캐나다 브리티시 컬럼비아주의 작은 마을인 리턴은 옛날에는 주변의 경치 좋은 산맥과 강을 감상하기 위해 하이킹을 하거나 관광객들이 잠시 쉬어가는 곳이었습니다.

그러나 2021년   태평양 북서부 대부분을 휩쓴  전례 없는 폭염으로 인해 발생한 파괴적인 산불로 인해 거의 모든  주택과 건물이 파괴되었고, 250명의 주민 중 2명이 사망했습니다.

재난 속에서 리튼의 기온은  49.6도에 달해  캐나다 역사상 최고 기온을 기록했으며, 캐나다의 이전 기록보다 4.6도나 높아졌습니다.

더위를 연구하는 기후 과학자들은 기록적인 고온에 큰 충격을 받았습니다.

"우리가 아는 한, 이 [폭염]은 기본적으로 불가능합니다." 극한 기상 분야의 선구자였던 고인이 된 Geert Jan van Oldenborgh 박사는   당시 기자 회견에서 이렇게 말했습니다 .

그 이후로 지구는 더 많은 "기록을 깨는" 극한 상황을 경험했습니다.

2022년 영국의 기온은   폭염이 지속되는 여름철에  40.3도에 도달했습니다. 이는 이전 기록보다 1.6도 높은 수치입니다. 1년 후 중국의 국가 기록은 1.9도나 깨져서 52.2도에 도달했습니다 .

동시에 주요 기후 과학자들은 이런 현상이 왜 발생하는지, 이것이 급격히 상승하는 지구 온도와 어떻게 관련이 있는지, 그리고 이것이 지구의 미래에 어떤 의미를 가질 수 있는지를 이해하기 위해 노력해 왔습니다.

Carbon Brief에서는 전문가들과 인터뷰를 하고 최신 과학적 증거를 평가하여 기후 변화로 인해 전 세계적으로 기록적인 극심한 더위가 발생하는 이유를 알아봅니다.

'기록을 깨는' 극심한 더위란 무엇인가?

인간이 초래한 급격한 기후 변화의 시대에, 더위로 인해 지역적, 국가적으로 새로운 기온 기록이 수립되는 일이  너무 자주 발생하여  때로는 당연한 일처럼 느껴질 수도 있습니다.

그러나 가끔은 기록이 큰 폭으로 깨지기도 하며, 전례 없는 영향을 미치기도 하며,   기후 변화의 속도에 대한 경각심을 불러일으키기도 합니다.

연구자들은 이를 "기록을 깨는" 또는 "기록을 깨는" 더위라고 부릅니다.  ETH 취리히 의 기후 극한 과학자  이자 기후 변화에 관한 정부 간 패널 (IPCC)  의   가장 최근의  획기적인 평가 의 주요 저자 인 에리히 피셔 교수가 설명  합니다. 그는 Carbon Brief에 다음과 같이 말합니다.

"저는 그것을 이전 기록을 큰 폭으로 깼던 기록 경신 이벤트의 한 종류로 정의하고 싶습니다."

그 여유는 해당 사건에 따라 달라진다고 그는 말한다.

예를 들어, 이전 기록보다 몇 십 분의 몇도 더 높은 새로운 국가 기온 기록은 기록을 깨는 것으로 간주되지 않습니다.

 그러나 2023년의 세계 평균 기온은 2016년의 이전 기록보다 0.14~0.17도 높았 을 뿐인데도 기록을 경신할 정도입니다  .

이는 넓은 지역과 시간 척도에 대한 평균을 취하는 것이 기후의 자연적 변동성의 영향을 최소화할 가능성이 더 높기 때문이며, 더 작은 상승 추세가 더 의미가 있다고 Fischer는 설명합니다.

"지구 온도가 약간 흔들리기는 하지만 상당히 부드럽게 상승할 것으로 예상할 수 있습니다. 우리 뒷마당의 온도와는 달리, 미친 듯이 오르락내리락합니다."

과학자들은 다양한 시간 척도와 다양한 지리적 영역에서 기록을 깨는 사건의 규모를 정량화하기 위해 종종  표준 편차를 사용합니다 . 이는 데이터가 평균에서 얼마나 퍼져 있는지를 측정하는 것입니다. 

데이터의 "정규 분포"라고 알려진 분포에서 데이터 포인트의 68%는  평균으로부터 1표준편차 이내에 위치하고 , 95%는 2표준편차 이내에 위치하고, 99.7%는 3표준편차 이내에 위치합니다. 

따라서 과학자들은 특정 열파에 대해 해당 사건이 해당 지역의 평균 기후에서 얼마나 표준 편차가 떨어져 있는지 계산합니다. 기록을 깨는 극심한 사건은 평균을 여러 표준 편차 넘어설 것입니다.

최근 몇 년 동안은 기록을 깨는 극심한 더위가 다양하게 나타났습니다.

