지구온난화 과학적 주장과 반론

1. 서론

지구온난화는 산업혁명 이후 인간 활동으로 인해 대기 중 이산화탄소(CO2​)를 비롯한 온실가스 농도가 증가하여 지구 평균 기온이 장기적으로 상승하는 현상을 지칭한다.1 이 현상을 둘러싼 논쟁은 현대 사회의 가장 중요한 과학적, 사회적, 정치적 의제 중 하나로 자리 잡았다. 논쟁의 핵심은 지구온난화 현상의 실재성, 그 원인이 인위적 요인인지 혹은 자연적 요인인지에 대한 규명, 그리고 미래 인류와 생태계에 미칠 영향의 심각성에 대한 과학적 평가와 그에 대한 회의론적 반론의 첨예한 대립에 있다.

본 보고서는 이러한 복잡하고 다층적인 논쟁의 구도를 명확히 하고, 과학적 사실에 기반한 객관적 이해를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC), 미국 항공우주국(NASA) 등 세계 최고 권위의 과학 기관들이 수십 년간 축적하고 종합한 평가 보고서와 동료 심사를 거친 수많은 과학 연구 결과를 바탕으로 한다. 보고서의 제1부에서는 지구온난화에 대한 주류 과학계의 합의를 구성하는 핵심 주장과 그 근거가 되는 관측 증거들을 체계적으로 제시한다. 제2부에서는 이에 맞서는 주요 반론들의 논리적 근거를 상세히 분석하고, 이를 과학적 증거를 통해 객관적으로 검증한다. 마지막으로 제3부에서는 과학적 합의에 기반한 미래 기후 전망과 인류가 직면한 과제를 조망함으로써, 이 논쟁이 단순한 학술적 담론을 넘어 인류의 생존과 직결된 시급한 과제임을 역설하고자 한다.

2. 지구온난화의 과학적 합의

IPCC는 “기후계의 온난화는 명백하다(unequivocal)“고 선언하였다.3 이 결론은 단일한 증거가 아닌, 전 지구의 대기, 해양, 빙권, 생물권 등 다양한 영역에서 독립적으로 관측된 수많은 데이터가 상호 보완하며 하나의 일관된 그림을 형성하기에 가능한 것이다. 본 장에서는 이러한 과학적 합의를 뒷받침하는 다각적이고 강력한 증거들을 심층적으로 분석한다.

2.1 장: 관측된 온난화의 증거

2.1.1 전 지구적 기온 상승: 육지 및 해양 온도 데이터 분석

지구온난화의 가장 직접적인 증거는 전 지구적 평균 기온의 상승 추세다. 신뢰할 수 있는 기상 관측이 시작된 19세기 후반(1880년) 이래 지구 평균 지표면 온도는 약 1.1∘C (화씨 2도) 상승했다.4 이러한 온난화는 과거에 국한된 현상이 아니라 현재 가속적으로 진행 중이다. 특히 최근 10년(2011-2020)은 인류 관측 역사상 가장 더운 시기였으며, 2023년은 기록상 가장 더운 해로 공식 확인되었다.6

이러한 기온 상승 데이터의 신뢰성은 여러 교차 검증을 통해 확보된다. 일부 회의론자들이 제기하는 도시 열섬 효과의 영향을 배제하기 위해 도시와 농촌 지역의 데이터를 비교 분석한 결과, 두 지역 모두에서 장기적인 온난화 추세가 동일하게 나타났다.9 이는 관측된 온난화가 특정 지역의 국지적 현상이 아닌, 전 지구적 규모의 변화임을 명확히 보여준다.

온난화의 영향은 대기에만 국한되지 않는다. 기후 시스템에 축적된 초과 에너지의 90% 이상은 해양에 흡수되었다.11 이는 해수 온도의 상승으로 명백히 나타나는데, 1969년 이래 해양 상층부 100m의 수온은 평균

0.33∘C (화씨 0.67도) 상승했다.4 해양은 대기보다 훨씬 큰 열용량을 가지고 있어, 해수 온도의 지속적인 상승은 지구 시스템 전체에 막대한 양의 열이 축적되고 있음을 의미하는 강력한 지표다.

이처럼 육지 기온, 해수면 온도, 그리고 이를 원격으로 감시하는 위성 관측 데이터 등 서로 완전히 다른 출처와 측정 방식을 가진 독립적인 데이터셋들이 모두 일관되게 ’지구가 더워지고 있다’는 결론을 가리킨다.12 이는 특정 데이터 측정 방식의 오류 가능성을 넘어서는 과학적 결론의 견고함을 입증하는 ’증거의 삼각측량(triangulation of evidence)’이라 할 수 있다. 하나의 증거는 의심받을 수 있지만, 여러 독립적인 증거가 동일한 결론을 지지할 때 그 결론의 신뢰도는 기하급수적으로 높아진다.

