기후의 변화가 발생하는 이유는 에너지 - 간단하게 말하면 온도 - 의 차이때문이다.
지구의 주요 열원은 태양으로부터 오는 에너지인데, 자전을 통해 낮과 밤이 번갈아 생기면서, 지구 경도 전체적으로 골고루 뎁혀준다.
지구의 자전축은 태양 공전축(황도면)에 대해 23.5도 기울어져 있다.
그림으로 보면 직관적으로 알 수 있듯이, 위도상 0도 근처(적도면)는 공전 위치(봄,여름,가을,겨울)에 상관없이 항상 태양광이 대기권에 수직에 가깝게 입사하기 때문에 태양에너지를 가장 많이 흡수하는 지역이다. 그러므로 사시사철 기온이 따뜻하다. 이와는 달리 위도가 극지방(북극, 남극)으로 갈수록 대기권과 대비하여 태양의 입사각이 얕아서 대기권에서 반사되는 빛도 많고, 극지방의 얼음(흰색)에 의해 반사되는 양도 상당하다. B의 위치에 있을때 북극은 낮이 극단적으로 길어지는 백야가 되는 여름이라면, 남극은 반대로 밤이 극단적으로 길어지는 극야가 된다.
어느 경우든 극지방의 온도는 낮고(여름이라 해도 극지방의 온도는 10℃를 넘지 않으며, 겨울에는 영하 50℃, 때에 따라서는 이보다 훨씬 낮은 영하 70~80℃에 이르는 지역도 있다), 적도 지방의 온도는 높다(평균 30℃)
열전도에 의한 열적 평형을 이루려 하는 물리적 현상을 지구 전체에 적용해보면, 온도가 낮은 극지방과 온도가 높은 적도 지방의 온도차에 의해서 열적 평형을 이루려는 에너지의 흐름이 발생한다. 이 에너지의 흐름이 바람과 해류로 나타나고 이 현상으로 인해 지구상의 모든 기후현상이 나타난다.
지구 온난화라는 현상은 지구의 온도 전체가 올라가는 현상이다. 그런데 우리가 아는 극지방의 만년설과 빙하들이 녹고 고 있다는 현상을 생각해보자. 극지방의 만년설과 빙하가 녹아서 100년 전과 비교할때는 절반 이하로 줄었다고 한다.
극지방의 얼음 면적이 줄어든다는 것은 극지방의 온도가 올라가는 직접적인 현상의 결과이기도 하지만, 얼음에 의해 태양광이 반사되는 양이 줄어들면서 더 많은 태양에너지를 극지방에서 흡수하게 된다는 뜻이기도 하다. 이런 일련의 작용을 통해 적도지방보다 상대적으로 극지방의 기온이 더 크게 상승하게 된다.
극지방과 적도지방의 온도차에 의해 기후현상이 생기는데, 극지방의 기온이 상승하면서 극지방과 적도간의 상대적인 온도차가 줄어들게 되면, 바람과 해류의 흐름을 만들어내는 에너지가 적어지게 된다. 결과적으로 전지구적인 기상현상의 세기가 줄어든다.
바람 - 극과 적도지역의 온도차로 인해 극지방에서 생기는 바람은 수천미터에서 1만미터 상공에서 발생하는 제트기류가 대표적이다 - 도 살살 불고, 해류의 흐름도 약해지게 된다. 이런 기후의 역동성이 약해지면 무슨 일이 벌어질까?
한국을 예로 생각하면, 극지방의 온도가 올라갔으니, 한반도에 영향을 주는 시베리아 고기압이 약해지고, 한국을 시원하게 해주던 시원함이 약해지게 되니 한반도의 기온도 올라간다(그러니 여름은 더 더워지고, 겨울은 덜 추워진다).
그리고 바람에 의해 생기는 기단의 움직임이 약해지니 예전과 달리 장마의 정체가 길어진다. 그래서 올해 중국, 일본, 그리고 한국 모두 장마 기단이 오래 머물면서 엄청난 비를 뿌렸다.
해류의 움직임이 약해지는 것도 비슷한 결과를 보일 것이다. 해류는 기후변화에도 영향을 주지만, 해류의 움직임은 바다속 생물의 먹이 사슬에 가장 근본적인 요인이기도 하다. 해류의 움직임이 약해지면서 해양 생태계의 변화가 발생한다.
쉽게 생각할 수 있는 것은 해류의 움직임에 의한 정화작용이 약해질것이고, 또한 수중생물들의 이동에 변화가 일어나면서 해양 먹이 자원이 타격을 받게 된다. 우리가 자주 접하는 녹조 발생으로 인한 양식장 폐사, 그리고 전통적으로 한국 어장에서 많이 잡히던 어종들의 변화가 발생한다. 점점 바닷물의 수온이 올라가는 방향성이기 때문에 찬 수온을 좋아하는 대부분의 어종들이 점점 줄어들고, 따스한 물에서 많이 사는 해파리 등이 늘어나게 된다. 궁극적으로 이것도 수온이 더 올라가면 생물이 살 수 없는 죽은 바다가 되고 만다.
지구 온난화 현상의 결과 기후 변화가 생겨서 비가 많이 오고 홍수가 나고, 태풍이 많이 발생하는 것은 이제 매년 혹은 2,3년에 한번씩 나타나는 연례 행사가 될 가능성이 점점 높아지고 있다. 그래도 홍수나 태풍은 1년 내내 오는 것은 아니니 어떻게든 참으면서 지낼 수 있을지도 모른다.
그렇지만 고등어와 오징어가 없어지고, 미역과 김을 양식하지 못해서 우리 밥상에서 고등어와 오징어, 미역과 김이 없어지면 기후변화란 것이 굉장히 심각한 거구나라는 느낌이 확실하게 올 것이다.
그정도로 느낌이 확실하게 오는 그 때가 되면, 우리들은 꽤 심각한 불안감에 휩싸이겠지만, 이미 우리가 할 수 있는 일은 그다지 남아 있지 않을 것이다.