프랑스와 영국을 포함한 서유럽과 중국, 캐나다 등지에서 폭염으로 인해 국가 차원의 새로운 기록이 경신되었습니다. 

연구 에 따르면, 2021년 태평양 북서부  에서 발생한 폭염은  캐나다 리튼에서 역대 최고 기온 기록을 경신한 것으로, 기록된 역대 최대 규모의 폭염 중 하나입니다. 하지만 표준 편차 측면에서 훨씬 더 극단적인 사례도 몇 건 있었습니다   .

해당 연구 논문에 따르면 태평양 북서부 지역의 폭염은 4표준편차가 조금 넘는 온도 기록을 경신했고, 1998년 동남아시아에서 기록된 역대 가장 극심한 폭염은 5표준편차가 조금 넘는 온도 기록을 경신했습니다.

최근 몇 년 동안 발생한 기록적인 더위 사건으로는   2023년 3월부터 북대서양에서 1년간 지속된 해양 더위가 있습니다. 당시 해수면 온도는 정상보다 최대 5도까지 높았습니다.

이 사건으로 인해 대서양의 열대 산호초 거의 대부분이 치명적인 열 스트레스를 받았고  2023년 대서양 허리케인 시즌이 매우 활발해  졌습니다  .

이러한 극단적인 상황에 대한 이해는 일반적으로 남반구 국가보다 북반구 국가에서 더 잘 이해된다는 점이 주목할 만합니다.

그 이유는 글로벌-북부 국가의 기온 기록이 더 길고 더 완전하며, 기상 관측소도 더 많기 때문입니다. 이전  Carbon Brief  분석에 따르면 아프리카는 모든 대륙 중에서 기상 관측소 밀도가 가장 낮았고, 그 다음은 남미와 아시아였습니다.

이는 과학자들이 기록을 깨는 더위의 지리적 분포를 완전히 이해하지 못한다는 것을 의미한다고   파리에 있는  Institut Pierre-Simon Laplace 의 National Centre for Scientific Research의 수석 기후 과학자이자  IPCC의 기후 과학 작업 그룹 공동 의장 인 Robert Vautard 박사  는 말한다. 그는 Carbon Brief에 다음과 같이 말한다.

"우리는 다른 지역보다 기록적인 사건이 더 많이 예상되는 곳이 어디인지 완전히 알지 못합니다... 그것은 제가 앞으로 몇 년 동안 진전을 기대하는 분야입니다."

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왜 더위 기록이 엄청난 차이로 깨지고 있을까?

2021년 태평양 북서부 지역을 휩쓴 폭염의 여파로 과학자들은 자신들이 연구하는 기온의 종류에 대해 고민하게 되었습니다.

당시  극한 현상에 대한 기후 변화의 영향을 연구하는 과학자 컨소시엄인 World Weather Attribution  서비스의 연구자들은 지구가 "비선형 한계를 넘었다"는 것을 나타낼 수 있다고 제안했습니다. 즉, 지구 온도가 약간만 상승하더라도 과학자들이 예상했던 것보다 극심한 더위가 훨씬 더 크게 상승하는 것입니다.

WWA의 공동 창립자인 반 올덴보그는  기자 회견 에서 "이것은 특별한 사건입니다." 라고 말하며, "온난화 기후에서 열파가 어떻게 행동할지에 대한 우리의 이론적 그림"이 "이렇게 극적으로 깨졌다"는 사실을 알게 되어 "놀랍고 충격적"이라고 덧붙였습니다.

그 이후로  여러  연구에서  태평양 북서부에서 나타나는 극심한 더위의 원인과   더 넓게는 기록적인 더위의 발생에 대한 가능성이 조사되었습니다.

새로운 합의에 따르면, 이러한 극단적인 상황은 엄청나고 위험하기는 하지만 지구 온도가 계속 빠르게 상승함에 따라 세계가 예상할 수 있는 범위 내에 있다는 것입니다.

최근 환경 연구 편지 에 게재된 연구를 주도하여   과학자들이 예상했던 것보다 더운 날씨가 증가하고 있는지 조사한 Vautard는 Carbon Brief에 다음과 같이 말했습니다.

"연구에 따르면 이것이 우리가 기후 변화에 대해 기대하는 바입니다. 우리가 이해하지 못하는 다른 것은 없습니다. 끔찍하지만 우리는 이해합니다."

기록이 점진적인 증가가 아닌 큰 폭으로 깨지는 이유는 지구 온도의 급격한 상승을 고려하면 이해할 수 있다고 피셔는 설명합니다. 그는 또한   이 현상을 조사한 논문을 발표 했습니다. 그는 이렇게 말합니다.

"온난화 속도가 중요한 역할을 합니다. 예를 들어 50년에 한 번 일어나는 사건이 있다면, 한 번 일어난 후 [평균적으로] 50년 후에 다시 일어난다면, 그 사이의 기후는 매우, 매우 빠르게 따뜻해졌기 때문에 이 두 사건의 규모 차이가 훨씬 더 클 것입니다."