2.1.2 빙권(Cryosphere)의 축소: 빙하, 빙상, 해빙의 정량적 증거

지구의 ‘냉동고’ 역할을 하는 빙권의 급격한 축소는 온난화의 시각적이고 정량적인 증거를 제공한다. 지구상에서 가장 거대한 얼음 덩어리인 그린란드와 남극의 빙상(ice sheets)은 막대한 질량 감소를 겪고 있다. NASA의 중력 변화 관측 위성(GRACE) 데이터에 따르면, 그린란드는 1993년부터 2019년 사이 연평균 2,790억 톤의 얼음을 잃었으며, 남극은 같은 기간 연평균 1,480억 톤의 얼음을 잃었다.4 이는 단순한 자연적 변동의 범위를 훨씬 뛰어넘는 규모다. 이러한 현상은 극지방에만 국한되지 않아, 알프스, 히말라야, 안데스 등 전 세계 대부분의 산악 빙하가 전례 없는 속도로 후퇴하고 있다.3

해양의 얼음 역시 마찬가지다. 북극의 해빙(sea ice)은 지난 수십 년간 면적과 두께 모두에서 급격한 감소 추세를 보였다.3 여름철 북극 해빙의 최소 면적은 인공위성 관측이 시작된 1979년 이래 지속적으로 줄어들고 있다. 육지의 눈 또한 줄어들고 있다. 북반구의 봄철 눈 덮임 면적은 지난 50년간 감소했으며, 눈이 과거보다 더 이른 시기에 녹는 현상이 광범위하게 관측된다.4

빙권의 축소는 단순히 기온 상승의 결과에 그치지 않는다. 이는 ‘양성 되먹임(positive feedback)’ 효과를 통해 온난화를 더욱 가속하는 동력으로 작용한다. 눈과 얼음은 태양 복사 에너지를 우주로 반사하는 높은 반사도(albedo)를 가지고 있다.2 온난화로 인해 이 하얀 표면이 녹아 어두운 색의 바다나 육지가 드러나면, 지표면은 더 많은 태양 에너지를 흡수하게 된다. 흡수된 에너지는 주변 지역의 온도를 추가로 상승시키고, 이는 다시 더 많은 얼음을 녹게 만드는 악순환의 고리를 형성한다. 따라서 빙하의 감소 데이터는 과거의 변화를 보여주는 지표일 뿐만 아니라, 미래의 온난화가 현재의 예측보다 더 빠르고 비선형적으로 증폭될 수 있음을 시사하는 강력한 경고 신호다.

2.1.3 해수면 상승과 해양의 변화: 열팽창, 융해수 기여도 및 해양 산성화

전 지구적 온난화의 또 다른 명백한 결과는 해수면 상승이다. 지난 100년간 전 지구 평균 해수면은 약 20cm 상승했다.4 더욱 우려스러운 점은 상승 속도의 가속화다. 최근 20년간의 해수면 상승률은 지난 100년의 평균 상승률의 거의 두 배에 달하며, 그 속도는 매년 미세하게 빨라지고 있다.4

해수면 상승의 원인은 명확히 규명되었다. 가장 큰 원인은 해수 온도가 상승함에 따라 물의 부피가 팽창하는 ’열팽창’으로, 전체 해수면 상승의 약 57%를 차지한다.3 나머지 약 43%는 그린란드와 남극의 빙상, 그리고 전 세계의 산악 빙하가 녹아 바다로 흘러 들어가는 ’융해수(meltwater)’의 증가 때문이다.3 이는 해수면 상승이 대기 온도 상승과 빙권 축소라는 두 가지 핵심 증거와 물리적으로 직접 연결되어 있음을 보여준다.

온난화와 함께 진행되는 또 다른 심각한 해양의 변화는 ’해양 산성화’다. 대기 중 이산화탄소 농도가 증가하면, 그중 일부가 바다에 녹아들어 탄산을 형성하고 해수의 pH를 낮춘다. 산업혁명 이후 해양 표층수의 산성도는 약 30% 증가했으며, 이는 인간이 배출한 막대한 양의 이산화탄소가 바다에 흡수된 직접적인 결과다.4 해양 산성화는 산호, 조개류, 플랑크톤 등 탄산칼슘으로 껍데기나 골격을 형성하는 해양 생물의 생존을 위협하여 해양 생태계 전체를 교란시키는 결과를 초래한다.

이처럼 해수면 상승과 해양 산성화는 지구온난화가 단순히 대기권에 국한된 현상이 아님을 명확히 보여준다. 이는 인간 활동이라는 단일한 근본 원인에서 출발하여 대기권, 해양, 빙권, 생물권을 아우르는 지구 시스템 전체가 통합적으로 반응하며 연쇄적인 변화를 겪고 있음을 증명하는 것이다. 각기 다른 영역에서 관측되는 현상들이 동일한 원인으로 귀결된다는 사실은 온난화 주장의 과학적 설득력을 극적으로 높인다.

2.2 장: 온난화의 원인 규명

관측된 온난화 현상이 명백하다면, 다음 질문은 그 원인이 무엇인가이다. 과학계는 다양한 증거 분석을 통해 현재의 급격한 온난화가 자연적 요인만으로는 설명될 수 없으며, 인간 활동이 결정적인 원인이라는 결론에 도달했다.

2.2.1 대기 중 온실가스 농도의 전례 없는 증가

현재 대기 중 이산화탄소 농도는 410ppm을 상회하며, 이는 남극 빙하 코어(ice core) 분석 결과 최소 80만 년 동안 전례 없이 높은 수준이다.18 일부 최신 연구는 그 기간을 200만 년까지 확장하기도 한다.20 메탄(

CH4​), 아산화질소(N2​O)와 같은 다른 주요 온실가스 농도 역시 산업혁명 이후 급격히 증가했다.18

이러한 증가의 규모와 속도는 자연적 변동의 범위를 압도한다. 산업화 이후 인간 활동, 주로 화석연료 연소와 토지 이용 변화로 인해 대기 중으로 순배출된 이산화탄소의 누적량은 약 2,400 ± 240 GtCO2​에 달한다.19 인간 활동으로 인한 이산화탄소 증가 속도는 마지막 빙하기 이후 자연적으로 발생했던 증가 속도보다 약 250배나 빠르다.4

