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사용자:이강철 (WMKR)/심사/기후변화 문서보강 프로젝트/Aspere/4월 10일

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1880년부터의 태양복사조도(노랑)와 온도(빨강)를 그린 도표.

태양복사조도와 태양활동주기의 변화는 지질 시대에 해당하는 수십억 년 동안 기후 변화를 일으키는 주요 요인으로 작용해 왔다.

수천 년 가량의 시간 척도에서는 고기후학에서 측정한 동위 원소 함량비와, 태양활동과 직접 관계가 있는 우주선으로 인해 발생하는 동위 원소 함량비를 비교한다. 수백 년 가량의 시간 척도에서도 이 방법을 이용하긴 하나, 이 경우에는 흑점 관측과 기온 측정 기록을 비교하는 방법도 사용할 수 있으며, 이를 통해 기온 변화가 태양활동 변동 양상과 일치하지 않음을 밝힐 수 있다. 특히, 흔히 마운더 극소기로 인해 발생한 것으로 보는 소빙기의 주 원인은 태양활동이 아닌, 소빙기 화산활동이 더 큰 원인이었을 것으로 추정하고 있다.[1] 최근 수십 년 간 태양 관측과 지구 기후 연구의 범위와 정밀도가 증가함에 따라, 최근의 지구 온난화는 태양에 의해 발생하는 것이 아님이 명백히 밝혀져 있다.

지질 시대 편집

  태양 § 태양의 일생 문서를 참고하십시오.

지구는 태양 성운에서 강착으로 인해 대략 45억 4000만 년 전 형성되었다.[2][3][4] 지구는 다른 천체와의 빈번한 충돌로 인해 화산활동이 다수 발생했으며, 이 때 방출된 화산 가스는 모여 원시 대기를 이루었는데, 여기에 산소는 거의 존재하지 않아 현대 생물의 대부분은 생존할 수 없는 상태였다. 시간이 지나며 지구의 온도가 내려가자 고체 지각이 형성되었으며, 표면에 물이 존재할 수 있게 되었다.

약 30억 ~ 40억 년 전 태양의 밝기는 현재의 약 70% 가량이었으며,[5] 이로 인해 당시 지구 대기의 구성성분이 현재와 같았다면 온도가 너무 낮아 모든 물이 얼었을 것이다. 하지만 명왕누대와[6][7] 시생누대에[6][8] 물이 액체 상태로 존재했다는 증거는 확실히 존재하며, 이 불일치를 어두운 젊은 태양 역설이라고 부른다.[9] 이 현상을 설명하는 대표적인 가설은, 당시 대기의 구성 성분이 현재와 크게 달라, 더 많은 온실 기체가 있었다는 것이다.[10]

40억 년에 걸쳐 태양의 에너지 방출량은 증가하였으며, 24억 년 전 산소 대폭발 사건으로 지구의 대기 조성 또한 크게 변화하였다. 태양은 약 50억 년 후 적색거성을 거쳐 백색왜성으로 진화할 것이며, 지구의 생명체는 이미 거성 단계에서 모두 사라질 것으로 추정하고 있다.

측정 편집

태양복사조도는 1978년부터 인공위성을 통해 매우 정밀하게 관측하고 있다.[11]:6 태양활동주기 11년 동안 총 태양복사조도는 ±0.1% 가량 변동하긴 하나, 1978년부터 관측한 결과 평균은 일정하게 유지되고 있다. 1970년대 이전의 태양복사조도는 나이태의 수, 흑점의 수, 10Be와 같은 동위 원소의 함량 등, 간접적인 요소를 이용해 추정한 후,[12] 1978년 이후의 관측 결과와 일치하도록 조정하여 계산한다.[13]

 
온실 기체, 태양복사조도 등 여러 요인의 영향을 고려한 시뮬레이션 결과로, 태양활동의 영향으로 발생하는 가열 현상은 현실에서 발생하는 온난화와 달리 균일하게 일어남을 보여주고 있다.

19번~24번 태양주기에서 보여지는 것과 같이, 1960년대 이후 태양활동은 감소하는 추세이며, 이 시기 최대 흑점의 수는 각각 201개, 111개, 165개, 159개, 121개, 82개로 줄어들고 있다.[14] 1970년대부터 2000년대까지 기온이 약간 감소한 현상은 태양활동과 화산활동의 영향이 합쳐져서 나타나는 것으로 추정하고 있다.[15] 2010년 한 연구에서는 태양 복사의 성분이 자외선은 증가하고 다른 파장 대역은 감소하는 변화가 일어났음을 알아내었다.[16]

현대 편집

현대로 올수록 태양활동의 변동 범위는 좁아져, 기후에 거의 영향을 주지 않고 있다. 여러 기후 모형에서는 태양과 화산 효과를 조합하여 기원후 1000~1900년 간의 기온 변화를 설명하고 있다.

