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2. 기후변화

1.과거의 기후변화 2. 기후 변화의 원인 3. 지구 온난화 4.지구 환경의 변화 5.지구 환경 보존을 위한 노력
by

kim kikwen

on 22 November 2012

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Transcript of 2. 기후변화

2.지구의 온난화
(1)원인: 산업 혁명 이후 화석 연료의 사용증가로 대기 중의 이산화탄소 농도 증가
--> 온실효과 증대
--> 지구의 평균 기온 상승

(2)영향:
①해수면 상승 : 최근 100년 동안 약 10~25cm 상승, 21세기 말에는 약 60cm상승할 것으로 예상됨
(해수면 상승의 원인: 지구 온난화에 따른 해수의 열팽창,
극지방의 대륙 빙하의 융해)
② 육지면적 감소/ ③ 기상 이변 / ④ 사막화 현상/
⑤ 생태계 변화,/ ⑥질병의 증가
(3) 해수면 상승의 원인 (2)지표면 상태의 변화
① 지표의 변화 ⇒ 지표의 반사율 변화 ⇒ 해당 지역의 기후 변화
삼림 개간 : 반사율 증가 ⇒기온 하강
빙하의 융해 :지표 노출로 반사율 감소 ⇒ 기온 상승

② 댐 건설⇒ 해당 지역의 안개 일수 증가⇒ 기온 상승 1. 과거의 기후 변화 1.고기후의 연구 방법 2. 기후변화 3.지구 온난화 <탐구> 복사 평형 4.지구 환경의 변화 5.지구 환경 보존을 위한 노력 2.지질 시대별 기후의 특징 (1) 비교적 가까운 과거 (2) 먼 과거(지질 시대) 고문서의 기록,나무의 나이테 연구, 산호의 성장률 조사, 고고학적 조사 등 빙하퇴적물 및 아이스코아(ice-core) 연구, 동식물 화석, 지층의 퇴적물 연구, 꽃가루 연구 등 기온이 높고 강수량이 많으면 사이의 폭이 넓고 밀도가 낮다.
--> 여름에는 폭이 넓고 겨울에는 폭이 좁게 형성된다. 산호는 하루에 하나씩 성장선을 만든다.
--> 수온이 높을수록 성장속도 빠름
--> 성장률 조사
--> 과거의 수온 조사 ***아이스 코아연구: 빙하를 시추하여 채취한 얼음 기둥을 분석한다.
(1) 빙하에 포함된 공기 방울을 분석한다.
(2) 빙하 속에 물 분자의 산소 동위 원소 비율(18O/16O)을 측정한다.
(3) 18O의 분자량> 16O의 분자량 --> 18O의 증발량 < 16O의 증발량:
(4) 따뜻한 기후에서 증발이 잘 일어나는데,
온난한 기후는 빙하속에 18O/16O의 비가 증가 1. 지구 기온 변화 : 상승과 하강을 반복함
2. 이산화탄소 농도 변화: 상승과 하강을 반복함
3. 지구의 기온변화와 이산화탄소의 농도의 관계
--> 유사하게 변함
--> 기온 변화는 이산화탄소변화에 영향을 받아 변하고 있음 (1)선캄브리아대 :
전반적으로 온난한 기후: 따뜻하고 얕은 바다에서 잘 생성되는 석회 조류에 의한 석회암과 건조 기후에서 잘 생성되는 증발암이 발견되었기 때문
중기(23~24억년전)와 말기(약 6~7.5억년 전)에 큰 빙하기가 있었음 (2)고생대 : 전반적으로 온난한 기후, 말기에 일부지역에 빙하기
초기: 대륙들인 대부분 적도부근에 모여있었음--> 육지는 대부분 온난한 기후
석탄기: 양치식물--> 온난습윤한 기후
나무에 나이테 없음--> 계절 변화가 없었을 것이다.