핵심은 단순히 이산화탄소 농도가 높다는 사실이 아니라, 그 ’증가 속도’가 지질학적 시간 규모에서 유례를 찾아볼 수 없을 만큼 빠르다는 점이다. 과거 기후 변화에서 이산화탄소 농도 변화는 수천 년에서 수만 년에 걸쳐 점진적으로 일어났다.18 그러나 산업혁명 이후의 증가는 불과 200여 년이라는 지질학적으로 찰나의 순간에 발생했다.20 지구의 자연 생태계, 즉 해양과 육상 식생은 이러한 급격한 속도의 이산화탄소 증가를 모두 흡수하여 균형을 맞출 능력이 없다.23 그 결과, 인간이 배출한 이산화탄소의 약 45%가 대기 중에 그대로 축적되고 있으며 18, 이는 자연적 순환 과정의 일부가 아닌 인위적인 ’주입’의 결과임을 논리적으로 증명한다.

2.2.2 인간 활동의 명백한 영향: IPCC의 결론과 ‘인간의 지문’

이러한 증거들을 종합하여, IPCC 6차 평가보고서(AR6)는 이전의 신중한 표현을 넘어 “인간의 영향이 대기, 해양, 그리고 육지를 온난화시킨 것은 명백하다(unequivocal)“고 역사상 가장 강력한 어조로 결론 내렸다.5 과학자들은 관측된 온난화 약

1.1∘C가 인간 활동의 기여도와 거의 정확히 일치하며, 태양 활동이나 화산 폭발과 같은 알려진 자연적 요인만으로는 현재의 온난화를 전혀 설명할 수 없음을 밝혔다.7

온난화의 원인이 인간 활동임을 입증하는 것은 단일 증거가 아닌, 여러 독립적인 ’지문(fingerprint)’들의 조합을 통해 이루어진다. 이는 마치 범죄 현장에서 여러 증거가 모두 한 명의 용의자를 가리키는 것과 같다.

첫째, 대기 온도 구조의 변화다. 만약 온난화의 원인이 태양 활동 강화라면, 태양 에너지가 대기 상층부부터 통과하므로 성층권과 대류권이 모두 가열되어야 한다. 그러나 실제 관측 결과는 정반대다. 하층 대기인 대류권은 온난화되고 있지만, 상층 대기인 성층권은 오히려 냉각되고 있다.13 이 현상은 온실가스가 지표면에서 방출되는 열을 대류권에 가두어 성층권으로 도달하는 열을 차단하기 때문에 나타나는 온실 효과의 전형적인 특징이다. 이는 태양 활동이 주된 원인이 아님을 보여주는 결정적 증거다.26

둘째, 탄소 동위원소 분석이다. 탄소에는 여러 종류의 동위원소가 있는데, 식물은 광합성 과정에서 더 가벼운 탄소-12를 선호한다. 수백만 년 전 식물이 땅속에 묻혀 형성된 화석연료는 따라서 탄소-12의 비율이 높고, 상대적으로 무거운 탄소-13의 비율이 낮다. 과학자들이 대기 중 이산화탄소의 동위원소 비율을 분석한 결과, 산업혁명 이후 탄소-13의 비율이 지속적으로 감소해왔음이 밝혀졌다.23 이는 대기 중에 축적된 이산화탄소가 화산이나 해양에서 방출된 것이 아니라, 화석연료 연소에서 비롯되었음을 명확히 보여주는 ’화학적 지문’이다.

이 외에도 밤의 기온이 낮의 기온보다 더 빠르게 상승하는 현상(온실효과는 밤낮없이 작용하므로), 그리고 기후 모델 시뮬레이션에서 인위적 온실가스를 포함해야만 실제 관측된 기온 변화를 정확하게 재현할 수 있다는 사실 등 여러 예측과 관측이 일치한다.13 이처럼 여러 독립적인 증거들이 모두 ’인간 활동이 온난화의 원인’이라는 하나의 결론으로 수렴되면서, 이 가설은 과학적으로 매우 높은 신뢰도를 확보하게 되었다.

3. 주요 반론과 과학적 재반박

지구온난화에 대한 압도적인 과학적 합의에도 불구하고, 이에 대한 회의론과 반론은 여전히 존재한다. 이러한 반론들은 종종 대중에게 과학적 논쟁이 여전히 진행 중이라는 인상을 주기도 한다. 본 장에서는 지구온난화 회의론의 핵심 주장들을 체계적으로 분류하고, 각 주장이 왜 주류 과학계에서 받아들여지지 않는지를 과학적 데이터와 논리를 통해 심층적으로 분석한다.

