유엔은 ‘생존 가능한 지구’를 보존하기 위해 지구의 기온이 산업화 이전 온도보다 섭씨 1.5도 이상 상승해서는 안 된다고 경고한 바 있다. 미 항공우주국(NASA)은 이러한 수준을 유지하지 못할 경우 가뭄 및 기상 관련 재해의 증가, 열 관련 질병 및 사망자 증가, 식량 감소 및 빈곤층 증가와 같은 수많은 재앙이 발생할 수 있다고 경고했다. 다가오는 재앙을 피하고 지구 기온 상승을 억제하기 위해 지난 2016년 유럽연합(EU)과 함께 유엔 가입국 194개국은 “전 세계 온실가스 배출량의 실질적 감축”을 목표로 하는 국제 기후조약인 파리협정에 서명했다. 파리협정 이후 기후 관련 프로젝트에 전 세계적으로 수많은 예산이 배정됐다. 그러나 이러한 노력에도 미 해양대기청(NOAA) 기후 변화 관측소에 따르면 2023년 지구의 평균 ‘육지 및 해양 표면 온도’는 산업화 이전 평균보다 섭씨 1.35도 상승했다. 과연 노력이 부족한 것일까?
기상학자이자 미국 하트랜드연구소의 환경 및 기후 선임연구원이며 기후 변화에 대한 웹사이트 ‘와츠업위드댓(Watts Up With That)’의 운영자인 앤서니 와츠는 미 해양대기청의 온도 관측소 90% 이상이 일종의 ‘열적 편향성’을 갖고 있다고 밝혔다.
하나는 온도 관측소가 설치된 이후 주변이 도시화하면서 도시 열섬 효과가 반영되기 때문이다. 실제 온도보다 관측소 측정값이 더 올라감으로써 전반적인 기온이 과장되게 높은 값으로 측정된다는 것이다.
와츠 연구원이 지적한 이러한 열적 편향성의 또 다른 주요 요인은 단기적인 온도변화에 의한 잘못된 측정값이다.
미 해양대기청은 1980년대 중후반부터 수은온도계를 전자온도계로 바꾸기 시작했다. 현재 기온측정네트워크에 포함된 대부분의 기온관측소에는 몇 초 안에 온도를 측정할 수 있는 전자온도계가 설치돼 있다.
전자식 온도계의 맹점…일시적 변동으로 편향
와츠 연구원은 “이 같은 전자온도계는 매일 최고 기온과 최저 기온만 기록하기 때문에 단순한 바람의 영향만으로도 편향될 수 있다”고 지적했다.
“예를 들어 한 주차장 동쪽에 설치한 기온관측소가 있다고 가정해 보자. 보통 그 지역에서 바람은 남풍이 불지라도, 바람의 방향은 언제든지 갑자기 바뀔 수 있으며 그 원인은 다양하다. 날씨가 변해서 바뀔 수 있으며, 심지어 트럭이 근처에 정차하는 등의 이유로 남풍을 막을 수도 있다.“
“그런데 갑자기 동풍이 주차장을 가로질러 온다면, 이 동풍은 주차장이 발산하는 복사열을 흡수할 것이다. 그러면 온도계는 1~2초 내에 이 급격한 온도변화를 기록할 것이다. 실제로는 평소와 큰 기온 변화가 없어도 예상치 못한 돌풍으로 인해 이 기상관측소는 이상고온을 보고하게 된다. 이는 분명한 이상현상이며 낮이 아니라 밤에도 이런 일은 일어날 수 있다.”
그는 이러한 일시적인 기온 상승 현상은 널리 알려진 문제이기 때문에 영국과 호주 기상청은 첨단 측정 기술 네트워크를 포기하고 더 정확한 측정값을 얻기 위한 관측망을 재구축하고 있다고 말했다.
와츠 선임연구원은 “미 해양대기청은 이러한 문제를 현실에서 완전히 해결하지 못했다”고 지적하며 “기후 데이터를 분석하는 사람들은 사무실에만 앉아있으며, 아무도 이 기온 관측소를 관리하지 않는다. 기온 관측소는 미 해양대기청 현장사무소가 관리하지만 현장 사무소는 이를 관리할 인력이 부족하다”고 지적했다.
그리고 그는 “미 서부지역에 있는 일부 기온 관측소는 미 해양대기청 현장 사무소와 최소 수백 km 이상 떨어져 있기 때문에 미 해양대기청이 유지보수를 하기가 매우 어렵다”며 “이에 1990년대 초 미 해양대기청이 기상망 현대화 사업을 진행하며 전국에 있는 많은 현장 사무소를 통폐합해 버렸다”고 지적했다.