말기: 오스트레일리아, 아프리카, 인도, 남아메리카 등의 지층에서 빙하퇴적물 발견--> 큰 빙하기가 있었음 (3)중생대 :
전 기간 동안 빙하기기 나타나지 않은 온난한 기후
초기: 사막 지방에서 볼 수 있는 적색 사암층이 지층에서 발견되었다.
--> 고온 건조한 기후
말기: 따뜻하고 얕은 바다에서 서식하는 산호초가 고위도 지방의 지층에서 발견--> 온난 다습한 기후 (4)신생대 :
전기는 온난
후기에 4번의 빙하기와 3번의 간빙기가 있었음 (1) 수륙분포의 변화
① 육지의 비율< 해양의 비열 ⇒ 대기 운동에 영향
② 육지가 더 많이 분포된 지역에서 기온 변화가 더 크게 일어남
③ 전 지구적인 수륙분포의 변화는 대기와 해양에 영향을 미쳐 전 지구적인 기후 변화의 원인이 됨
④ 지질 시대 동안 판의 운동에 의해 수륙 분포 변화 ⇒ 기후변화로 연결 2. 기후 변화의 원인 1.내적 원인: 2.외적 원인 (2) 지표면 상태의 변화 (3) 대기 투과율의 변화 (1) 수륙분포의 변화 (3)대기 투과율의 변화
대규모 화산 폭발 ⇒ 화산재로 인해 반사율 증가 ⇒ 지구의 평균 기온 감소 (2) 지구 자전축의 기울기 변화 (3)지구 공전궤도 이심율 변화 (1) 지구의 세차 운동 (2)지구 자전축의 기울기 변화
자구 자전축의 기울기 변화 : 41000년을 주기로 21.5°~24.5°사이에서 변화
기울기 증가 ⇒ 계절의 변화가 크다. (3)지구 공전궤도 이심율 변화
① 지구 공전 궤도는 약 10만년 주기로 거의 원형(이심률 0.005)에서 타원형(이심률 0.058)까지 변함.
② 이심률이 최대인 경우 근일점과 원일점에서의 일사량은 약 20%정도 차이가 남. (4)밀란코비치 주기 (4)밀란 코비치 주기
지구의 공전궤도와 자전축의 기울기의 주기적 변화로 인해 빙하기와 간빙기가 교대로 발생한다는 이론
⇒ 장기적인 기후 변화 설명 가능 예: 안동댐 건설(71~76년) 전후 기후 비교
안개 일수 : 50.4%증가
서리 일수 : 21.8% 증가
일조 시간: 연간 500 여 시간 감소
강수량: 973mm/년 ⇒1104.3mm/년 예1: 1991년, 필리핀의 피나투보 화산분출 -> 지구의 평균기온 0.4도씨 하강
예2: 1815년, 인도네시아 탐보라 화산 폭발 -> 유럽의 냉해피해, 1816년 6월~8월 눈과 살인적인 서리(기상이변) (1) 지구의 세차 운동
① 세차 운동: 26000년 주기로 지구의 자전축이 도는 운동
② 자전축의 경사 방향이 반대로 되면 여름과 겨울이 생기는 위치가 반대로 됨
③ 13000년 후
지구가 북반구의 여름에 근일점에 위치
⇒ 북반구에서의 계절변화가 현재보다 커짐 그림(가)(타원궤도)에서 (나)(원궤도)로 변하면
북반구의 여름철에 해당하는 원일점의 거리: 가까워짐
겨울철에 해당하는 원일점의 거리: 멀어짐
--> 기온의 연교차가 더 커짐 이심률: 초점거리/장반경= 이심률= 0 : 원
이심률이 1에 가까우면 직선(평면)이 된다. 1.백열전구로부터 흡수하는 흡수량 > 컵에서 나오는 방출량 2.백열전구로부터 흡수하는 흡수량 = 컵에서 나오는 방출량 광원으로부터 거리가 증가할수록
복사평형에 도달하는 데 걸리는 시간이 길어지고 복사평형온도는 낮아진다. 1.지구의 복사평형
(1) 지구의 복사평형:
태양으로부터 받은 복사에너지 = 지구가 우주 공간으로 방출하는 복사에너지

