[기후의 과학 ④ ] 기후 민감도(ECS)

[기후의 과학 ④ ] 기후 민감도(ECS)

이 글은 마나베 슈쿠로 등의 저서 『기후의 과학』을 바탕으로, 기후 모형의 성패를 가르는 핵심인 ‘제2종 되먹임 과정’과 평형 기후 민감도(ECS)의 도출 과정을 다룹니다.

기후 민감도의 개념과 함께 외부 열 강제력($Q$)과 복사 감쇠 비율인 되먹임 모수($\lambda$), 그리고 이를 조절하는 증폭 인자($g$) 사이의 수학적 관계식을 분석합니다.

플랑크 되먹임 외에 온난화를 증폭하거나 억제하는 수증기, 감률, 알베도, 구름 등 제2종 되먹임 요소들의 구체적인 피드백 메커니즘을 상세히 설명합니다.

지구 모형(GFDL, GISS)과 IPCC AR6 기반의 되먹임 인자 세부 분리표를 활용하여 기후 민감도가 약 $3.0^\circ\mathrm{C}$로 산출되는 과정을 정량적으로 추적합니다.

최종 빙기 극대기(LGM) 등 지질학적 데이터 검증과 해양의 거대한 열 관성이 만드는 ‘시간 지체(Time Lag)’를 통해 현재 우리가 마주한 미실현 온난화의 실체를 고찰합니다.

[기후의 과학 ③ ] 3차원 대기 대순환 모형(GCM)

[기후의 과학 ③ ] 3차원 대기 대순환 모형(GCM)

이 글은 마나베 슈쿠로 등의 저서 『기후의 과학』을 바탕으로, 지구의 에너지가 수직뿐만 아니라 남북·동서로 이동하고 재분배되는 과정을 다루는 ‘3차원 대기 대순환 모형(GCM)’을 다룹니다.

적도의 더운 공기가 상승하고 아열대에 하강하며 사막과 무역풍을 만드는 ‘해들리 순환’의 물리적 메커니즘을 상세히 설명합니다.

수증기가 응결하며 방출하는 잠열이 대기를 데우고 상층으로 열을 수송하는 핵심 엔진인 ‘습윤 대류 조정’의 작동 원리를 조명합니다.이산화탄소($CO_2$) 2배 증가 실험을 통해 고위도에서 눈과 해빙이 녹아 태양열 흡수를 늘리는 ‘양의 알베도 되먹임(극지 증폭)’ 현상을 입증합니다.

태양 복사 조도 변화와 냉각 시나리오 분석을 통해 기후 시스템이 ‘눈덩이 지구’와 같은 임계점에 빠질 수 있는 비선형적 위험성을 경고합니다.