기후 변화(ibm.com 외부 링크)가 가속화되는 시대에는 가까운 미래를 예측하는 것이 큰 이점을 가져다 줄 수 있습니다. 예를 들어, 공공 서비스 담당자는 폭염이 다가오고 있음을 미리 인지하고 있으면 정전을 방지하기 위해 에너지 조달 계획을 수립할 수 있습니다. 가뭄에 취약한 지역의 농부는 어떤 작물이 실패할 가능성이 높은지 예측할 수 있다면 관개 시설을 확대할 수 있습니다.

이러한 사전 예방 조치는 오늘날 기후 변화의 영향에 사람들이 적응하도록 돕기 위해 설계된 진화하는 기술 덕분에 가능해졌습니다. 하지만 미래에는 기후 변화가 어떤 영향을 미칠까요? 그리고 그때 인간은 어떻게 적응할 수 있을까요?

인간 활동은 20세기에 지구 기후 변화를 촉발시켰으며, 앞으로의 기후에도 큰 영향을 미칠 것입니다. 온실가스 배출량을 대폭 줄이는 것이 기후 위기를 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 하지만 온실가스 배출량이 더 높은 시나리오에서는 21세기에 훨씬 더 심각한 기후 변화의 결과를 초래할 것입니다.

전 지구 기후 모델은 기후 과학자에게 지구 전체와 특정 지역 모두에 대해 미래에 무엇이 일어날 수 있는지에 대한 일련의 예측을 제공해 왔습니다. 기후 모델링은 데이터 세트와 복잡한 계산을 사용하여 주요 기후 시스템 구성 요소, 즉 대기, 지표면, 해양, 해빙 간의 상호 작용을 나타내는 것입니다.

최신 기후 모델링 이니셔티브 중 하나는 IBM과 NASA의 파트너십을 통해 추진되고 있습니다. 이 협력은 현재 AI 기반 파운데이션 모델을 구축하여 기후 및 날씨 애플리케이션을 더 빠르고 정확하게 만드는 데 집중하고 있습니다. 이 모델은 잠재적으로 산불 위험을 높이는 조건을 식별하고 허리케인과 가뭄을 예측하는 데 사용될 수 있습니다. IBM-NASA 파트너십을 통해 구축된 이전 모델은 과학자들이 아랍에미리트의 도시 열섬을 지도화하고 케냐의 산림 복원을 모니터링하는 데 도움이 되는 도구가 되었습니다.

미국 국립해양대기청(NOAA)의 지구물리 유체 역학 연구소에 따르면, "기후 모델은 기후 변화 영향의 불확실성을 줄여 적응에 도움을 줍니다."¹

이제 변화하는 기후에 대한 모델의 예측과 사회가 어떻게 적응할 수 있을지 살펴보겠습니다.

기후 변화의 가장 잘 알려진 징후인 지표 온도 상승(지구 온난화라고도 함)은 온실 효과의 결과입니다. 온실 효과는 이산화탄소, 메탄 및 기타 온실가스의 농도 증가로 인해 열이 지구 대기에 갇히게 되는 현상을 말합니다. 유럽연합 기후 관측 기구인 코페르니쿠스에 따르면, 2023년은 기록상 가장 더운 해였으며 19세기 산업화 이전 수준보다 거의 섭씨 1.48도(화씨 2.66도) 더 높았습니다.²

기온은 앞으로 얼마나 더 오를까요? 미국 지구변화연구 프로그램의 기후 과학 특별 보고서에 따르면, 21세기 말까지 기온이 섭씨 5도 이상 오를 수 있다는 예측도 있습니다. 하지만 온실가스 배출량을 대폭 감축하면 기온 상승을 섭씨 2도 이하로 제한할 수 있습니다.³

화석 연료에서 깨끗하고 재생 가능한 에너지원으로의 전환이 이미 진행 중이지만, 이러한 전환을 가속화하면 증가하는 세계 에너지 수요 속에서도 배출량을 더욱 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 국제에너지기구(IEA)는 재생에너지와 원자력 발전의 조합이 2025년까지 증가하는 수요의 90% 이상을 충족할 것으로 전망합니다.⁴

지구 온난화가 진행됨에 따라 폭염은 더욱 빈번해지고 강력해질 것입니다. 유엔 기후 변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)는 아프리카, 호주, 북미, 유럽에 거주하는 사람들이 기온 상승과 폭염으로 인해 건강상의 위험에 직면할 것으로 예측합니다.⁵

세계 재난 대비 센터는 정책 입안자를 비롯한 관련자가 해당 지역이 더위에 적응할 수 있도록 다양한 조치를 취할 것을 권고합니다. 여기에는 더 많은 녹지 공간을 조성하고 지붕에 식물층을 갖춘 건물을 설계하여 표면 온도를 낮추는 조치부터 냉방 센터와 물놀이 공원을 조성하는 조치까지 포함됩니다.⁶

