세계 기상 원인규명(WWA) 이니셔티브: 기후 변화로 영국 폭염 발생률 10배 상승

■ 역자 주: 인간이 유발한 기후 변화가 극심한 기상 현상에 미치는 영향을 확인하려는 유형의 연구는 원인규명(attribution) 연구로 알려져 있다. 온난화가 지구 날씨에 미치는 전반적인 영향을 부인할 수는 없지만 과학자들은 오랫동안 기후 변화를 개별 사건의 원인으로 지적하는 것을 꺼려해 왔다. 극단적 사건의 원인규명(attribution) 과학은 2003년 유럽의 처참한 폭염으로 500년 동안 기록된 것보다 더 뜨거운 일련의 맹렬한 열파로 인해 최소 30,000명이 사망한 후 시작되었다. 과학자들은 결국 이 사건을 기후변화와 연관 지을 수 있었지만, 그 결과는 이 현상이 헤드라인을 남긴 지 1년이 넘어서 발표되었다. 과학자들은 그 이후 이 연구에 사용된 기본적인 방법들을 다듬어 왔고, 2015년부터 세계 기상 원인규명(World Weather Attribution, WWA) 이니셔티브로 알려진 국제 과학자 그룹은 기상 현상의 강도가 기후 위기와 관련이 있는 정도를 결정하는 방법을 개발했다. 2016년 미국 국립과학원(U.S. National Academies of Science)은 기후 과학자들이 방법론에 대한 확신을 확립하는 데 중추적인 역할을 했다고 말하는 기상 이변 원인에 대한 연구를 발표했다. WWA는 동일한 방법을 사용하여 다양한 현상에 대한 지구 온난화의 영향을 계산한다. 그들의 모델은 인간이 거주하는 행성을 나타내는 행성 A를 인간의 활동이 없는 행성을 나타내는 행성 B와 비교하는 것으로 수천 번의 시뮬레이션을 수행하고 각 행성에서 이벤트가 발생하는 횟수와 강도 수준을 계산한다. 2021년 미국과 캐나다 서북부의 전례 없는 폭염이 발생하자 WWA는 자신들의 관측과 모델을 결합하여 폭염 발생 9일 만에 이 극단적 기상 이벤트가 기후 변화 없이는 사실상 불가능했으며 1,000년에 한 번 있는 사건이라고 밝혔다. 그들은 인간이 현재 가지고 있는 정도로 기후에 영향을 미치지 않았다면, 미국-캐나다 폭염은 150배나 덜 일어났을 것이라고 밝혔다. WWA는 최근 영국이 사상 처음으로 섭씨 40도가 넘는 기상 이벤트를 관측과 모델을 결합하여 분석했으며 기후 붕괴로 영국 폭염 가능성 10배 더 높아졌다는 연구 결과를 발표했다. 이들의 모델은 온실 가스 배출이 이 폭염의 온도를 2도 증가시킨 것으로 추정하지만, 역사적 기상 기록에 따르면 인간 활동에 의해 온난화되지 않은 세계에서는 폭염이 4도 더 낮았을 것이라고 예상했다. 이 글은 WWA의 7월 28일 자 보도자료 Without human-caused climate change temperatures of 40°C in the UK would have been extremely unlikely의 번역으로 인간의 의한 기후 변화와 영국의 최근 폭염과의 인과관계와 그 영향에 대해 서술하고 있다.

인간에 의한 기후 변화가 없었다면 영국에서 섭씨 40°C의 온도 가능성은 극히 낮았을 것이다

사진: World Meteorological Organization

2022년 7월 18일과 19일 월요일과 화요일에 예외적인 폭염이 영국 전역에 영향을 미쳤다. 영국에서 40도 이상의 기온이 예보된 것은 이번이 처음이다.

화요일 링컨셔(Lincolnshire)의 코닝스비(Coningsby)는 40.3°C에 도달하여 2019년에 설정한 이전 최고 기온 기록인 38.7°C를 깼다. 지역 기록은 전국 46개 관측소에서 깨졌다. 최저 기온도 서리(Surrey)의 켄리(Kenley)에서 일시적으로 기록된 25.8도로 매우 높아 1990년의 이전 기록을 1.9도 깨뜨렸다.

폭염은 매우 잘 예측되었으며 영국 기상청은 더위를 훨씬 앞서서 악천후 경보를 발령했다. 영국 보건안전국(UK Health Security Agency)은 월요일과 화요일에 4단계 더위 건강 경보를 발령했다. 이 경보 수준은 폭염이 너무 심하거나 장기간 지속되어 그 영향이 건강 및 사회 관리 시스템 외부로 확장될 때 사용된다. 이 수준에서 질병은 고위험군뿐만 아니라 건강한 사람들 사이에서 발생할 수 있다.

이번 달 초에 수위가 떨어지면서 바닥을 드러내고 있는 잉글랜드 북쪽 더비셔의 Longdendale에 있는 우드해드 저수지 (Woodhead Reservoir). 사진: Christopher Furlong/Getty Images

남아프리카, 독일, 프랑스, ​​스위스, 뉴질랜드, 덴마크, 미국 및 영국의 과학자들은 인간이 유발한 기후 변화가 폭염의 가능성과 강도를 어느 정도 변화시켰는지 평가하기 위해 협력했다.

