학문
대기 화학 반응은 기후 변화 예측에 어떤 불확실성을 남기나요?
안녕하십니까.
온실가스와 에어로졸의 생성이나 소멸과장은 매우 복잡합니다. 이러한 화학 반응의 불확실성이 기후 모델 정확도에 미치는 영향에 대해서 의견 부탁드립니다.
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안녕하세요.
온실가스와 에어로졸의 생성, 변환, 제거를 담당하는 화학 과정은 실험적으로도 완전히 규명되지 않은 부분이 많기 때문에 예측에 본질적인 불확실성을 남길 수 있는데요, 먼저 온실가스 측면에서 메탄, 아산화질소, 오존은 단순한 배출량만으로 농도가 결정되지 않고, 대기 중 라디칼과의 반응 속도에 의해 수명이 좌우됩니다. 그런데 OH 농도는 자외선, 수증기, 질소산화물, 휘발성유기화합물의 복잡한 광화학 반응으로 생성되기 때문에, 지역이나 계절,고도에 따라 크게 달라집니다. 이로 인해 동일한 메탄 배출량이라도 실제 대기 체류 시간과 온실효과가 달라질 수 있으며, 이는 장기 온난화 예측의 불확실성으로 이어집니다. 에어로졸의 경우 불확실성은 더 큰데요 황산염, 질산염, 유기 에어로졸은 1차 배출뿐 아니라, 기체 상태 전구물질이 산화 및응축되면서 생성되는 2차 에어로졸 비중이 매우 큰데, 이 과정은 온도, 습도, 산화제 농도, 태양복사에 따라 민감하게 변합니다. 특히 유기 에어로졸은 수천 종 이상의 화합물이 관여해 실험실 반응 속도조차 정확히 알기 어렵고, 구름 응결핵으로 작용해 구름의 밝기와 수명을 바꾸는 간접 효과까지 포함하면 복사 강제력 추정 오차가 매우 커집니다.
이와 같은 화학적 불확실성은 기후 모델에서 복사 강제력 계산의 범위를 넓히는 요인으로 작용합니다. 즉, 온실가스의 수명 변화와 에어로졸의 냉각 효과 크기가 정확히 정해지지 않기 때문에, 동일한 배출 시나리오에서도 온도 상승 예측 폭이 달라지게 되며 특히 에어로졸의 냉각 효과는 지역적으로는 온난화를 가릴 수 있지만, 시간이 지나 배출이 줄면 급격한 온도 상승이 나타날 가능성도 있어 정책 예측에도 큰 영향을 줄 수 있습니다. 감사합니다.