[지식정보] 미래 기후변화 억제 : 유엔 6차 기후보고서

미래 기후변화 억제: 유엔 6차 기후보고서

유엔의 6차 기후변화보고서(IPCC의 6차 평가 보고서. AR6) 중에서 미래 기후변화 억제(Limiting Future Climate Change)에 대한 요약 부분을 정리하였다.

물리적 관점에서 볼 때 인간이 유발한 지구 온난화를 특정 수준으로 제한하려면 누적 CO2 배출량을 제한하고 다른 온실 가스 배출량의 강력한 감소와 함께 최소한 순 CO2 배출량이 0에 도달해야 한다. 메탄(CH4) 배출량 또한 강력하고 신속하며 지속적으로 감소해야하고, 에어러솔 오염도 감소해야만 온난화 효과를 제한하고 대기 질을 개선할 수 있다.

온실가스 및 에어러솔 농도, 대기 질은 온실가스 배출량이 낮은 시나리오(SSP1-1.9와SP1-2.6), 높은 온실가스 배출량 시나리오(SSP3-7.0 또는 SSP5-8.5)의 차이는 수 년 내 식별 가능한 효과로 나타난다. 이러한 대조적인 시나리오에서 지구표면 온도의 식별 가능한 차이는 약 20년 이내에 자연적 변동성에서 나타나기 시작하고, 다른 많은 기후 영향 동인의 경우 더 오랜 기간에 걸쳐 나타난다.

자료: 유엔 6차 기후변화보고서, “기후변화에 관한 정부 간 패널(IPCC: Intergovernmental Panel on Climate Change)”

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1. 물리적 관점에서 볼 때 인간이 유발한 지구 온난화를 특정 수준으로 제한하려면 누적 CO2 배출량을 제한하고 다른 온실 가스 배출량의 강력한 감소와 함께 최소한 순 CO2 배출량이 0에 도달해야 한다. 메탄(CH4) 배출량 또한 강력하고 신속하며 지속적으로 감소해야하고, 에어러솔 오염도 감소해야만 온난화 효과를 제한하고 대기 질을 개선할 수 있다

1.1 6차 보고서는 누적 인위적 CO2 배출량과 이로 인한 지구 온난화 결과가 선형에 가까운 관계(5차 보고서)를 또다시 높은 신뢰도로 재확인하고 있다. 누적 CO2 배출량의 각 1000GtCO2(PgC)는 지구표면 온도를 0.27°C에서 0.63°C 증가(최적 추정치 0.45°C)시킬 수 있다고 평가하고 있다. 이 양을 누적 CO2 배출에 대한 단기 기후 반응(TCRE. transient climate response to cumulative CO2 emissions)이라고 한다. 인간이 유발한 지구 온도상승을 어떤 수준에서든 안정화하기 위해, 인위적 CO2 배출량 순 제로(net zero) 달성은 반드시 실천해야 한다. 지구 온도상승을 특정 수준으로 제한하는 것은 누적 CO2 배출량을 탄소 예산(carbon budget) 내로 제한하는 것을 의미한다.

*1000GtCO2(PgC): 문헌에서 1000PgC당 °C 단위가 사용되며 6차 보고서는 TCRE가 1000PgC당 1.0°C~ 2.3°C 범위(최적 추정치 1.65°C)의 온도상승이 될 가능성이 있다고 보고 있다.

*CO2 배출량 순 제로(net zero): 인위적인 이산화탄소(CO2) 배출이 지정된 기간 중 인위적인 CO2 제거와 균형을 이루는 상황을 의미한다.