(2) 지구의 복사 수지: 1년 동안 지구가 태양으로부터 흡수하고 지구 복사로 방출하는 에너지의 양

(3) 위도에 따른 지구의 복사 수지
① 저위도 : 흡수량 > 방출량 - 에너지 과잉(남음)
② 고위도 : 흡수량 < 방출량 - 에너지 부족
--> 대기와 해수의 순환(저위도에서 고위도로 과잉에너지 수송) 2.태양 복사에너지
(1) 태양은 전자기파 형태로 에너지를 방출하며 가시광선 영역에서 가장 강함.
--> 지구에 도달하는 전체 태양복사에너지 중 46.8%(가시광선 영역), 46.5%(적외선 영역), 6.7%(자외선)
(2) 반사율(=알베도): 지구가 태양복사에너지를 반사시키는 정도, 30%정도
(3) 대기에 의한 태양복사에너지의 선택적 흡수
① 자외선(파장 0.3마이크로미터 이하): 산소와 오존에 의해 흡수
② 적외선 영역: 주로 수증기와 이산화탄소에 의해 흡수 1. 지구의 복사평형 2. 태양 복사 에너지 3. 지구 복사 에너지 자외선 가시광선 적외선 산소,오존에
주로 흡수 대기에 거의
흡수되지
않음 수증기,
이산화탄소에
주로 흡수 3.지구 복사에너지
(1)파장이 2.5~25마이크로 미터인 적외선 영역에 집중--> 25마이크로 미터에서 최대 에너지 방출
(2) 지구 복사에너지는 주로 수증기와 이산화탄소에 의해 흡수
(3) 온실 효과 : 기체가 지구 복사에너지를 흡수하여 지구로 재복사하여 결과적으로 지구 온도를 높이는 효과
(4) 온실 기체 : 온실 효과를 일으키는 기체(수증기, 이산화탄소, 메테인 등)
--> 지구의 평균 온도를 약 33도씨 높여 평균 15도씨로 유지시킴.
(5) 대기의 창 : 온실 기체에 의한 흡수가 일어나지 않는 8~13마이크로 미터 영역 태양상수 태양복사에너지의 70~75%
지구 복사에너지의 15~30%을 투과시킨다. 1. 지구의 복사평형 2. 지구의 온난화 1. 엘니뇨 현상 2. 해수면 상승 3. 오존층 파괴 4.사막화 5.황사 1.엘니뇨와 라니냐
(1) 엘니뇨는 동태평양 적도 해역의 수온이 높아진 상태로 지속되는 현상이고, 라니냐는 동태평양 적도 해역의 수온이 낮아진 상태로 지속되는 현상