다시 말해, 자연적 요인과 인간적 요인을 포함한 다양한 기후 요인이 합쳐져 극심한 더위 현상이 발생하는 경우가 종종 있습니다.

과학자들은 이러한 사건을 설명하기 위해 재현 기간을 사용하는데, 재현 기간이 길수록 언제든지 발생할 가능성이 낮은 극단적인 사건을 나타냅니다.

이는 태평양 북서부 폭염 때의 경우로, 대기 중 고기압 영역인 " 블로킹 " 날씨 패턴이 그 지역에 정체되어 비정상적으로 높은 온도의 돔을 형성했습니다. 동시에  건조한 토양 의 영향으로 온도가 더욱 악화되었습니다 .

이런 사건이 발생할 때마다 인간이 초래한 기후 변화가 배경이 되며, 이로 인해 더위가 더 강렬하고 빈번해지고 있습니다.

지구 온도가 계속 상승함에 따라 극심한 더위 현상에 미치는 영향도 점점 더 커지고 있습니다. 

따라서 매우 드문 열사병이 계속 증가하는 기온 상승과 결합하면 기록적인 사건이 발생할 수 있다고  최근 Environmental Research Letters 연구의 공동 저자였던 Imperial College London 의 기후 통계학자인  클레어 반스 박사는 말합니다 . 그녀는 Carbon Brief에 다음과 같이 말합니다.

"우리가 보고 있는 극심한 더위는 예상치 못한 것이 아닙니다."

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앞으로 기록적인 폭염이 더 증가할 가능성은 어떻게 될까?

피셔는 2021년에 Nature Climate Change 에 게재한 연구에서   미래에 기록적인 폭염 현상이 어떻게 증가할 수 있는지 탐구했습니다.

이 연구에서는 이러한 현상을 이전 기록을 2, 3 또는 4표준편차만큼 깨는 일주일 동안 지속되는 극심한 더위로 간주했습니다.

2표준편차 범주에 속하는 사건으로는  2003년 유럽 폭염으로 3만 명이 사망했고,  2010년 러시아 폭염으로 모스크바에서 최소 5,000명이 사망했습니다.

연구자들은 다양한 미래 시나리오에서 이러한 사건이 발생할 가능성을 살펴보았습니다.

여기에는 온실 가스 배출이 극도로 높은 미래 시나리오(일명 " RCP8.5 ")와 지구 온도 상승이 2100년까지 2C 이하로 제한되는 시나리오(일명 " RCP2.6 ")가 포함되었습니다. (지구 온난화를 "2C 이하"로 제한하는 것은 파리 협정 에 따라 국가가 설정한 장기 목표의 일부입니다  .)

연구에 따르면, 매우 높은 온실 가스 배출 시나리오에서 3표준편차 이상 기록을 경신하는 일주일간의 더위 현상이 2021~2050년에 발생할 가능성은 지난 30년과 비교했을 때 2~7배, 2051~2080년에 발생할 가능성은 3~21배 더 높아질 것으로 나타났습니다.

반대로, 세계가 지구 온난화를 2C로 제한할 수 있다면, 즉 순 제로 온실 가스 배출에 도달하여 기후를 안정화하는 것을 포함한다면, 기록을 깨는 폭염 사건의 발생은 빠르게 감소할 것이라고 피셔는 말한다.

"기후를 안정화하는 데 성공하면 기록을 깨는 사건이 줄어들 것입니다. 여전히 걱정스러운 폭염이 있겠지만, 그 기록을 깨는 측면은 줄어들 것입니다."

이는 기록적인 극한 기온 상승의 주요 원인인 지구 온도 상승률이 더 이상 증가하지 않기 때문입니다.

그는 지구 온난화의 속도를 늦추고 전 세계 배출량을 줄이는 것만으로도 이러한 사건이 발생할 확률을 줄일 수 있다고 덧붙였다.

“이것은 [기후 변화 완화의] 몇 안 되는 초기 이점 중 하나입니다. 저는 이것이 중요하다고 생각합니다. 왜냐하면 보통 우리는 기후를 실제로 안정화한 후에야 이점을 볼 수 있을 것이라고 말하지만, 여기 우리가 이 수준에 도달하기도 전에 볼 수 있는 이점이 하나 있습니다.”

Vautard는 "완화가 적응에 많은 도움이 될 수 있는" 명확한 예라고 덧붙였습니다.

"우리는 종종 방금 본 것, 또는 평생 동안 본 것에 적응합니다. 하지만 기록을 깨는 사건은 생각할 수 없습니다.

“우리가 [지구] 온난화를 멈추면 기록적인 사건의 확률은 매우 빠르게 0으로 돌아갈 것입니다. 그것은 적응에 많은 도움이 될 것입니다.”