“그렇기 때문에 기온 관측소의 유지보수, 즉 많은 모니터링을 자원봉사자들이 진행하는 경우가 줄어들었다. 내가 직접 기온 관측소에 방문했을 때 자원봉사자들이 나에게 기상당국(미 해양대기청)에 수리를 요청해 줄 수 있는지 물어보는 경우가 많았으나, 미 해양대기청에는 예산이 없어 불가능했다.”
와츠 선임연구원은 “결론부터 말하자면 기온 관측소를 관리하는 일명 ‘협동관리네트워크’, 즉 COOP 네트워크는 말 그대로 경찰, 소방, 국립공원 당국과 일부 자원봉사자가 주먹구구식으로 모인 모임일 뿐이며 엄격하게 과학적으로 통제되는 네트워크가 아니다”라고 단언했다.
미 해양대기청은 이 때문에 자체 웹사이트를 통해 ‘온도 측정값은 정확하지 않으며 오차범위를 같이 기재한다’고 밝히고 있다.
일시적인 온도 변화나 열적 편향성에 대해 조정이 불가능하다는 와츠 선임연구원의 주장에 대해 에포크타임스는 미 해양대기청과 NASA에 논평을 요구했으나 기사 송고 시각 전까지 응답받지 못했다.
기온 데이터, 지속적인 조정…원본 소실 우려
사람들은 기온 측정값이 온도계에 나타난 값을 그대로 전하는 것이라고 생각하지만, 실제로는 그렇지 않다. 미 해양대기청은 심지어 과거 온도 데이터도 새롭게 조정하고 있다.
셰척 중령은 “일반적으로 데이터 오류를 수정하면 수정한 데이터는 대체로 무작위 조정된 결과가 나오지만, (미 해양대기청이 조정한 데이터는) 그 대신 과거 온도는 더 낮고 현재 온도는 더 높게 만드는 편향성을 보여준다”고 지적했다.
아이슬란드의 레이캬비크 관측소는 그 예시 중 하나다.
NASA 소속의 고더드우주연구소 지표면온도분석(GISTEMP) 시스템 데이터에 따르면 레이캬비크 관측소의 1936년 2월 기록은 한 달 평균 기온이 섭씨 영하 0.2도, 연평균 기온이 섭씨 5.78도로 나타났다. 기존 고더드 지표온도분석의 월별 기온 데이터는 v2(버전2)로 알려져 있다.
그런데 2019년 미 해양대기청은 소프트웨어 업데이트 버전인 고더드 지표온도분석 v4(버전4)를 출시했다.
이 버전에서는 레이캬비크 관측소의 1936년 2월 평균 기온은 섭씨 영하 1.02도, 연평균 기온은 5.01도로 수정돼 있었다. 지난 버전 대비 월별 온도는 섭씨 0.82도, 연평균 온도는 섭씨 0.77도가 하향 조정된 것이다.
고더드 지표온도분석 v2 월별 데이터를 v4 월별 데이터와 비교하면 전반적으로 과거 기온 데이터 기온값이 내려간 것을 확인할 수 있다.
셰척 중령은 이에 대해 “놀랍게도 데이터 조정 범위가 화씨 2도(섭씨 약 1.2도)를 넘어서는데, 이는 현재 기온 변화 추세에 비추어 보면 상당한 수치”라고 말했다.
그는 “미 해양대기청은 또한 이전에 조정한 데이터를 주기적으로 또다시 조정하는 특이한 후속 데이터 조정 프로세스를 사용한다”며 “이로 인해 진짜 기상 데이터가 어떤지 진실을 찾기가 어렵다”고 밝혔다.
에포크타임스가 과거 기상데이터 조정에 관해 미 해양대기청에 의견을 묻자 미 해양대기청의 공보관 존 베이트먼은 미국 국립환경정보센터(NCEI) 기후전문가 중 한 명의 의견을 통해 다음과 같이 답했다.
“미 국립환경정보센터는 관측소 위치, 온도 측정, 관측 관행, 그리고 더 작은 위치 오차에서 역사적인 기온 변화를 설명하기 위해 보정값을 적용한다. 우리의 접근 방식은 동료의 검토(피어 리뷰)를 통해 문서화돼 있다. 국가적 규모로 보면, 보정된 데이터는 순수한 위치 조건을 지닌 미국기후참조네트워크(USCRN)의 값과 잘 일치한다.”
