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9일 기초과학연구원(IBS) 기후물리 연구단은 안순일 연세대 교수 및 국제공동연구진과 함께 수십개 기후 모형들을 고려해 확률 예측이 가능한 새로운 통계 기법을 개발해 기후변화 상황을 예측했다고 밝혔다.
이를 적용하면 9월 북극빙하가 완전히 녹을 가능성은 산업혁명 이전 대비 기온이 2도 상승했을 때 28%로 예측된다. 1.5도만 상승해도 최소 확률 6%를 기록했다. 파리기후협약이 북극빙하 유실 가능성을 완전히 차단할 수는 없다는 의미라고 IBS 측은 설명했다. 공동저자인 이준이 연구위원(부산대 조교수)은 “이미 전지구 지표기온이 산업혁명 이전 대비 1도 이상 상승했고, 지금 추세라면 2040년에는 1.5도 상승에 이를 가능성이 매우 높다”며“이번 연구는 북극빙하 유실 가능성을 수치로 제시해, 지금보다 더 엄격한 기후 정책의 필요성을 시사하고 있다”고 말했다.
이번 연구는 기후 모형들을 종합적으로 고려할 수 있는 통계 기법으로 북극빙하가 사라질 가능성을 수치로 제시했다. 수학자, 통계학자, 기후과학자들이 모여 2년에 걸친 장기간의 연구를 수행해 도출한 결과이다.
직접 측정할 수 없는 미래 기후 변화는 과거 기후에 대한 물리적 이해를 토대로 예측한다. 이때 쓰이는 전(全)지구 기후 모형은 대기, 해양, 빙하 등 주요 요소들이 변화하는 과정을 설명하는 방대한 양의 수식으로 구성돼 있다.
세계적으로 40여개 이상의 기후 모형들이 있고, 이들은 서로 다르게 미래 기후를 전망한다. 일반적으로는 기후 관련 정책을 수립하는 과정에서 수십 개 기후 모형의 단순한 평균값이나 확률분포를 사용한다.
그러나 이들 모형은 각 기후 모형들이 서로 관련이 없다고 가정하는데, 실제 기후 모형들은 서로 일부 수식을 공유하거나 같은 계산 기법을 사용하기 때문에 상호 의존성을 보인다. 연구진은 새로운 통계 기법을 31개 기후 모형에 적용하고, 여기에 학계의 온실기체 배출 시나리오 중 가장 높은 배출량을 가정한 시나리오를 입력했다. 즉 모형들의 의존성을 배제하는 엄밀한 통계적 방법을 개발해 예측을 진행, 이번 결과를 도출했다.
제 1저자인 로만 올슨 연구위원은 “모형들의 의존성을 고려해 확률 값을 산정할 수 있는 수학적 프레임워크는 지금까지 수립되어 있지 않았다”며 “이번 통계 기법은 의존성에 대한 고려 뿐 아니라 현재 기후를 실제 관측과 유사하게 모의하는 모형에 가중치를 부여할 수 있도록 만들었다”고 말했다.
교신저자인 안순일 연세대 교수는 “이번 연구는 모형 간의 상호 의존성을 최소화하는 수학적, 통계적 이론을 제시하고, 이를 미래 기후 변화 확률 전망에 적용하여 불확실성을 줄인 획기적인 연구”라며 “국내 대표 기후 연구 센터들 협력과 국제 공동 연구로써 수학자, 통계학자, 기후과학자가 모인 보기 드문 융합연구”라고 의의를 설명했다.
이번 연구 결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션(Nature Communications, IF=12.353)지에 7월 9일 18시(한국시간) 온라인 게재됐다.