3.1 장: “자연적 요인이 원인이다” 주장에 대한 검증

3.1.1 반론: 태양 활동 주기설

회의론의 가장 오래되고 일반적인 주장 중 하나는 현재의 온난화가 인간 활동이 아닌 태양 활동의 변화 때문이라는 것이다. 이 주장은 지구 에너지의 99% 이상이 태양으로부터 오므로, 태양의 활동(흑점 주기, 총태양복사량 변화 등)이 강해지면 지구가 더워지는 것은 당연하다는 논리에 기반한다.27 실제로 과거 마운더 극소기와 같은 소빙하기가 태양 흑점 활동의 감소와 시기적으로 일치하는 등, 역사적으로 태양 활동과 지구 기후 사이에 상관관계가 있었던 것은 사실이다.25

3.1.2 재반박: 관측된 태양 활동과 기온 추세의 불일치

이 주장의 가장 큰 맹점은 과거의 상관관계를 현재 상황에 무리하게 적용하려 한다는 것이다. 과학은 현재의 관측 데이터에 기반해야 하며, 현재 데이터는 이 상관관계가 명백히 깨졌음을 보여준다. 인공위성을 통해 태양의 복사 에너지를 정밀하게 측정한 지난 35년에서 50년 동안, 지구의 평균 기온은 역사상 가장 가파르게 상승했다. 하지만 같은 기간 태양의 활동은 주기적인 변동을 보였을 뿐 장기적으로는 오히려 약간의 하강 추세를 보였다.9 즉, 온난화의 가장 극심했던 시기에 원인으로 지목된 태양 활동과 결과인 지구 기온은 서로 반대 방향으로 움직인 것이다.

더욱 결정적인 반증은 앞서 언급된 대기 온도 구조의 변화다. 태양 활동이 강화되었다면 대기 전체가 가열되어야 하지만, 실제로는 대류권만 가열되고 성층권은 냉각되었다.25 이는 온실가스 증가 외에는 설명할 수 없는 현상이다. 따라서 과거 특정 시기에 태양 활동이 기후에 중요한 영향을 미쳤다는 사실이, 현재의 온난화 역시 태양 때문이라는 주장을 뒷받침하지는 못한다. 오히려 관측 데이터는 현재 기후 시스템을 지배하는 더 강력한 다른 요인, 즉 인위적 온실가스가 존재함을 명백히 시사한다.

3.1.3 반론: 자연적 기후 변동 주기설 (과거에도 기후는 변했다)

또 다른 주요 반론은 지구의 기후가 빙하기와 간빙기를 오가는 등 수천, 수만 년 주기로 자연스럽게 변해왔으며, 현재의 온난화도 이러한 장기적인 자연 순환의 일부에 불과하다는 주장이다.12 이 주장은 현재의 변화가 특별하지 않으며 인간이 개입할 필요가 없다는 결론으로 이어진다.

3.1.4 재반박: 현재 온난화 속도의 이례성과 규모

이 반론의 맹점은 변화의 ’규모’에만 집중하고 변화의 ’속도’를 간과하는 것이다. 과거의 자연적 기후 변화는 밀란코비치 주기와 같은 지구 공전 궤도의 미세한 변화에 따라 수천 년에서 수만 년에 걸쳐 매우 점진적으로 일어났다.23 그러나 현재의 온난화는 불과 100~200년이라는 극히 짧은 시간 동안 발생했으며, 그 속도는 마지막 빙하기 이후의 자연적 온난화 속도보다 약 10배나 빠르다.4

생태계와 인간 사회가 변화에 적응할 수 있는 능력은 변화의 속도에 의해 결정된다. 과거의 점진적인 변화 속에서는 생물종들이 서식지를 이동하거나 진화하며 적응할 시간을 가질 수 있었다.31 그러나 현재와 같이 급격한 변화는 대부분의 생물종에게 적응할 시간을 허용하지 않아 대규모 멸종을 초래할 수 있다.9 마찬가지로, 수십 년에서 수백 년의 수명을 가정하고 건설된 인간 사회의 인프라, 농업 시스템, 물 관리 체계 등도 이처럼 빠른 속도의 변화에 대응하기 매우 어렵다. 따라서 “과거에도 기후는 변했다“는 주장은 현재 위기의 핵심인 ’속도’의 문제를 완전히 외면하는 것이다.

또한, 과거와 현재는 온난화의 인과관계 메커니즘 자체가 다르다. 과거 빙하기-간빙기 전환기의 온난화는 주로 지구 궤도 변화로 인한 태양 복사량 증가가 시작점이었고, 이로 인해 해수 온도가 상승하면서 바다에 녹아 있던 이산화탄소가 대기 중으로 방출되어 온난화를 증폭시키는 ‘되먹임’ 역할을 했다. 이 경우 기온 상승이 이산화탄소 농도 증가를 일부 선행하는 것처럼 보일 수 있다. 그러나 현재는 인간이 먼저 화석연료를 태워 막대한 양의 이산화탄소를 대기에 배출하여 온난화를 ’유발’하고 있다는 점에서 인과관계가 명확히 다르다.10

3.2 장: “데이터와 모델을 신뢰할 수 없다” 주장에 대한 검증

3.2.1 반론: 도시 열섬 효과(UHI)로 인한 데이터 왜곡

회의론자들은 많은 기온 관측소가 인구와 건물이 밀집된 도시에 위치해 있어, 아스팔트와 건물 등에서 발생하는 인공열(도시 열섬 효과) 때문에 기온이 실제보다 높게 측정되었다고 주장한다. 따라서 관측된 기온 상승은 전 지구적 온난화가 아니라 지역적인 도시화 효과를 반영한 것일 뿐이라는 논리다.33

3.2.2 재반박: 데이터 보정, 위성 관측 및 교차 검증

이 주장은 과학자들이 이미 수십 년 전부터 인지하고 해결해 온 문제를 새로운 발견인 것처럼 제시하는 오류를 범한다. 기후학자들은 데이터 처리 과정에서 도시 열섬 효과를 정량적으로 보정하거나, 인구 밀도가 낮은 농촌 지역 관측소 데이터와 비교하여 그 영향을 체계적으로 제거한다.9 이러한 보정 과정을 거친 후에도, 도시와 농촌 지역의 장기적인 기온 상승 ’추세’는 거의 동일하게 나타난다.10 이는 온난화가 도시화와 무관한 전 지구적 현상임을 보여준다.

