IBS, 미래 영구동토층 해빙 영향 분석

[충청뉴스 이성현 기자] 지구온난화로 영구동토층 해빙이 가속화되면서 북반구 극지역의 산불이 더욱 증가하고 그 피해는 심화될 것이라는 분석이 나왔다.

기초과학연구원(IBS)은 악셀 팀머만 기후물리 연구단장 연구팀이 기후 및 영구동토층 전문가와 함께 대규모 기후 모델 시뮬레이션 자료를 이용하여 지구온난화 가속화에 따른 산불 증가를 예측했다고 24일 밝혔다.

최근 관측 현황을 보면, 이례적으로 따뜻하고 건조한 상태로 인해 북극 지역의 대형 산불 피해는 더욱 증가했다. 따라서 미래 인간의 활동에 따른 지구온난화가 북극 산불 발생에 어떤 영향을 미칠지 이해하는 것은 기후 변화 문제에서 중요한 과제다.

또 이를 이해하기 위해서 산불 연소의 핵심 요소이자 영구동토층에 영향을 크게 받는 토양 수분 함량 및 영구동토층 해빙 가속화의 역할 고려가 필요하다.

하지만 기존 산불 연구들은 주로 기상 조건에 의한 산불 위험지수를 산출해왔으며, 관련 연구 기후 모델들은 지구온난화, 영구동토층의 해빙, 토양 수분-산불 간의 상호작용, 식생 변화 고려 등을 충분히 고려하지 않았었다.

이에 연구팀은 가장 포괄적인 지구 시스템 모델 중 하나인 복합 지구 시스템 모델(CESM)을 영구동토층 및 산불 분석에 사용했다. 이 모델은 토양 수분, 영구동토층, 산불 과정을 통합적으로 결합한 최초의 모델이다.

IBS 연구팀과 미국 콜로라도 국립 대기연구센터(NCAR) 공동연구팀은 자연적 요인에 의한 기후 변화와 인간 활동에 의한(온실가스 배출 증가로 인한) 영향을 명확히 구분하기 위해, IBS 슈퍼컴퓨터 ‘알레프(Aleph)’를 이용하여 1850~2100년의 기간을 다루는 과거-미래 대규모 100개 앙상블 시뮬레이션(SSP3-7.0 온실가스 배출 시나리오)을 수행했고 이 중 명확한 메커니즘 설명을 위한 동일 조건의 50개의 앙상블 시뮬레이션 자료를 선택 후 분석했다.

그 결과 21세기 중후반에는 인간 활동에 의한 온난화(온실가스 배출 증가)로 인해 영구동토 지역의 약 50%가 급격한 영구동토층 해빙이 발생할 것으로 예측했다. 이는 많은 지역에서 과잉된 토양 수분 배수의 빠른 증가와 토양 수분을 급격히 감소시키며, 토양 건조 환경은 특히 여름철 지면으로부터의 증발산을 감소시켜 기온을 증가시키고 대기를 더욱 건조하게 만든다.

악셀 팀머만 단장은 “산불은 대기 중으로 이산화탄소, 블랙카본, 그리고 유기탄소를 방출한다. 이는 기후에 영향을 미치는 것은 물론, 북극의 영구동토층 해빙 과정에 다시 영향을 미칠 수 있다"며 "하지만 아직 지구 시스템 모델에 산불에 의한 연소 생성물과 대기 간의 상호작용은 완전히 포함되어 있지 않기에, 앞으로 이러한 측면을 더 자세히 연구하고자 한다”고 설명했다.