*탄소 예산(carbon budget): 다른 인위적 기후 요인의 영향을 고려하여, 주어진 확률과 주어진 수준으로 지구 온난화를 제한하는 누적 글로벌 인위적 CO2 배출량의 최대량을 나타낸다. 이를 산업화 이전부터 표시하면 총탄소예산(total carbon budget)이라고 하고, 최근 특정 날짜부터 표시하면 잔존탄소 예산(remaining carbon budget)이라고 한다. 과거의 누적 CO2 배출량은 현재까지 상당한 정도로 온난화에 영향을 미쳤다. 반면 미래의 배출량은 미래의 추가적인 온난화를 유발한다. 잔존탄소 예산은 온난화를 특정 온도 수준 이하로 유지하기 위해서, 어느 정도 CO2를 배출해야 하는지를 나타낸다.

1.2 1850년부터 2019년까지 총 2390 ± 240(가능성 범위) GtCO2의 인위적 CO2가 배출되었다. 잔존탄소예산은 몇몇 글로벌 온도 제한과 다양한 수준의 가능성을 감안하여 평가되었다. 그 근거는 TCRE의 추정값과 그 불확실성, 역사적 온난화 추정치, non-CO2 배출로 인한 예상 온난화의 변동, 영구 동토층이 녹으면서 생기는 배출과 같은 기후 시스템 피드백, 전 지구 인위적 CO2 배출 순 제로에 도달한 후 전 지구표면 온도 변화 등에 바탕을 두고 있다.

과거 CO2 배출량 및 잔여 탄소 예산의 추정치

예상 잔존탄소예산은 2020년 초부터 계산되어 전 세계 순 CO2 배출량 제로에 도달할 때까지 연장된다. 이는 CO2 배출량을 말하며 non-CO2 배출량의 지구 온난화 효과를 설명한다. 다음 표에서 지구 온난화는 인간에 의해 유발된 지구표면 온도상승을 나타내며, 개별 연도의 지구 온도에 대한 자연적 변동성의 영향은 제외한다.

1.3 잔존탄소예산의 추정치를 결정하는 몇 가지 요소가 재평가되었다. 따라서 이전 보고서보다 배출을 조정하면 남아 있는 탄소예산의 추정치는 방법론적 개선으로 인해 더 커진다.

1.4 인위적 CO2 제거(CDR. CO2 removal를 의미)는 대기에서 CO2 제거를 말하며, CO2는 자연이란 저장고(reservoirs) 안에 영구적으로 저장될 가능성이 있다(높은 신뢰도). CDR은 잔류 배출량을 보상하여 CO2 순 제로 또는 온실가스 순 제로 배출량에 도달시킬 수 있다. 인위적 제거가 인위적 배출량을 초과하는 규모로 실행된다면, 지표 온도를 낮추는 목표를 달성할 수 있다. CDR 방법은 잠재적으로 생물지구화학적순환(生物地球化學的循環(biogeochemical cycles. 동식물 구성물과 무생물적 구성물 사이에서의 질소·탄소 따위의 물질 교환))과 기후에 광범위한 영향을 미칠 수 있다. 이는 CO2를 제거하고 온난화를 줄이는 방법의 잠재력을 약화시키거나 강화할 수 있다. 또한, 물 가용성(water availability)과 품질, 식량 생산 및 생물 다양성에도 영향을 미칠 수 있다(높은 신뢰도).

1.5 인위적인 CO2 제거(CDR)는 전 지구적 순 음의 배출로 이어지며, 대기 CO2 농도를 낮추고, 지표면 해양 산성화를 역전시킬 것이다(높은 신뢰도). 인위적인 CO2 제거 및 배출은 육지와 해양 탄소 풀(pools)에서 각각 CO2 방출 및 흡수를 통해 부분적으로 보상된다(매우 높은 신뢰도). CDR은 같은 규모의 인위적 배출 증가와 거의 같은 양만큼 대기 CO2를 낮출 것이다(높은 신뢰도). 인위적 CO2 제거로 인한 대기 CO2 감소는 CDR의 총량에 따라 동일한 양의 CO2 배출로 인한 대기 CO2 증가보다 최대 10% 작을 수 있다(중간 신뢰도).