가장 결정적인 반증은 지상 관측소와 완전히 무관한 데이터 소스에서도 동일한 온난화가 관측된다는 점이다. 바다 위에 떠 있는 수천 개의 해양 부표가 측정한 해수면 온도 데이터와, 지구 상공을 도는 인공위성이 측정한 대기 온도 데이터 역시 지상 관측소와 일치하는 온난화 추세를 명확히 보여준다.12 도시 열섬 효과는 바다 한가운데나 대기 상공에는 존재할 수 없다. 이처럼 회의론은 잠재적 오류 가능성을 ’제기’하는 데 그치지만, 과학은 그 가능성을 정량적으로 ’검증’하고 독립적인 데이터로 ’교차 확인’하는 엄격한 과정을 거친다. 도시 열섬 효과 논쟁은 이러한 과학적 프로세스를 무시하고, 문제 제기 자체를 전체 데이터의 신뢰도 파괴로 연결하려는 시도에 불과하다.

3.2.3 반론: 기후 모델의 근본적 불확실성

미래 기후 예측에 사용되는 컴퓨터 기후 모델은 회의론의 주요 공격 대상이다. 기후 시스템은 구름의 형성, 해류의 움직임 등 수많은 변수가 얽힌 매우 복잡한 시스템이므로 컴퓨터 모델로 정확히 예측하는 것은 근본적으로 불가능하다는 주장이다. 또한, 모델이 이산화탄소의 온난화 효과에 너무 민감하게 반응하도록 의도적으로 설정되었으며, 구름의 냉각 효과와 같은 불확실한 요소들을 제대로 반영하지 못한다는 비판도 제기된다.33

3.2.4 재반박: 모델의 물리적 기반, 과거 재현 능력 및 예측 검증

이러한 주장은 기후 모델의 역할과 본질에 대한 근본적인 오해에서 비롯된다. 기후 모델은 미래를 맞추는 ’수정구슬’이 아니라, 열역학, 유체역학 등 확립된 물리 법칙에 기반하여 지구의 에너지 균형과 기후 시스템의 반응을 계산하는 정교한 시뮬레이션 도구다.

모델의 신뢰성은 미래 예측 능력뿐만 아니라, 과거의 기후를 얼마나 잘 재현하는가(hindcasting)를 통해 엄격하게 검증된다. 현재의 기후 모델들은 인위적 온실가스 증가와 화산 폭발과 같은 자연적 요인을 입력했을 때, 20세기에 관측된 실제 기온 변화를 매우 성공적으로 재현해낸다.9 반면, 인위적 온실가스 요인을 제외하면 모델은 실제 관측된 급격한 온난화를 전혀 모의하지 못한다. 이는 온실가스가 최근 온난화의 핵심 요인임을 간접적으로 증명한다.

또한, 과거에 제시되었던 모델들의 예측은 시간이 흐르면서 실제 관측 데이터와 비교 검증되고 있다. 예를 들어, 1988년 NASA의 과학자 제임스 핸슨이 미 의회에서 증언하며 제시했던 초기 기후 모델의 온난화 예측은, 이후 30여 년간 실제 관측된 온난화 추세와 대체로 잘 부합하는 것으로 나타났다.23 물론 모델에는 구름 피드백 등 여전히 불확실성이 존재하며, 예측은 항상 특정 범위(range)로 제시된다. 그러나 온난화라는 큰 방향성과 규모를 예측하는 데 있어 기후 모델이 신뢰할 수 있는 도구임은 수많은 검증을 통해 입증되었다.

3.3 장: “온난화의 영향이 과장되었다” 주장에 대한 검증

3.3.1 반론: 과학계의 합의 부재 및 논쟁 지속

회의론자들은 인간 활동에 의한 지구온난화가 과학자들 사이에서도 여전히 활발한 논쟁의 대상이며, 확립된 사실이 아니라고 주장한다. 이를 뒷받침하기 위해 “31,487명의 미국 과학자들이 지구온난화에 반대하는 서명을 했다“는 등의 주장이 종종 인용된다.33

3.3.2 재반박: 다수의 연구로 입증된 97%의 과학적 합의

이 주장은 ’합의’의 의미와 과학계의 작동 방식을 왜곡한다. 과학에서 ’합의(consensus)’는 100% 만장일치가 아니라, 압도적인 증거에 기반하여 해당 분야 전문가 대다수가 특정 결론을 지지하는 상태를 의미한다. 이는 해당 주제가 더 이상 근본적인 논쟁의 대상이 아니며, 연구의 초점이 세부적인 과정과 영향을 규명하는 단계로 넘어갔음을 시사한다.

동료 심사를 거쳐 발표된 수천 편의 기후 관련 학술 논문들을 분석한 여러 독립적인 연구들은, 기후 변화를 연구하고 논문을 발표하는 기후 과학자들의 97% 이상이 ’지구는 온난화되고 있으며, 그 주된 원인은 인간 활동’이라는 데 동의함을 일관되게 보여주었다.9 또한, 미국 국립과학원, 영국 왕립학회를 포함한 전 세계 거의 모든 국가의 국립 과학 아카데미와 주요 과학 기관들은 모두 인간에 의한 기후변화를 인정하는 공식 성명을 발표했다.37

반면, “3만 명 서명“과 같은 주장은 그 신뢰도가 매우 낮다. 해당 서명은 관련 전공 지식이 없는 공학자, 의사, 심지어는 가상의 인물까지 포함하고 있으며, 서명자의 자격이 전혀 검증되지 않았다. 이는 과학적 합의를 측정하는 유효한 지표가 될 수 없다. 회의론은 이처럼 ’증거의 무게’를 무시하고 소수의 의견이나 비전문가의 주장을 전문가 집단의 압도적 합의와 동등한 것처럼 포장하여 대중에게 혼란을 야기한다.

