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  7. 지구 기후 변화

지구 외적(천문학적) 요인


1. 지구 자전축의 경사 변화


  • 지구 자전축의 경사는 21.5 ˚~24.5 ˚ 사이에서 41,000년 주기로 변한다(현재는 23.5 ˚).
  • 지구 자전축 경사가 커지면 여름과 겨울에 입사하는 태양 복사 에너지의 차이가 커져서 여름은 더 더워지고, 겨울은 더 추워진다.

자전축 경사 변화


2.세차 운동


  • 지구 자전축이 천구의 고정된 점을 중심으로 26,000년을 주기로 팽이처럼 흔들리며 회전하는 운동. 현재 지구 자전축은 북극성 쪽을 향하고 있지만, 13,000년 후에는 황도 북극을 중심으로 반대 방향을 향하게 된다.


  • 현재 지구는 1월이 근일점이고, 7월이 원일점이다. 그러나 13,000년 후에는 7월이 근일점이고, 1월이 원일점이 되므로, 북반구에서 계절적 기후 변화가 더 커진다.


◇ 근일점 :타원인 지구의 공전 궤도 상에서 지구가 태양으로부터 가장 가까워지는 위치

◇ 원일점 :타원인 지구의 공전 궤도 상에서 지구가 태양으로부터 가장 멀어지는 위치


3. 지구 공전 궤도의 이심률 변화


  • 지구 공전 궤도 이심률은 0.005~0.058 사이에서 10만 년을 주기로 변한다(현재 0.017).


공전 궤도 이심률 변화


◇ 이심률 :타원이나 포물선 등이 원에서 벗어난 정도를 나타내는 값


  • 이심률이 커질수록 근일점과 원일점에서 지구와 태양 사이의 거리 차가 커짐에 따라 계절적 기후 변화가 커진다.


지구 내적 요인


1. 화산 폭발


  • 화산 폭발로 방출된 먼지와 이산화황 등은 대기의 성층권에 수년 동안 머물면서 지구의 반사율을 높인다.

지구로 입사되는 태양 복사 에너지를 더 많이 우주로 되돌려 보내 지구의 기온을 낮추게 된다.


◇1816년, 여름이 없었던 해

1816년은 여름이 없었던 해로 기록된다. 전 세계적 평균 기온이 0.4~0.7 ℃감소하여 북반구전역에서 심각한 식량 부족 현상을 일으켰다. 이상 기후는 1815년 인도네시아(당시 네덜란드령동인도) 숨바와 섬의 탐보라(Tambora) 화산 폭발에 의해 분출된 화산재로 인해 태양 복사 에너지가 차단되어 발생한 것으로 생각된다. 당시 탐보라 화산의 폭발 규모는 화산 폭발 지수(VEI)가 7(화산 분출물 부피 100 ㎦ 이상)로서, 180년의 뉴질랜드의 하테페 폭발 이후 1,630년 만의 최대급 폭발이었다. 또한 1815년의폭발은 태양의 흑점이 드물게 나타나는 시기(돌턴 극소기) 중에 일어난 것으로, 당시 태양의 활동은 지금보다 약했던 것으로 생각된다.


◇ 기후 변화에 큰 영향을 준 주요 화산 폭발

  • 7만~7만 5천 년 전 인도네시아 토바 화산 폭발. 당시 초기 인류는 멸종 위기에 놓였던 것으로 생각된다.
  • B.C. 1628~26년 지중해의 산토리니 섬 폭발.노아 문명의 붕괴를 가져온 기후 변동을 일으켰다.
  • B.C. 1200년 경 아이슬란드 헤클라 화산 분출. 유럽의 청동기 문명 붕괴의 원인이 된 것으로 보인다.
  • 1601년 페루의 후아이나푸티나 화산 폭발. 6세기 동안 북반구에서 가장 추운 해를 기록(1601~1603년 러시아 기근)
  • 1783년 아이슬란드 라키 화산 분출. 1783~1784년 유럽에서 수천 명이 기근으로 사망
  • 1991년 필리핀 피나투보 화산 폭발. 세계 평균 기온 0.5 ℃ 감소. 미국 중서부와 북동부 일부 지역에서 이상 한파의 원인이 되었다.