1.6 전 세계적으로 순 음의 CO2 배출량이 달성되고 지속된다면, 전 세계 CO2로 인한 표면 온도 증가는 점진적으로 역전된다. 하지만 다른 기후변화는 수십 년에서 수천 년 동안 현재 방향으로 계속 진행될 것이다(높은 신뢰도). 예를 들어, 지구 평균 해수면이 큰 순 음의 CO2 배출량(높은 신뢰도)에서도 하락 방향으로 바뀌려면 수 세기에서 수천 년이 걸릴 것이다.

1.7 5가지 예시적인 시나리오에서 대기 오염에 영향을 미치는 메탄, 에어러솔, 오존 선행물질(precursor) 등 배출의 동시 변화는 장단기적으로 순 지구표면 온난화로 이어진다(높은 신뢰도). 장기적으로 이 순 온난화는 대기 오염 통제와 강력하고 지속적인 메탄 배출 감소를 가정하는 시나리오에서 더 낮아진다(높은 신뢰도). 낮고 매우 낮은 온실가스 배출 시나리오에서 인위적 에어러솔 배출의 가정된 감소는 순 온난화로 이어진다. 메탄 및 기타 오존 선행물질 배출의 감소는 순 냉각으로 이어진다. 메탄과 에어러솔는 수명이 짧기 때문에, 이러한 기후 효과는 부분적으로 서로 균형을 이루고, 메탄 배출 감소는 대기 질을 개선하는 데 기여한다(높은 신뢰도).

1.8 전 세계 순 CO2 배출량 0을 달성하는 것은 인위적 CO2 배출과 CO2의 인위적 제거가 균형을 이루는 개념이다. 이는 지구표면 온도상승을 안정화하기 위한 요구 사항이다. 하지만 온실가스의 경우는 미터법 측정(metric-weighted anthropogenic)으로 인위적 온실가스 배출량과 제거량이 같은 순 제로를 달성하는 것과 다르다. 개별 온실가스의 경로는 결과적으로 기후 반응을 결정한다. 반면, 다른 온실가스의 총배출량 및 제거를 계산하는 데 사용되는 배출 미터법 선택은 집계된 온실가스가 순 0으로 계산되는 시점에 영향을 미친다. 100년 동안의 지구 온난화 잠재력으로 정의된 순 온실가스 배출량을 달성하고 유지하는 배출 경로(emissions pathway)는 더 이른 정점 이후에 지표 온도의 감소를 초래할 것으로 보인다(높은 신뢰도).

2. 온실가스 및 에어러솔 농도, 대기 질은 온실가스 배출량이 낮은 시나리오(SSP1-1.9와SP1-2.6), 높은 온실가스 배출량 시나리오(SSP3-7.0 또는 SSP5-8.5)의 차이는 수 년 내 식별 가능한 효과로 나타난다. 이러한 대조적인 시나리오에서 지구표면 온도 추세의 식별 가능한 차이는 약 20년 이내에 자연적 변동성에서 나타나기 시작하고, 다른 많은 기후 영향 동인의 경우 더 오랜 기간에 걸쳐 나타난다(높은 신뢰도)

2.1 코로나 확산 억제조치와 관련된 2020년 배출량 감소는 대기 오염에 일시적이지만 감지할 수 있는 긍정적 영향(높은 신뢰도)으로 이어졌다. 그리고 총 열복사 강제력(radiative forcing)에서 작고 일시적인 증가도 있었다. 이는 인간 활동(중간 신뢰도)으로 발생하는 에어로졸도 함께 줄면서 냉각요인도 감소했기 때문이다. 그러나 이 일시적인 강제력으로 인한 전 지구적 및 지역적 기후 반응은 자연 변동성 이상으로는 탐지되지 않았다(높은 신뢰도). 여전히 대기 CO2 농도는 2020년에도 계속 상승했으며, 관측된 CO2 성장률의 감소는 감지할 수 없었다(중간 신뢰도).