3.3.3 반론: 이산화탄소의 미미한 역할과 온난화의 긍정적 효과

일부에서는 이산화탄소가 대기 중 0.04%에 불과한 극미량 기체이며, 온실 효과의 대부분은 수증기에 의해 발생하므로 이산화탄소의 역할은 미미하다고 주장한다.1 더 나아가, 이산화탄소 농도 증가는 식물의 성장을 촉진하는 ’비료 효과’를 가져오고, 온난화는 시베리아나 캐나다 북부와 같은 지역의 농업 가능 면적을 넓히는 등 긍정적인 효과도 있다고 말한다.10

3.3.4 재반박: 온실 효과의 물리적 원리와 압도적인 부정적 영향 분석

이 주장은 복잡한 기후 시스템의 한 단면만을 보고 전체를 판단하는 ’시스템적 사고의 부재’에서 비롯된 오류다. 수증기가 가장 강력한 온실가스인 것은 사실이다. 하지만 수증기는 대기 중에 머무는 시간이 짧고, 그 농도가 주변 온도에 의해 결정된다. 즉, 수증기는 온도를 스스로 변화시키지 못하고, 변화된 온도에 따라 그 양이 조절되는 ‘되먹임(feedback)’ 가스다. 반면, 이산화탄소는 대기 중에 수백 년 이상 머물며 안정적으로 존재하기 때문에, 그 농도 변화가 지구의 에너지 균형을 직접적으로 바꾸는 ’강제력(forcing)’으로 작용한다. 즉, 이산화탄소는 기후 시스템의 온도를 조절하는 ’제어 손잡이’와 같다. 인간 활동으로 이산화탄소 농도가 증가해 기온이 약간 상승하면, 더 따뜻해진 대기는 더 많은 수증기를 머금을 수 있게 되고, 이 증가한 수증기가 온난화를 더욱 증폭시키는 강력한 되먹임 효과를 일으킨다.1

온난화의 긍정적 효과 역시 마찬가지다. 이산화탄소 증가가 일부 식물의 성장을 촉진할 수 있다는 것은 실험실 환경에서는 사실이다. 그러나 현실 세계에서 식물이 성장하기 위해서는 이산화탄소 외에도 적절한 온도, 충분한 물, 토양 영양소 등 수많은 조건이 필요하다. 지구온난화는 바로 그 다른 필수 조건들을 파괴한다. 극심한 폭염, 장기적인 가뭄, 파괴적인 홍수, 새로운 병충해의 확산 등 기후 변화로 인한 광범위한 부정적 영향은 이산화탄소의 미미한 긍정적 효과를 압도하고도 남는다.9 IPCC 보고서는 농업, 수자원, 인간 건강, 생태계 등 모든 부문을 종합적으로 평가한 결과, 온난화로 인한 순(net) 영향이 모든 지역에서 압도적으로 부정적임을 명확히 하고 있다.40

| 반론 주장 | 핵심 논거 | 과학적 재반박 및 핵심 증거 |
| — | — | — | — |
| 태양 활동 주기설 | 지구 기후는 태양 활동에 의해 결정되며, 과거에도 상관관계가 있었다. | 최근 50년간 지구 기온은 급상승했으나, 태양 활동은 오히려 약간의 하강 추세를 보이며 역상관 관계를 나타낸다. 9 성층권 냉각과 대류권 온난화 패턴은 온실 효과로만 설명 가능하다. 25 |
| 자연적 기후 변동 주기설 | 과거에도 기후는 자연적으로 변해왔으며, 현재 온난화도 그 일부다. | 현재의 온난화 속도는 과거 자연적 변화보다 약 10배 빠르며, 생태계와 사회가 적응할 수 있는 속도를 초월한다. 4 과거와 달리 현재는 인간의 | CO2​ 배출이 온난화를 유발하는 명백한 인과관계를 보인다. 23 |
| 도시 열섬 효과(UHI) 데이터 왜곡 | 기온 데이터는 도시화로 인한 인공열 때문에 부풀려졌다. | 과학자들은 데이터 처리 과정에서 UHI 효과를 보정한다. 도시와 농촌 지역의 온난화 ’추세’는 동일하다. 9 위성, 해양 부표 등 UHI와 무관한 독립적 데이터도 동일한 온난화를 보여준다. 26 |
| 기후 모델의 불확실성 | 기후 시스템은 너무 복잡하여 컴퓨터 모델로 예측하는 것은 불가능하다. | 모델은 물리 법칙에 기반하며, 20세기 기온 변화 등 과거 기후를 성공적으로 재현함으로써 신뢰성을 검증받았다. 10 모델은 날씨가 아닌 장기적인 기후 ’경향’을 예측하는 도구이며, 과거 예측은 실제 관측과 대체로 부합했다. 23 |
| 과학계 합의 부재 | 수많은 과학자들이 인간 활동에 의한 지구온난화에 동의하지 않는다. | 동료 심사를 거친 논문 분석 결과, 기후 과학자 97% 이상이 인위적 지구온난화에 동의한다. 20 전 세계 모든 주요 과학 기관이 공식적으로 이를 지지한다. 37 |
| CO2​ 역할 미미 및 긍정적 효과 | CO2​는 미량 기체이며, 수증기가 주된 온실가스다. 온난화는 긍정적 효과도 있다. | CO2​는 온도를 조절하는 ’강제력’이며, 수증기는 온난화를 증폭시키는 ’되먹임’이다. 23 폭염, 가뭄, 홍수 등 압도적인 부정적 영향이 미미한 긍정적 효과를 상쇄하고도 남는다. 9 |

