 해수면 예측(붉은 색)

 

[출처 =  KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2014년 10월 17일]

 

 

The climate is getting warmer, the ice sheets are melting and sea levels are rising -- but how much? The report of the UN's Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) in 2013 was based on the best available estimates of future sea levels, but the panel was not able to come up with an upper limit for sea level rise within this century. Now researchers from the Niels Bohr Institute and their colleagues have calculated the risk for a worst-case scenario. The results indicate that at worst, the sea level would rise a maximum of 1.8 meters.

 

The results are published in the scientific journal Environmental Research Letters.

What causes the sea to rise is when all the water that is now frozen as ice and lies on land melts and flows into the sea. It is first and foremost about the two large, kilometer-thick ice sheets on Greenland and Antarctica, but also mountain glaciers.

 

In addition, large amounts of groundwater is pumped for both drinking water and agricultural use in many parts of the world and more groundwater is pumped than seeps back down into the ground, so this water also ends up in the oceans.

 

Finally, what happens is that when the climate gets warmer, the oceans also get warmer and hot water expands and takes up more space. But how much do the experts expect the sea levels to rise during this century at the maximum?

 

 

"We wanted to try to calculate an upper limit for the rise in sea level and the biggest question is the melting of the ice sheets and how quickly this will happen. The IPCC restricted their projektions to only using results based on models of each process that contributes to sea level. But the greatest uncertainty in assessing the evolution of sea levels is that ice sheet models have only a limited ability to capture the key driving forces in the dynamics of the ice sheets in relation to climatic impact," Aslak Grinsted, Associate Professor at the Centre for Ice and Climate at the Niels Bohr Institute at the University of Copenhagen.

 

Aslak Grinsted has therefore, in collaboration with researchers from England and China, worked out new calculations. The researchers have combined the IPCC numbers with published data about the expectations within the ice-sheet expert community for the evolution, including the risk for the collapse of parts of Antarctica and how quickly such a collapse would take place.

 

"We have created a picture of the propable limits for how much global sea levels will rise in this century. Our calculations show that the seas will likely rise around 80 cm. An increase of more than 180 cm has a likelihood of less than 5 percent. We find that a rise in sea levels of more than 2 meters is improbable," Aslak Grinsted, but points that the results only concern this century and the sea levels will continue to rise for centuries to come.

 

[원문출처 : http://www.sciencedaily.com/releases/2014/10/141014085902.htm]