(2) 원인 : 무역풍의 약화(엘니뇨)와 무역풍의 강화(라니냐)
(3) 영향: 기권과 수권의 상호 작용에 의해 전 지구적인 기후변화 야기 2.해수면 상승
(1) 원인 : 지구 온난화에 따른 해수의 열팽창,
극지방 빙하의 급격한 융해
(2) 영향
① 연안 지역: 토양 침식으로 인한 토지 손실
② 대부분의 국가에서 해수면 상승으로 인한 영향을 받을 것임
③ 해수면 1m상승하면 세계 전체 경작지의 1/3이 피해를 받게 됨
(3) 우리나라의 영향
남해안(3.4mm/년),동해안(1.4mm/년), 서해안(1.0mm/년)에서도 상승하고 있음 3.오존층 파괴
(1) 오존층
① 주로 성층권에 분포(지상 20~30km에서 최대 농도)
② 태양으로부터 오는 자외선 차단--> 지구의 생명체 보호
(2) 오존층 파괴
① 염화플루오린화탄소(CFCs) : 냉장고나 에어컨 등의 냉매제, 드라이클리닝용제, 쿠션의 발포제, 스프레이와 같은 분산제 등에 이용
② 할론 가스 : 소화기용 소화제로 사용 3.오존층 파괴
(3) 오존 홀
남극 상공 성층권의 오존 농도가 급감하면서 구멍이 뚫린 것처럼 나타나는 현상으로 오존 농도가 220DU이하인 곳
(4)오존층 파괴로 인한 영향
①피부암, 백내장 환자 증가
②농작물이나 바다의 플랑크톤, 어류 감소--> 생태계 파괴로 이어짐
(5) 오존층 파괴 방지를 위한 노력
① 몬트리올 의정서(1987년제정)
-염화플루오린화탄소 사용 중지(선진국-1996년,우리나라-2010년)
② 유엔 산하 세계기상기구(WMO)연구팀- 2010년 9월 보고서
오존층이 빠른 속도로 회복되고 있음 사막에는 모래사막이 많을까 암석사막이 많을까? http://blog.daum.net/ks1471/7136115 4.사막화
(1) 사막: 토양의 건조화로 식물이 자라기 힘든 지역, 전체 육지 면적의 1/10을 차지
① 기후에 따라 열대사막, 중위도 사막, 한랭사막으로 구분
② 표면 구성물질에 따라 암석사막과 모래 사막으로 구분
(2) 사막화 : 토지의 잠재된 생물 생산력이 저하되거나 파괴돼 그 결과 사막으로 변해가는 현상
① 자연적인 요인: 극심한 가뭄과 정기간에 걸친 건조화 현상
② 인위적진 요인 : 과도한 경작과 관개,산림 벌채, 환경 오염으로 인한 기후변화 관개는 농사를 짓기 위해 논, 밭과 같은 농경지에 물을 대는 것을 말한다 4.사막화
(3) 사막화의 진행과정:
산림 벌채로 인해 숲이 사라짐 --> 지표의 반사율 증가
--> 지표면의 냉각 --> 건조한 하강 기류 발달 --> 강수량 감소
(4) 사막화 진행 지역
① 사헬 지대: 사하라 사막 주변은 연평균 10km의 속도 사막이 확장
② 중국 서북부 간쑤 성: 간쑤성 2/3가 넘는 지역 사막화 진행
(2) 사막화 : 토지의 잠재된 생물 생산력이 저하되거나 파괴돼 그 결과 사막으로 변해가는 현상
① 자연적인 요인: 극심한 가뭄과 정기간에 걸친 건조화 현상
② 인위적진 요인 : 과도한 경작과 관개,산림 벌채, 환경 오염으로 인한 기후변화 모래사막: 북아메리카의 사막 : 2%
사하라 사막: 11%
아라비아 사막: 30% 5.황사
(1) 황사 현상- 중국(사천바오,모래폭풍), 일본(코사,모래폭풍)
- 한중일 공동대응키 위해: sand dust(yellow sand)
황하 상류 지대에서 만들어진 모래 먼지가 3~5km상공으로 올라가 편서풍을 타고 우리나라까지 날아오는 현상
(2) 황사의 발원지
중국의 신장과 황하 상류의 황토 지대, 몽고와 중국의 경계에 걸친 넓은 사막 지대
(3) 우리나라 : 매년 주로 3~5월에 3~6일 정도 관측됨
(4) 황사의 영향:
부정적: 각종 질병(호흡기 질환과 심혈관 질환, 눈병 등), 정밀 기기의 고장 발생률 증가, 중국의 공업화로 중금속과 발암유입
긍정적: 태양광 반사 지구 온난화 억제, 산성비 억제, 토양과 호수의 산성화 방지 1.지구 온난화 방지를 위한 노력
(1) 제1차 세계기상 회의(1987,제네바): '정부간 기후 변화 패널(IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change)'결성
(2) 환경 회의(1992,리우데자네이루) : '기후 변화에 관한 기본 협약(리우협약)'
(3) 기후 변화 협약의 목적: 온실 가스의 방출 제한을 통한 지구온난화 방지
(4) 기후 변화 협약의 기본 원칙
기후변화의 예측,방지를 위한 예방적 조치의 시행과 모든 국가의 지속 가능한 성장의 보장 등 --> 우리나라는 1993년 47번째로 가입 2.오존층 보존을 위한 협약
(1)몬트리올 의정서(1987): 오존층을 감소시키는 물질에 관한 내용
(2) 오존층 수복 프로젝트 : 대류권에서의 풍력 발전으로 만든 에너지를 성층권에 오존 발생 장치를 실은 비행기에 노내 오존 생성 3. 사막화를 위한 협약
(1) 사막화 방지를 위한 협약 : 무리한 개발과 오남용으로 인한 사막화 방지를 위해
(2) 협약의 목표: 국제적 노력을 통한 사막화 방지와 가뭄 및 사막화, 토지 황폐화 현상을 겪고 있는개발도상국을 재정적 ,기술적으로 지원 Abu Dhabi on May 9, 2011
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