4. 미래 전망과 인류의 과제

지구온난화에 대한 과학적 논쟁이 사실상 종결되고, 그 원인이 인간 활동임이 명백해진 지금, 논의의 초점은 미래에 어떤 위험이 닥칠 것이며 인류는 어떻게 대응해야 하는가로 옮겨가고 있다. IPCC는 다양한 사회경제적 경로 시나리오를 바탕으로 미래 기후를 전망하고, 인류가 직면한 선택지를 구체적으로 제시한다.

4.1 장: IPCC 시나리오에 따른 미래 기후 전망

4.1.1 온난화 수준(1.5°C, 2.0°C, 3.0°C 이상)에 따른 부문별 영향

IPCC 6차 평가보고서는 미래 사회가 기후변화 완화 노력에 얼마나 적극적인지에 따라 달라지는 여러 ‘공통사회경제경로(Shared Socioeconomic Pathways, SSP)’ 시나리오를 기반으로 미래 기후를 전망한다.7 만약 현재의 온실가스 배출 정책이 그대로 유지되고 추가적인 감축 노력이 없다면, 2100년 지구의 평균 기온은 산업화 이전 대비 약

3.2∘C까지 상승할 것으로 예측된다.24 이는 파리 협정에서 목표로 한

1.5∘C나 2.0∘C를 훨씬 뛰어넘는 수치로, 인류 문명에 파국적인 영향을 미칠 수 있는 수준이다. 온난화 수준에 따른 부문별 영향은 다음과 같이 구체화된다.

• 1.5∘C 온난화: 파리 협정의 가장 의욕적인 목표치임에도 불구하고, 이미 심각한 영향을 동반한다. 폭염, 호우, 가뭄과 같은 극한 기후 현상의 빈도와 강도가 현재보다 현저히 증가한다. 전 세계 도시 인구 중 약 3억 5천만 명이 심각한 물 부족에 직면하게 될 것이다.40

• 2.0∘C 온난화: 1.5∘C에서 불과 0.5∘C가 추가로 상승하는 것이지만, 그 영향은 비선형적으로 증폭된다. 물 부족에 시달리는 도시 인구는 4억 1천만 명으로 늘어난다.40 여름철 북극 해빙이 거의 완전히 소멸할 가능성이 매우 높아지며 8, 지구상 산호초의 99% 이상이 사라져 해양 생태계가 회복 불가능한 타격을 입게 된다.

• 3.0∘C 이상 온난화: 인류가 통제 불가능한 영역으로 진입하는 수준이다. 지구 생물종의 30% 이상이 심각한 멸종 위기에 처할 수 있으며 32, 주요 곡창지대의 농업 생산성이 급감하여 전 지구적인 식량 안보 시스템에 광범위한 붕괴가 예상된다.40 해수면 상승으로 인해 저지대 해안 도시와 섬나라들이 물에 잠기고, 일부 열대 지역은 극심한 폭염으로 인해 인간이 거주하기 어려운 환경으로 변할 수 있다.

온난화의 영향은 온도 상승에 정비례하여 점진적으로 증가하지 않는다. 1.5∘C에서 2.0∘C로의 0.5∘C 추가 상승은 단순히 피해가 33% 증가하는 것을 의미하지 않는다. 이는 산호초 생태계의 완전한 붕괴나 영구동토층 해빙의 가속화와 같이, 특정 시스템을 회복 불가능한 상태로 밀어 넣는 ’임계점(Tipping Point)’을 넘을 수 있음을 의미한다. 이러한 리스크의 비선형적 증가는 점진적 대응이 아닌, 특정 임계점을 넘지 않기 위한 시급하고 과감한 행동의 필요성을 과학적으로 뒷받침한다.

4.1.2 티핑 포인트(Tipping Points)와 돌이킬 수 없는 변화의 위험

미래 기후변화의 가장 우려스러운 측면 중 하나는 ’티핑 포인트’의 존재다. 티핑 포인트란, 기후 시스템의 특정 부분이 점진적으로 변하다가 특정 임계점을 넘어서면 갑작스럽고, 빠르며, 종종 돌이킬 수 없는 상태로 전환되는 현상을 말한다. 예를 들어, 아마존 열대우림은 일정 수준 이상의 가뭄과 기온 상승이 지속되면 스스로 습도를 유지하는 능력을 잃고 건조한 사바나 초원으로 급격히 전환될 수 있다. 그린란드 빙상은 특정 온난화 수준을 넘으면 그 거대한 질량 때문에 녹는 것을 멈출 수 없는 상태에 이를 수 있으며, 이는 수 세기에 걸쳐 해수면을 수 미터 상승시키는 결과를 낳는다.

