[re] 검은 온실효과 관련...

글쓴이
소요유
등록일
2002-11-15 12:35
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자세한 설명 감사합니다. 이제 좀 정신이 드네요.  뭔 일이 많아선지 제대로 생각해 볼 시간이 없습니다.

첫째, 지금 말씀하시는 것이 CO2와  PHAs (제 쪽에서는 이렇게 이야기하는데 저도 그쪽이 주전공이 아니라 잘은 모르겠군요)  상대적인 비교를 말씀하시는 것인지요?  그렇다면 유종완님의 글이 '일단' 이해됩니다.

둘째, 우리가 생각해봐야 할 점은 이른 바 온실효과로 불리는 지구 평균 온도의 상승을 지구 대기의 태양에너지 수급 불균형 메카니즘으로 설명할 수 있다며, 그리고 그러한 수급 불균형을 일으키는 물질이 대기 중에서 발견된다면, 그 양(밀도)과 함께 이러한 에너지 수급의 불균형을 주로 일으키는 물질의 특성은 지구로 부터 우주로 탈출하는 빛의 대부분을 어는 분자가 어떻게 흡수하여 유지시키느냐에 있습니다.  그래서 회원게시판에서 댓글에서 질문드린겁니다.

설령 어떤 물질이 지구로부터 방출되는 태양반사 빛을 포함한 복사에너지 전파장에 걸쳐 흡수를 하는 경우라도 지구의 온도를 높이기 위해서는 지구가 주로 방출하는 흑체복사의 온도에 따라 결정되는 파장에 따른 복사 에너지 분포와 관련 있다고 봐야 합니다.

셋째, 둘째에서 거론한 문제는 그 미시적인 프로세스가 어떻든 결국에는 지구흑체에서 우주공간으로 탈출하는 에너지의 대부분의 수급을 어떤 물질이 어떻게 교란 시키느냐에 있습니다. 이것은 결국에는 태양에너지를 어떻게 대기를 포함한 지구전체가 분배하여 갖고, 한편으로 새로 얻은 태양에너지를 어떻게  우주공간으로 다시 되돌려 보내는가와 관계됩니다.       

넷째, 관측과 이론에 나타난 지구대기의 열적 균형을 살펴보면 지구 전체적으로 볼 때 단주기적인 변화, 이를테면 하루~수백일 정도의 변화는 지구대기 자체만의 열적 균형으로 설명할 수 있습니다. 그러나 수년~수십년간의 변화는 지구대기 자체만의 열적 균형으로 설명할 수 없고,  해양을 포함한 지표까지의  열적 균형을  포함해야 합니다. 예를 들며 엘리뇨 현상 같은 것 말입니다.
따라서 이러한 장주기적인 현상에 태양에너지의 열 분배를 고려하려면 결국에는 대기+지표+해양 (사실은 여기에 생태계를 포함시켜야 하는데 그 기여도는 10%정도입니다) 의 에너지 수급을 살펴봐야 합니다.     

다섯째, 유종완님의 이론을 지구 대기모델에 적용시키기 위해서는 단순하게 분자차원의 미시적인 문제가 아니라  이러한 장주기적인 변화에 영향을 주는 요소로서 그러한 물질들이 얼마나 기여할 수 있는가를 따져봐야 합니다 (당근이지요).

예를 들면 지구대기에 있는 어떤 물질이든지 태양에너지를 효과적으로 흡수하여 열로 전환시킨다 하더라도, 즉 이러한 물질이 충분할 정도로 존재한다고 한다면, 이 물질들이 우선 단기적이고 국지적인기상변화를 유발할 수 있을 것 같습니다. 그러나 지구라는 큰 틀에서보면 기상변화라는 것은 결국 '가시영역'에 에너지가 주로 몰려 있는 태양에너지를,

'지구대기에 포함된 분자들의 흡수 - 일부 재방출 및 열적 에너지로의 전환  -  열적 에너지 분포 불균형에 의하여 나타난 기상현상 (바람, 비, 마찰)에 의한 열적 에너지 손실 - 지구 전체의 에너지로 전환 (즉 흑체에너지)'

이러한 복잡한 관계를 거쳐 결국에는  태양에너지의 일부가 지구의 흑체복사 에너지로 전환됨니다.
이 것은 지구대기에 태양빛을 흡수하는 물질이 아주 많이 늘어나더라도 그 물질들이 지구 복사를 차단하지 않는다면 전체적으로 영향을 못 준다는 이야기가 됩니다.

여섯째, 따라서 (처음으로 다시 돌아가서) 결국에는 거시적인 지구의 평균 온도는 지구의 흑체 온도의 다른 이름이고, 결국 거시적으로 지구의 온도의 변화는 결국 지구 흑체복사의 수급불균형으로 설명되어야 한다는 것입니다.

즉, 지구 흑체복사에 의하여 지구를 탈출하는 지구자체의 복사를 대기중에 있는 어는 분자나 물질이 효과적으로 차단하여 다시 지구의 온도를 올리는데  유용한가가 이 문제의 핵심입니다.  이런 입장에서 PHAs와 CO2의 역할을 비교해 볼 수 있으리라 봅니다.


일곱째, 사실 전 개인적으로 지구 온난화와 관계되는 CO2의 역할에 대하여 그렇게 큰 신뢰가 가지 않습니다. 이전 기후의 연구에 따르면 지구 온난화는 반주기적 (semi-periodic)으로 찾아왔고, 지구의 평균 온도가 꼭  CO2의 농도와 일치하는 것은 아닌 것으로 나타나기 때문입니다. 다만 CO2가 가지는 특성, 즉, 지구 흑체복사의 피크 근처에서 흡수라는 CO2의 물리적 역할은  미시적인 스케일에서의 적용된다라는 것은 인정하지만 그게 거시적이고 복잡한, 특히 생태계가 존재하는 지구에서 그 효과가 그대로 적용될 거라고는 생각하지 않습니다. 

마지막으로 사실 어떤 물질이든 지구에서의  에너지 수급을 물리적으로 완벽하게 설명하기가 쉽지많은 않을 것입니다.

  • 유종완 ()

      좋은 분석에 감사드립니다

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