지구온난화의 중요한 증거 그래프 : 킬링곡선, 하키스틱

기후지식쌓기

지구온난화 관련 많은 논쟁들은 과거부터 이어져 왔습니다. 그러다가 2007년 나온 IPCC의 제4차 평가보고서(AR4, The 4th Assessment Report)에서는 ‘인간활동이 지구온난화의 주범’이라 하며 지구온난화와 관련된 수많은 논쟁의 종지부를 찍었습니다. 과학계와 정치계에서 이러한 결론에 이르기까지 기여한 중요한 그래프들을 소개하고자 합니다.

킬링 곡선과 이산화탄소 농도

첫 번째 그래프는 킬링 곡선(Keeling Curve)입니다. 찰스 데이비드 킬링(Charles David Keeling)이라는 과학자는 1958년부터 미국 하와이 빅 아일랜드 섬의 마우나로아(Mauna Loa) 꼭대기에 대기 중의 이산화탄소 농도 측정소를 세웠습니다. 그리고 매일 대기 중의 이산화탄소 농도를 측정하였습니다다. 그 결과가 바로 ‘킬링 곡선’입니다.

킬링 박사는 두 가지를 발견하였습니다. 첫째, 대기 중 이산화탄소의 농도는 지속 증가한다는 것입니다. 1960년대만 해도 대기 중 이산화탄소 농도는 280ppm 내외였습다. 그러나 2010년 이후로는 기존에 인류가 경험해 보지 못한 농도인 400ppm을 넘어 계속 증가하는 추세입니다. 이렇게 지속적으로 증가하는 이산화탄소의 농도가 바로 ‘킬링 곡선’에 의해 밝혀졌습니다.

둘째, 이산화탄소의 농도가 계절성(seasonal variation)을 가지고 변화한다는 것입니다. 이는 사계절과 관련이 있는데, 식물들이 대기 중 이산화탄소를 산소로 바꾸는 광합성으로 인해 계절에 따라 이산화탄소의 농도가 차이가 난다는 것입니다.

마우나로아에서 관측한 월간 CO2 농도 곡선 (1958~2020) (자료 : NOAA)

하키스틱 커브와 역사적 변화

두 번째 그래프는 ‘하키스틱 커브(Hockey stick curve)’입니다. 대기과학자인 마이클 만(Michael E. Mann) 교수는 지난 1000년간 북반구 평균기온을 분석하였으며, 그 결과를 1999년 「지구물리학연구(Geophysical research letters)」라는 학술지에 게재하였습니다다. 그리고 그 결과가 IPCC 3차 보고서(TAR, The 3rd Assessment Report)에 수록되었습니다. 이 유명한 그래프가 하키스틱과 닮았다고 한 하키스틱 커브입니다.

마이클 만 교수는 1900년 이전의 자료는 나무의 나이테, 산호, 빙하 코어(Core) 등의 자료를 활용하여 지구의 이산화탄소 농도와 기온을 복원하였으며, 1900년 이후는 관측자료를 활용하였습니다. 그 결과 이산화탄소 농도와 기온은 1900년도까지는 완만한 기울기를 가지다가 1900년 이후 급격히 상승함을 밝혔습니다. 과거의 기온은 나이테, 산호 등을 통해 추정한 것이라 불확실성이 존재함에도 불구하고, 1900년 이후 급격히 꺾인 모습을 통해 이산화탄소의 지구온난화의 관계에 대한 연구를 폭발시켰습니다. 마이클 만 교수의 원문은 아래의 링크에서 찾아보실 수 있으십니다. 

Link : www.junkscience.org/MSU_Temps/PDF/mann1999.pdf

기온 하키스틱 그래프 (자료 : IPCC, TAR, 2001)