2.2 온실가스 배출 감소는 대기 질 개선으로 이어진다. 그러나 단기적으로, 온실가스 배출량이 낮거나 매우 낮은 시나리오(SSP1-2.6 및 SSP1-1.9)와 온실가스가 크게 감소하는 시나리오에서도, 많은 오염된 지역에서 세계보건기구에서 지정한 대기 질 지침을 달성하기 위한 개선 노력은 불충분하다(높은 신뢰도). 대기 오염 물질 배출량을 목표로 정해놓고 줄이는 노력을 하는 시나리오는, 단순히 온실가스 배출량만 줄이는 것 보다 몇 년 안에 대기 질을 더 빠르게 개선한다. 2040년부터는 대기 오염 물질과 온실가스 배출량 감축 노력을 지역 간 다양한 혜택과 결합하는 더 많은 개선책이 시나리오에 반영된다(높은 신뢰도).

2.3 온실가스 배출량이 매우 낮거나 낮은 시나리오(SSP1-1.9 및 SSP1-2.6)는 온실가스 배출량이 높거나 높은 시나리오(SSP3-7.0 또는 SSP5-8.5) 보다 인간이 초래한 기후변화를 제한하는 빠르고 지속적인 영향을 미친다. 그러나 기후 시스템의 초기 반응은 자연적 변동성에 의해 가려질 수 있다. 지구표면 온도의 경우, 높거나 높은 GHG 배출 시나리오(SSP3-7.0 또는 SSP5-8.5)와 비교하여 매우 낮은 GHG 배출 시나리오(SSP1-1.9)에서 단기적으로 20년 추세의 차이가 나타날 수 있다. 다른 많은 기후 변수의 반응은 21세기 후반의 자연적 변동성에서 나타날 것이다(높은 신뢰도).

2.4 매우 낮거나 낮은 GHG 배출량 시나리오(SSP1-1.9 및 SSP1-2.6)는 높고 매우 높은 GHG 배출량 시나리오(SSP3-7.0 및 SSP5-8.5) 보다 2040년 이후 기후영향요인(CID) 범위에서 실질적으로 더 작은 변화를 초래할 것이다. 세기말까지 극심한 해수면 현상의 빈도 증가, 호우 및 집중 홍수, 위험한 열 임계값 초과와 같은 여러 CID의 변화를 강력하게 제한할 것이다. 더 높은 온실가스 배출 시나리오보다 그러한 초과가 발생하는 지역의 수를 제한한다(높은 신뢰도). 또한, 이러한 부정적 변화는 높거나 높은 배출 시나리오(높은 신뢰도), 중간 시나리오(SSP2-4.5), 낮은 배출 시나리오 등 보다 매우 낮은 시나리오에서 더 작을 것이다.

만약 온실가스 배출량을 줄여 2041~2060년 중에 산업혁명 이전보다 1.7°C 이내로 지구 온도상승(2010~2019 기간에만 1.07°C 상승)을 제한할 수 있다면, 단기적으로 약 20년 이내에 자연적 변동성 추세에서 긍정적으로 식별 가능한 차이가 나타나기 시작한다. 물론 다른 많은 기후 영향 동인은 더 오랜 기간에 걸쳐 나타난다. 금세기말까지 극심한 해수면 상승, 호우, 홍수, 열 임계치 초과 등은 제한되고, 그 발생지역 수도 낮출 수 있다. 참고로 2050년까지 누적 CO₂ 배출량이 4000GtCO₂ 이상이 되면, 지구표면 온도가 산업혁명 이전보다 3°C 가까이 상승(유엔의 예상 시나리오 5)하게 된다. 2030년까지 누적 CO₂ 배출량을 3000GtCO₂ 이하로 제한할 수 있으면, 지구표면 온도를 1.6~1.7°C (예상 시나리오 1) 상승으로 막을 수 있다.