발표된 동료 검토 방법을 사용하여 인간이 유발한 기후 변화가 적색경보 경고 지역에서 이 폭염의 가능성과 강도를 어떻게 변경했는지 분석했다(그림 1 참조). 이벤트 기간과 기록 온도를 파악하기 위해 최대 온도 및 관측된 가장 높은 이틀 평균에 대해 살펴보았다.

주요 결과

●    2022년 폭염으로 인해 최소 13명이 익사한 것으로 추정되며, 응급 전화가 급증하면서 국민보건서비스(NHS)에 어려운 상황을 초래했으며, 노약자를 지원하는 돌봄 서비스는 더위로 인한 사망자가 증가할 가능성이 있는 등 스트레스가 가중되었다. 영향은 인구 통계학적으로 불균등하게 분포되었다. 심지어 런던 내에서도 경험 온도에서 높은 수준의 불평등이 있었는데 폭염 동안 생명선이 될 수 있는 녹지 공간, 그늘, 물이 부족한 종종 빈곤한 특정 지역에서 더 높았다.

●    유럽은 지난 몇 년 동안 폭염이 점점 잦아지고 있지만, 최근 영국에서 관측된 더위는 오늘날 기후에서 보기 드문 현상이기도 하다. 2일 동안 평균 관측된 온도는 현재 기후에서 약 100년의 재현 기간(return period)*을 갖는 갖는 것으로 추정되었다. 그림 1에 표시된 지역의 1일 최대 온도의 경우 현재 기후에서 재현 기간은 1000년 중 1년으로 추정된다. 온도 재현 기간은 측정값과 위치에 따라 다르므로 매우 불확실하다.

* 역자 주: 재현 기간 혹은 재현 간격((return period, recurrence interval)은 일정한 강도 이상의 홍수, 지진, 산사태, 가뭄 등 자연재해가 발생하는 평균 시간 간격을 말하며, 일반적으로 역사적 자료를 바탕으로 통계적으로 분석한다. 현 기간이 100년 혹은 이면 100년에 한 번 확률임을 나타내며 같은 의미로 역수 1/100로 재현기간을 표현하기도 한다. 재현기간은 "100년에 한 번 있는 대형 태풍"처럼 재해 규모와 빈도를 나타내는 척도로도 이용된다. 재현 기간은 현상이 1회 발생한 후 다음에 발생할 때까지의 기간의 기대치로 정의된다. 혹은, 그 역수, 즉, 1년 당 현상이 몇 회 발생할 것인가의 기대치로서 정의된다. 

●    3개의 개별 관측소에서 1일 최대 온도는 런던의 세인트 제임스 공원(St James Park )에서 500년에 1, 더럼(Durham)에서 약 1000년에 1만큼 드물며 링컨셔(Lincolnshire) 크랜웰(Cranwell)의 오늘날 기후에서 평균적으로 1500년에 한 번만 예상된다.

●    1.2°C 더 낮은 세계에서 그러한 사건을 관찰할 가능성은 극히 낮으며 분석된 3개 관측소 중 2개 관측소에서 통계적으로 불가능하다.
    관측 분석에 따르면 위에 정의된 영국 폭염은 산업화 이전 시대에 약 4°C 더 낮았을 것이다.

●    이러한 관찰된 변화 중 얼마나 많은 것이 인간이 야기한 기후 변화에 기인하는지 추정하기 위해 우리는 기후 모델을 관찰과 결합한다. 모든 모델이 관찰된 경향을 체계적으로 과소평가한다는 점을 강조하는 것이 중요하다. 따라서 결합된 결과는 거의 확실히 너무 보수적이다.

●    관측 및 모델 분석을 기반으로 한 결과를 결합하면 두 이벤트 정의에 대해 인간이 유발한 기후 변화가 이벤트를 최소 10배 더 많이 발생시킨다는 것을 알 수 있다. 이 모델에서, 같은 현상은 1.2°C의 차가운 세계에서 약 2°C 덜 뜨거울 것이며, 이는 관측된 것보다 훨씬 작은 강도 변화이다.

●    모델링 된 경향과 관찰된 경향 및 변동성 사이의 이러한 불일치는 또한 미래 경향의 예측에 대한 확신을 방해한다.

●    한여름의 열파는 인간의 건강에 상당한 위험을 초래하며 잠재적으로 치명적이다. 이 위험은 기후 변화뿐만 아니라 인구 고령화, 도시화, 사회 구조 변화, 준비 수준과 같은 다른 요인에 의해 악화된다. 전체 영향은 사망률 수치를 분석한 몇 주 후에야 알 수 있다. 이 폭염 이전에 발표된 것과 같은 정확한 기상 예보와 함께 효과적인 폭염 비상 계획은 영향을 줄이고 증가하는 위험에 비추어 훨씬 더 중요해지고 있다.

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9일만에 미국과 캐나다 서부 폭염을 기후변화와 관련지은 과학자들, 기후에 대한 논의의 혁명