NASA는 과거 데이터 조정에 대한 에포크타임스의 논평 요청에 응하지 않았다.
위성 분석기법으로 들여다본 지구 기온 변화
스펜서와 기후학자 존 크리스티는 변화하는 지구 표면 온도를 더 정확하게 측정하기 위해 인공위성에서 관측한 마이크로파 데이터로 지구 온도 데이터 세트를 구축했다.
크리스티는 앨라배마 대학 대기과학과 교수이자 지구시스템과학센터의 책임자로, 스펜서와 함께 위성 기반 온도 모니터링 연구로 NASA로부터 공훈 메달을 받았다.
이들은 이 프로젝트를 1989년에 시작해 1979년까지 기상 데이터를 거슬러 올라가 분석했다.
위성 데이터에 따르면 1979년 이후 지구의 온도는 10년마다 섭씨 0.14도씩 꾸준히 상승했다. 이에 대해 이들은 선형적인 온난화 추세가 지속돼 2023년이 기록상 가장 더운 해인 것은 맞지만, 이것이 대중이 공황 상태에 빠질 만한 정도는 아니라고 말했다.
스펜서는 “2023년이 지난 100년 동안 가장 더운 해였던 것은 사실이다. 그러나 숫자가 더 중요하다. 이는 그 누구나 느낄 수 있을 만큼 큰 수치는 아니다”라고 평가했다.
“게다가, 한 해의 수치는 기후가 아닌 여전히 날씨의 영역이다. 중요한 것은 수십 년 동안에 걸친 장기적인 기후의 추세다.”
그는 1979년 이후 45년간의 데이터에 따르면 2023년 데이터를 반영해도 10년마다 섭씨 0.14도씩 상승하는 전체 추세가 변하지 않는다고 강조했다.
스펜서는 “인공위성과 지상 관측소 모두 1970년대 이후 지구 온난화 추세를 잘 보여주고 있다고 생각한다”고 말했다. 그는 이어 “실제 지구 온난화 추세의 강도는 현재 기후모델이 예측한 것보다 훨씬 적은데도 현재의 에너지 정책의 변화와 이산화탄소 배출량 감소를 주장하는 데에는 현재의 기후모델이 계속 사용되고 있다”고 문제를 지적했다.
셰척 중령은 위성 기반 온도 데이터가 더 정확한 데이터이며, 실제 지구 온난화 추세는 미 해양대기청이 발표한 지표면 기반 지구 온난화 추세보다 훨씬 더 적다는 의견에 동의했다.
그는 “위성 데이터는 기존 지표면 온도 관측소의 위치 문제나 다양한 형태의 미 해양대기청 데이터 보정 등에 영향을 받지 않기 때문에 온도변화를 더 정확하게 잘 측정한다”면서 “또한 위성 측정값은 대기 데이터의 표준이 되는 라디오존데(radiosonde‧기상 측정용 풍선)의 데이터에 맞춰 정기적으로 보정된다”고 말했다.
스펜서는 지난 1월 24일 기후 모델링의 부정확성을 다룬 보고서를 발표했다. 해당 보고서에는 “지난 반세기 동안 실제 지구 온난화의 정도는 에너지 정책의 변화를 촉진하는 데 사용하는 컴퓨터 기후모델에 의해 예측된 것보다 43% 적었다”며 “언론 보도와 환경 단체의 보도자료와는 달리 지구 온난화는 탄소 기반 규제에 제대로 된 정당성을 제공하지 않는다”고 서술돼 있다.
스펜서는 대중들이 이러한 기후변화 모델이 “상당히 정확하다”고 믿지만 모델에 여러 가지 추가 변수가 더해져 예측 기온이 더 높게 추정된다고 말했다.
그는 “현재 기후 위기에 대한 주장은 지난 한 세기 이상 동안 눈에 띄지 않는 변화를 보여주는 기후 시스템의 실제 관측결과가 아니라 가장 온난화를 많이 일으키는 예측 모델에 의존한 결과”라고 지적했다.
위성에서 측정한 기온에 대한 미 항공우주국의 반론
NASA는 웹사이트를 통해 지상 온도계가 위성 측정값보다 더 정확하다고 주장했다.
“위성은 지구의 온도에 대한 귀중한 정보를 제공하지만, 지상 관측소는 사람들이 거주하는 곳의 온도를 직접 측정하기 때문에 더 신뢰할 수 있는 것으로 간주된다”고 NASA는 설명했다.