  • 화산 폭발로 방출된수증기와 이산화탄소등은온실 효과를 증가시켜 지구 기온을 높인다.


2. 수권과 기권의 상호 작용


  • 대기와 해수는 수증기의 증발과 응결, 바람 등을 통해 서로 에너지를 주고받으며, 대기 순환은 해류의 순환에 영향을 주고,해류의 순환은 다시 기후 변화에 영향을 준다.


  • 적도 태평양은 평소 무역풍이 불어 동쪽 해역의 온도가 낮고 서쪽 해역의 온도가 높지만, 엘니뇨가 발생하면 동쪽 해역의 수온이 높아진다.반대로 서쪽 해역의 수온이 비정상적으로 높아질 때를 라니냐라고 한다. 엘니뇨와 라니냐는 전 지구적인 이상 기후를 발생시킨다.


인간 활동에 의한 요인


1. 지구 온난화


  • 화석 연료 사용량 증가, 삼림 파괴 등에 의해 인위적으로 발생한 이산화탄소의 양이 증가함에 따라 온실 효과가 강화되어 지구의 기온이 높아지는 현상


  • 해수면 상승에 따른 기후 변화와 해안 저지대 침수, 홍수 발생, 사막화, 물 부족 현상, 식량 생산량 감소, 감염병 증가 등이 우려된다.


2. 온실 효과


  • 온실 기체 : 화석 연료를 연소시킬 때 발생하는 이산화탄소(CO2), 축산 폐수에서 발생하는 메테인(CH4), 과용된 질소 비료가 분해되면서 발생하는 아산화질소(N2O)처럼 지구 복사에너지의 일부를 흡수하여 온실 효과를 일으키는 기체


  • 온실 효과와 지구 평균 기온 : 지구의 평균 기온이 15 ℃를 유지하는 것은 온실 효과 때문이다. 온실 효과가 없는 지구의 평균 기온은 -18 ℃까지 내려갈 것이다.


관련문제

문제

01

그림은 지구 공전 궤도의 이심률 변화를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

<보기>

지구 공전 궤도의 이심률



<보기>


ㄱ. (가)는 (나)에 비해 이심률이 크다.

ㄴ. 이심률이 클수록 공전 궤도는 원에 가까워진다.

ㄷ. 이심률이 클수록 북반구에서는 기온의 연교차가 증가한다.

선택지

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ

⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 :

해설 :

원의 이심률은 0이다.

이심률은 타원의 찌그러진 정도를 나타내는 값으로, 이심률이 0인 도형은 원, 이심률이 1인 도형은 포물선이다. 타원은 이심률이 0과 1 사이의 값을 가질 때이며, 이심률이 작을수록 궤도는 원에 가까워진다. 이심률이 1보다 큰 경우 도형은 쌍곡선이 된다.


ㄴ. 이심률이 작을수록 공전 궤도는 원에 가까워진다.

문제

01

지구 내적 요인에 의한 기후 변화에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

선택지

① 지구 온난화는 사막화를 가속시킨다.

② 엘니뇨와 라니냐는 이상 기후를 발생시킨다.

③ 대기와 해류의 순환은 기후 변화에 영향을 미친다.

④ 화산 폭발로 방출된 이산화탄소는 지구 평균 기온을 낮춘다.

⑤ 화석 연료 사용이 많아지면 온실 기체 증가로 온실 효과가 커진다.

정답 :

해설 :

화산 폭발로 방출된 이산화탄소는 온실 효과를 증가시켜 지구 기온을 높인다. 화산재가 성층권에 도달하여 머물 경우 지구의 반사율을 높여 지구 평균 기온을 낮춘다.

참고서 연관목차

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  1. 1.소중한 지구

    1. 1 . 행성으로서의 지구

    2. 2 . 지구의 선물

    3. 3 . 아름다운 한반도

  2. 2.생동하는 지구

    1. 1 . 고체 지구의 변화

    2. 2 . 유체 지구의 변화

  3. 3.위기의 지구

    1. 1 . 환경 오염

    2. 2 . 지구 기후 변화

  4. 4.다가오는 우주

    1. 1 . 천체 관측

    2. 2 . 우주 탐사

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