홀로세 편집

여러 고환경 연구에서는 태양활동 변화와 기후 사이의 상관관계를 찾으려고 시도하였으며, 특히 극지에서의 고기후 연구에서는 총 태양복사조도 변동과 기후 변동이 연관되어 있음을 밝혀내었다. 2001년 한 연구에서는 홀로세 동안 북대서양 기후에 큰 영향을 끼친, 약 1500년의 태양활동주기를 찾아내기도 하였다.[17]

소빙기 편집

  이 부분의 본문은 소빙기입니다.

1645년부터 1715년까지 있었던, 흑점이 거의 존재하지 않았던 마운더 극소기는 시기적으로 지구 기온이 내려간 16세기~19세기 소빙기와 일부 일치하기 때문에, 역사적으로 이 둘 사이가 연관이 있을 것이라고 보는 관점이 지배적이다.[18][19][20]

1460년부터 1550년까지 있었던 스푀러 극소기는 기온이 급강하한 시기와 일치한다.[21]

2010년에 출판된 한 논문에서는, 태양활동이 90년 간 감소한다면 평균 기온은 0.3 °C 가량 감소할 것인데, 이는 온실 효과로 인한 복사 강제를 상쇄하기에는 매우 부족한 양이라고 주장하였다.[22]

2012년 한 연구에서는 소빙기의 원인을 "50년에 걸쳐 일어난, 황을 대규모로 방출한 대규모 화산 활동 4번"에 해당하는 소빙기 화산활동으로 보았으며, 이에 따라 소빙기를 설명하기 위해 태양복사조도의 변화를 가정할 필요가 없다고 주장하였다.[23]

역사적 관점 편집

물리학자 스펜서 워트는 2003년 자신의 저서에 다음과 같은 말을 남겼다.

(흑점) 주기 연구는 20세기 전반 동안 전체적으로 인기가 높았다. 여러 정부 기관은 갖고 놀 수 있는 많은 기상 자료를 모았고 필연적으로 사람들은 흑점 주기와 특정 기상 현상과의 상관관계를 찾아냈다. 만약 잉글랜드의 폭우가 주기와 맞지 않는다면, 뉴잉글랜드의 폭풍과는 관계가 있을지도 모른다. 훌륭한 과학자와 열정적인 아마추어는 예측을 할 수 있을 정도로 확실하게 패턴을 찾아냈다고 주장했다. 머지않아 모든 예측은 실패했다. 대표적인 예시는 1930년대 초 흑점 극소기 아프리카가 건기로 접어들 것이라는 예측이었다. 이 시기가 우기로 밝혀지자, 한 기상학자는 이후 "특히 자기 상사가 당황하는 것을 본 영국 기상학자 사이에서, 흑점과 날씨 간의 관계는 논쟁으로 접어들었다"고 회상하였다.[24]

