환경과 기후 1
그동안 요즈음 첨예한 쟁점으로서 후쿠시마 핵폐수 투기와 인공지능 관련 문제를 살펴보았습니다. 이들 못지않게 첨예하고 특히 우리 삶에 가깝게 다가온 쟁점이 바로 기후변화이겠지요. 한가위가 지나서도 수그러들지 않던 무더위를 생각하면 기후 위기가 몸에 와닿게 느껴집니다. 문제는 이렇듯 재난 수준의 끔찍한 기후 상황이 해가 갈수록 점점 심해질 가능성이 크다는 점입니다. 더워서 단지 지내기 힘든 것뿐만 아니라 우리 삶의 기반인 생태계에도 커다란 영향을 주게 되리라 우려되지요. 앞으로 몇 차례에 걸쳐서 기후 문제를 생각해 보려 합니다. 먼저 관련된 환경과 기후를 다루는 물리학에 관해서 간단히 소개하기로 하겠습니다.
올해 세계경제토론마당World Economic Forum에서 발행한 온위험보고서Global Risks Report 2024를 보면 온 세계 위험성 순위를 앞으로 2년 동안(단기)과 10년 동안(장기)으로 나누어 전망하고 있습니다. 단기로는 거짓 정보, 이른바 가짜뉴스가 1위이고 이어서 극한 날씨인데 장기적으로는 극한 날씨가 1위이고 지구, 생태계, 천연자원 등 환경과 기후에 관련된 쟁점이 4위까지 모조리 차지했네요. 21세기에 들어오면서 기후변화의 심각함을 인식하게 되었고 특히 2021년 노벨 물리학상은 ‘기후 및 다른 복잡계 현상의 물리학’에 대한 기여로 기상학자인 마나베S. Manabe, 하셀만K. Hasselmann, 그리고 물리학자인 파리시Parisi에게 주어졌습니다. 기후변화의 위급함을 대중에게 알리려는 의도가 있는 듯싶은데 기후는 복잡계complex system 현상이라 할 수 있으니, 날씨의 물리학 모형을 만든 업적과 복잡계 물리의 이론적 방법을 제안한 업적을 함께 묶어서 상을 수여했다고 생각됩니다.
복잡계란 한마디로 표현하면 복잡성complexity을 보이는 계system를 가리킵니다. 복잡성이란 엄밀하게 정의하기는 어렵지만 대체로 높은 변이성을 뜻합니다. 많은 구성요소 사이의 상호작용에 따라 떠오르는 집단성질, 곧 계의 거동이 아주 다양해서 이른바 변화무쌍하다는 말이지요. 실제로 우리 주위에는 복잡성이 흔히 나타납니다. 자연현상뿐 아니라 사회나 인간의 모습과 활동에서도 볼 수 있으며 이에 따라 21세기에 들어오면서 복잡성 패러다임이 등장합니다. 자연과 사회, 그리고 인간에 관해 통합적 사고를 지향하는 새로운 사고방식, 본보기라 하겠지요. 이에 관해서는 기회가 되는대로 논의하려 합니다.
기후는 여러 요소의 영향을 받아 정해집니다. 그 요소들로 이루어진 기후계climate system를 간단한 모형으로 아래 그림에 묘사했습니다. 그래도 꽤 복잡해 보이네요. 여러 구성요소 사이의 상호작용으로 복잡한, 곧 변화무쌍한 날씨와 기후가 떠오르게 되는 것이지요. 다시 말해서 날씨나 기후의 변화무쌍함은 복잡계로서의 기후계에서 떠오르는 복잡성이라 할 수 있습니다. 이러한 복잡계의 거동은 변이성이 높으니 당연하게도 예측하기 어렵습니다. 낮에 해가 보이지 않게 되는 일식이나 살별(혜성)의 출현 등 천체의 거동은 수백 년 후도 예측할 수 있는 반면에 날씨는 일주일 후도 예측하기 어려운 이유지요. 요새 일기예보는 심지어 몇 시간 후가 맞지 않는 경우도 종종 있더군요.

기후변화는 환경오염과 생태계 훼손과도 밀접하게 연관되어 있습니다. 우리 존재의 기반인 지구라는 생태권역ecosphere은 대기권역atmosphere, 수[물]권역hydrosphere, 지[땅]권역geosphere, 그리고 생물권역biosphere으로 이루어져 있지요. 본원적으로 모두 공공재인데 오염물질을 마구 내버리는 행위는 결국 생태권역, 곧 우리 존재의 기반을 파괴하는 테러입니다. 이른바 ‘공유지의 비극’이지요. 후쿠시마 핵폐수 투기는 수권역, 온실기체를 비롯한 오염물질을 뿜어내는 행위는 대기권역에 대한 대표적 테러 행위라고 여겨집니다.

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