또한 “위성 데이터는 밝기 측정값을 온도 측정값으로 변환하기 위해 복잡한 처리와 모델링이 필요하므로 지상 관측소가 더 직접적이고 정확한 온도 정보원이다”라고 반박했다.
스펜서는 NASA의 주장에 결함이 있음을 재빨리 지적했다. 그는 “지상 관측소는 지구의 극히 일부만 측정할 수 있는 반면, 위성은 전 세계를 거의 완벽하게 커버할 수 있다”고 말했다.
“16개의 개별 위성 데이터를 ‘직소 퍼즐’처럼 맞춰야 한다는 NASA의 불만은 모순적인 게, 표면 온도 기록은 수백 개(수천 개는 아니더라도)의 지표면 관측소에서 수집된 자료를 조합한다. 그렇기에 도시 열섬 효과의 영향을 거의 받지 않고 연속적인 기록을 제공하는 것은 위성 데이터다.”
“마지막으로, 위성은 사람들이 사는 지표면이 아닌 높은 상공의 대기만 측정한다는 불만이 있다. …그렇다면 왜 심해 온도도 기후 연구에 그토록 중요하다고 선전되는 것인가? 이러한 모든 측정은 그 자체로 중요하며 각 시스템에는 장단점이 있다. 우리의 위성 데이터 세트는 전 세계 기후 연구자들이 널리 사용하고 있다.”
위성은 온도를 직접 측정하지 않고 지구 대기의 밝기만 측정하기 때문에 정확하지 않다는 NASA의 반박에 대해 스펜서는 다음과 같이 재반박했다. “엄밀히 말하면 그것은 사실이다. 하지만 표면 온도 측정계는 전자식이기 때문에 (기술적으로) 전기 저항을 측정한다.”
“위성은 실험실 수준의 최고 품질 표준 백금 저항 온도계로 보정된다. NASA가 원격으로 감지한 위성 데이터에 결함이 있다면, 같은 ‘결함’이 있는 것으로 추정되는 무수히 많은 지구 위성 프로그램은 왜 중단하지 않는 것인가?”
셰척 중령은 위성 데이터가 지표 온도 측정 데이터보다 열등하다는 NASA의 주장을 “말도 안 되는 소리”라고 일축했다.
그는 “UAH 위성 데이터는 진정한 의미에서 전 지구적인 유일한 데이터 소스다. 이 데이터는 지구 전체 대기의 온도, 특히 실제로 날씨가 만들어지는 대류권 하부의 온도를 효과적으로 측정한다”고 설명했다.
이어 “위성 데이터의 유일한 한계는 1979년부터의 데이터밖에 없다는 것이다”라고 덧붙였다.
와츠 선임연구원은 도시 열섬 효과가 없는 풀밭에 있는 지상 관측소의 데이터를 보면 스펜서의 위성 데이터와 온도 수치가 거의 일치한다고 언급했다.
왜 미 해양대기청이 도시 열섬 효과의 가능성이 없는 곳에만 온도계를 사용하지 않는 것이냐는 질문에 스펜서는 이렇게 답했다: “그들의 목표는 가장 정확한 장기간 온도 기록을 얻는 것이 아니라 손에 넣을 수 있는 한 많은 온도계 데이터를 사용하는 것이라고 생각한다. 이는 의회에서 자금을 지원하는 프로그램을 마련하고 사람들의 고용을 유지하는 데 도움이 된다.”
기후정책이니셔티브에 따르면 현재 기후 예산으로 지출되는 연간 1조3000억 달러의 자금은 충분치 않다.
기후정책이니셔티브는 “평균 시나리오에서 2030년까지 필요한 연간 기후 재원은 8조1000억 달러에서 9조 달러로 꾸준히 증가한다. 그리고 2031년부터 2050년까지 매년 10조 달러 이상으로 급증할 것으로 예상된다”고 설명했다.
“이는 기후 변화로 인한 최악의 영향을 피하기 위해 기후 예산이 최소 매년 5배 증가해야 한다는 것을 의미한다.”
기후정책이니셔티브는 웹사이트에 록펠러 재단, 세계자연기금, 블룸버그 필란트로피 등 자금 지원 기관의 명단을 공개하고 있다. 이에 따르면 세계 최대 규모 자산운영사 블랙록, 유엔 기후 단체 2곳, 대형 글로벌 은행들, 각국 지방정부 연합 단체인 ‘글로벌 기후·에너지 시장협약(GCoM)’ 등이 참여하고 있다.