같이 보기 편집

각주 편집

  1. ↑ Owens, M.J.; 외. (October 2017). “The Maunder Minimum and the Little Ice Age: An update from recent reconstructions and climate simulations”. 《J. Space Weather and Space Climate》 (영어) 7: A25. arXiv:1708.04904. doi:10.1051/swsc/2017019. ISSN 2115-7251. S2CID 37433045. 
  2. ↑ “Age of the Earth”. U.S. Geological Survey. 1997. 2005년 12월 23일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2006년 1월 10일에 확인함. 
  3. ↑ Dalrymple, G. Brent (2001). “The age of the Earth in the twentieth century: a problem (mostly) solved”. 《Special Publications, Geological Society of London》 190 (1): 205–221. Bibcode:2001GSLSP.190..205D. doi:10.1144/GSL.SP.2001.190.01.14. S2CID 130092094. 
  4. ↑ Manhesa, Gérard; Allègre, Claude J.; Dupréa, Bernard; Hamelin, Bruno (1980). “Lead isotope study of basic-ultrabasic layered complexes: Speculations about the age of the earth and primitive mantle characteristics”. 《Earth and Planetary Science Letters》 47 (3): 370–382. Bibcode:1980E&PSL..47..370M. doi:10.1016/0012-821X(80)90024-2. 
  5. ↑ “The Sun's Evolution”. 
  6. ↑ 가 나 Marty, B. (2006). “Water in the Early Earth”. 《Reviews in Mineralogy and Geochemistry》 62 (1): 421–450. Bibcode:2006RvMG...62..421M. doi:10.2138/rmg.2006.62.18. 
  7. ↑ Watson, E. B.; Harrison, TM (2005). “Zircon Thermometer Reveals Minimum Melting Conditions on Earliest Earth”. 《Science》 308 (5723): 841–844. Bibcode:2005Sci...308..841W. doi:10.1126/science.1110873. PMID 15879213. S2CID 11114317. 
  8. ↑ Hagemann, Steffen G.; Gebre-Mariam, Musie; Groves, David I. (1994). “Surface-water influx in shallow-level Archean lode-gold deposits in Western, Australia”. 《Geology》 22 (12): 1067. Bibcode:1994Geo....22.1067H. doi:10.1130/0091-7613(1994)022<1067:SWIISL>2.3.CO;2. 
  9. ↑ Sagan, C.; G. Mullen (1972). “Earth and Mars: Evolution of Atmospheres and Surface Temperatures”. 《Science》 177 (4043): 52–56. Bibcode:1972Sci...177...52S. doi:10.1126/science.177.4043.52. PMID 17756316. S2CID 12566286. 
  10. ↑ Sagan, C.; Chyba, C (1997). “The Early Faint Sun Paradox: Organic Shielding of Ultraviolet-Labile Greenhouse Gases”. 《Science》 276 (5316): 1217–1221. Bibcode:1997Sci...276.1217S. doi:10.1126/science.276.5316.1217. PMID 11536805. 
  11. ↑ US National Research Council (2008). 《Understanding and responding to climate change: Highlights of National Academies Reports》 (PDF) 2008판. 500 Fifth St. N.W., Washington, D.C. 20001: National Academy of Sciences. 2011년 7월 17일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2011년 5월 20일에 확인함. 
  12. ↑ “Beryllium: Isotopes and Hydrology”. University of Arizona, Tucson. 2018년 10월 5일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2011년 4월 10일에 확인함. 
  13. ↑ Simmon, R.; D. Herring (November 2009). “Notes for slide number 5 titled "Over 100 years of total solar irradiance data," in presentation, "Human contributions to global climate change"”. Presentation library on the U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration's Climate Services website. 2011년 7월 3일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2011년 6월 23일에 확인함. 
  14. ↑ “Sunspot numbers”. 《SILSO Data Files》. Royal Observatory of Belgium, Brussels. 2014년 7월 29일에 확인함. 
  15. ↑ Karl, Melillo & Peterson 2009, 15–16쪽.
  16. ↑ Haigh, Joanna D.; Winning, Ann R.; Toumi, Ralf; Harder, Jerald W. (2010년 10월 7일). “An influence of solar spectral variations on radiative forcing of climate”. 《Nature》 467 (7316): 696–699. Bibcode:2010Natur.467..696H. doi:10.1038/nature09426. hdl:10044/1/18858. ISSN 0028-0836. PMID 20930841. S2CID 4320984. Currently there is insufficient observational evidence to validate the spectral variations observed by SIM, or to fully characterize other solar cycles, but our findings raise the possibility that the effects of solar variability on temperature throughout the atmosphere may be contrary to current expectations. 
  17. ↑ Bond; 외. (2001년 12월 7일). “Persistent Solar Influence on North Atlantic Climate During the Holocene”. 《Science》 294 (5549): 2130–2136. Bibcode:2001Sci...294.2130B. doi:10.1126/science.1065680. PMID 11739949. S2CID 38179371. 
  18. ↑ H. H. Lamb, "The cold Little Ice Age climate of about 1550 to 1800," in H. H. Lamb (1972). 《Fundamentals and Climate Now》. Psychology Press. 107쪽. ISBN 978-0-416-11530-7. 
  19. ↑ Emmanuel Le Roy Ladurie (1971). 《Times of Feast, Times of Famine: a History of Climate Since the Year 1000》. Barbara Bray. Garden City, NY: Doubleday. ISBN 978-0-374-52122-6. OCLC 164590. 
  20. ↑ “Environment”. 《solarstorms.org》. 2017년 4월 16일. 
  21. ↑ Parker, Geoffrey; Smith, Lesley M. (1997). 《The general crisis of the seventeenth century》. Routledge. 287, 288쪽. ISBN 978-0-415-16518-1. 
  22. ↑ “A quiet sun won't save us from global warming”. 《New Scientist》. 2010년 2월 26일. 2011년 6월 7일에 확인함. 
  23. ↑ Miller; 외. (2012년 1월 31일). “Abrupt onset of the Little Ice Age triggered by volcanism and sustained by sea-ice/ocean feedbacks”. 《Geophysical Research Letters》 39 (2): L02708. Bibcode:2012GeoRL..39.2708M. doi:10.1029/2011GL050168. S2CID 15313398. 
  24. ↑ 인용 오류: <ref> 태그가 잘못되었습니다; Weart라는 이름을 가진 주석에 텍스트가 없습니다
참고 자료
  • “The Sun's role in Climate Changes” (PDF). 《Proc. of The International Conference on Global Warming and The Next Ice Age, 19–24 August 2001, Halifax, Nova Scotia.》. 2004년 10월 22일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2005년 2월 21일에 확인함. 
  • White, Warren B.; Lean, Judith; Cayan, Daniel R.; Dettinger, Michael D. (1997). “Response of global upper ocean temperature to changing solar irradiance”. 《Journal of Geophysical Research》 102 (C2): 3255–3266. Bibcode:1997JGR...102.3255W. doi:10.1029/96JC03549. 
  • A graphical representation[cite 1] of the relationship between natural and anthropogenic factors contributing to climate change appears in "Climate Change 2001: The Scientific Basis", a report by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).[cite 2]
  1. ↑ “graphical representation”. 2012년 2월 4일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2005년 10월 5일에 확인함. 
  2. ↑ Houghton, J.T.; Ding, Y.; Griggs, D.J.; 외. (편집.). “Climate Change 2001: The Scientific Basis”. 2005년 10월 5일에 확인함. 

외부 링크 편집

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