이러한 변화는 한번 시작되면 인간이 온실가스 배출을 중단하더라도 되돌릴 수 없다. 특히 해수면 상승과 심해 온난화 같은 일부 변화는 그 관성이 매우 커서, 설령 넷제로(Net-zero) 배출을 달성하더라도 수백 년에서 수천 년간 지속될 것이다.16 이는 현재 세대의 행동이 미래 수십, 수백 세대의 운명을 결정짓는다는 것을 의미하며, 기후변화 대응에 있어 예방적 원칙과 시급성이 왜 중요한지를 보여준다.

4.2 장: 기후변화 대응 전략: 완화와 적응

기후변화의 심각한 위협에 대응하기 위한 전략은 크게 ’완화’와 ‘적응’ 두 가지로 나뉜다. 이 두 전략은 상호 보완적이며, 어느 하나만으로는 기후 위기를 해결할 수 없다.

• 완화(Mitigation): 완화는 온실가스 배출 자체를 줄이거나 대기 중의 온실가스를 제거하여 기후변화의 근본 원인을 해결하려는 노력이다. 여기에는 에너지 시스템을 화석연료에서 재생에너지(태양광, 풍력 등)로 전환하고, 에너지 효율을 높이며, 산업 공정을 개선하고, 전기차를 보급하며, 산림을 보존하고 재조림하는 등의 활동이 포함된다.42 IPCC는 파리 협정의

1.5∘C 목표를 달성하기 위해서는 2030년까지 전 세계 온실가스 배출량을 2019년 대비 최소 43% 감축해야 한다고 제시했다.

• 적응(Adaptation): 적응은 이미 진행되고 있거나 미래에 피할 수 없는 기후변화의 영향에 대비하고, 그로 인한 피해를 최소화하려는 노력이다. 여기에는 상승하는 해수면에 대비한 해안 방벽 건설, 잦아지는 가뭄에 견딜 수 있는 새로운 작물 품종 개발, 폭염에 대비한 도시 녹지 공간 확충 및 경보 시스템 구축, 기후변화가 수자원에 미치는 영향을 고려한 댐 및 물 관리 시스템 재설계 등이 포함된다.32

이 두 전략은 별개가 아니라 서로의 성공 가능성을 결정하는 깊은 상호의존적 관계에 있다. 완화 노력이 성공적으로 이루어져 온난화를 낮은 수준(1.5∘C)에서 억제한다면, 인류가 적응해야 할 문제의 규모는 관리 가능한 수준이 될 것이다. 그러나 완화 노력이 실패하여 온난화가 심화될수록(3.0∘C 이상), 해수면 상승, 식량 위기, 물 부족 등의 영향이 너무나 거대해져 어떤 적응 기술이나 재정으로도 대응할 수 없는 ’적응의 한계(limits to adaptation)’에 부딪히게 된다. 따라서 현재 완화에 투자하는 것은 미래에 닥칠 감당 불가능한 적응 비용과 고통을 줄이는 가장 효과적이고 근본적인 방법이다.

궁극적으로 인류가 나아가야 할 길은 완화와 적응 노력을 사회의 모든 부문에 통합하여 지속가능한 발전을 추구하는 ‘기후탄력적 개발(Climate Resilient Development)’ 경로다.42 이는 단순히 기술적 해결책을 넘어, 효과적인 국가 제도와 정책, 기후 행동을 뒷받침하는 금융 시스템, 그리고 국경을 넘는 국제 협력이 모두 조화를 이룰 때 비로소 가능하다.

5. 결론

본 보고서는 지구온난화를 둘러싼 주장과 반론을 다각적인 과학적 증거를 통해 심층적으로 분석했다. 분석 결과, 지구온난화가 현재 진행 중인 명백한 현실이며, 그 주된 원인이 화석연료 연소 등 인간 활동에 있다는 사실은 더 이상 과학적 논쟁의 대상이 아님이 명확하다. 전 지구적 기온 상승, 해양 온난화, 빙권의 급격한 축소, 가속화되는 해수면 상승, 그리고 대기 중 이산화탄소 농도의 전례 없는 증가는 모두 독립적이면서도 상호 연결된 증거들로서, 하나의 일관된 물리적 현실을 가리키고 있다.

이에 맞서는 주요 반론들, 즉 태양 활동 주기설, 자연적 기후 변동설, 데이터 및 모델의 신뢰성 문제 등은 대부분 전체 증거 중 일부만을 선택적으로 취하거나, 과학적 데이터와 연구 프로세스에 대한 오해에 기반하고 있음이 확인되었다. 과학계는 이러한 잠재적 문제들을 이미 인지하고 데이터 보정과 교차 검증 등 엄격한 과정을 통해 결론의 신뢰성을 확보해왔다. 따라서 논쟁의 초점은 이제 온난화의 실재 여부가 아니라, 그 영향의 심각성을 어떻게 줄이고 피할 수 없는 변화에 어떻게 적응할 것인가로 완전히 전환되어야 한다.

IPCC 6차 평가보고서가 강력히 경고하듯, 인류에게 남은 시간은 많지 않다. 현재의 배출 추세가 이어진다면 가까운 미래(2021-2040년)에 지구 평균 기온 상승폭은 파리 협정의 목표인 1.5∘C에 도달할 것이다.44 향후 10년의 기후 행동이 앞으로 다가올 수천 년의 지구 환경을 결정할 것이라는 과학계의 엄중한 메시지는 24, 더 이상 지체할 시간이 없음을 시사한다. 기후 위기는 인류가 공동으로 직면한 가장 큰 위협이며, 이에 대응하기 위해서는 과학에 기반한 신속하고 과감하며 전 지구적인 협력이 그 어느 때보다 절실히 요구된다.

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