지구 온난화로 인해 가뭄이 더욱 심해지고 육지의 물 저장량이 영향을 받아 담수 접근성이 감소하고 있습니다. IPCC는 북미 지역에서 인간이 사용할 수 있는 물의 양이 계속 감소할 것으로 예상하며, 아프리카, 아시아 및 남미 지역에서는 물 안보가 위험에 처할 것으로 전망합니다. 가뭄과 물 부족은 작물 성장에도 영향을 미쳐 식량 안보를 위협할 것입니다. 특히 아프리카 일부 지역은 농업 생산량이 최대 50%까지 감소하는 등 특히 취약할 것으로 예상됩니다.⁷ 게다가, 건조한 기후 조건으로 인해 전 세계적으로 산불 발생 시기가 길어지고 있습니다.

자연 기반 및 기술 솔루션은 더 건조한 환경에 적응할 수 있는 몇 가지 방법을 제공합니다. 연구에 따르면 나무를 심으면 사막화를 막고 강우량을 늘릴 수 있으며,⁸ 인공 지능 기반 기후 예측 및 작물 데이터 분석은 농부가 어려운 상황에서 작물 관리에 대해 정보에 입각한 결정을 내리는 데 도움이 될 수 있습니다. 전 세계적으로 인공지능 기반 기후 모델 및 기타 기술은 과학자, 정부 관계자, 공공 서비스 제공업체가 물 접근성을 예측하고 수자원 관리를 개선하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

지구의 일부 지역이 더 건조해지면 다른 지역은 더 습해질 것입니다. 기온 상승이 섭씨 1.5도로 제한되더라도 IPCC는 아프리카, 아시아, 북미, 유럽에서 집중 호우와 홍수가 더 빈번해지고 강력해질 것으로 예측합니다. 폭풍과 열대성 저기압 또한 더욱 강해질 것으로 예상됩니다.

정책 입안자는 운하, 배수 시스템, 빗물 저장 시스템 설치뿐만 아니라 모래 언덕, 맹그로브, 습지와 같이 '스펀지' 역할을 하는 자연적인 장벽을 보존하고 복원하는 등 해안 및 내륙 홍수를 완화하기 위한 다양한 전략을 모색하고 있습니다. 경우에 따라서는 자연 장벽 복원과 같은 전략이 기존의 홍수 방지 전략을 되돌리는 것을 의미할 수도 있습니다. 예를 들어, 중국의 한 도시에서는 관리들이 콘크리트 홍수 방벽을 제거하고 식물과 범람 연못을 위한 공간을 마련했습니다.⁹

IPCC에 따르면 지구 온난화와 온실가스 배출은 전 세계 해양의 구성을 변화시키고 있으며, 이러한 현상은 세기말까지 계속될 것이라고 합니다. 전 지구 평균 기온이 상승함에 따라 해양 산소 농도는 '해양 탈산소화'로 알려진 현상으로 인해 계속 감소할 것입니다. 해양 산성화 또한 계속될 것입니다. 두 과정 모두 해양 생물에 해로운 것으로 간주됩니다.

이러한 변화를 완화하는 데 가장 중요한 것은 탄소 배출량 감축이지만, 다른 해결책도 있습니다. 유출수와 수질 오염은 탈산소화에 영향을 미칩니다. 세계자연보전연맹(IUCN)에 따르면 유출수를 모니터링하고 제한하는 법률이 도움이 될 수 있다고 합니다.¹⁰ 해양 산성화 문제와 관련하여 일부 과학자들은 해수에서 산을 제거하는 새로운 기술에 희망을 걸고 있습니다.¹¹

20세기에 해수면이 급격히 상승했는데, 이는 주로 빙하가 녹고 해양 열팽창이 일어났기 때문입니다. 이러한 추세는 앞으로도 계속될 것으로 예상됩니다. NASA는 1993년 이후 전 지구 평균 해수면 상승률이 연간 약 2.5mm(0.1인치)에서 3.4mm(0.13인치)로 증가한 것을 발견했습니다.¹² 현재 진행 중인 해수면 상승은 남극과 그린란드의 빙붕과 빙상의 불안정성과 붕괴로 인해 더욱 가속화될 수 있습니다. IPCC는 전 지구 평균 해수면이 2050년까지 최대 0.29m(0.95피트), 세기말까지 최대 1.01m(3.3피트)까지 상승할 것으로 예측합니다.¹³

홍수와 마찬가지로 해수면 상승에 적응하기 위해서는 방파제, 제방과 같은 인공적인 장벽을 설치하는 것뿐만 아니라 습지와 같은 자연적인 장벽을 복원하거나 보존하는 등 인공 및 자연 기반 솔루션을 모두 활용할 수 있습니다. 인프라 및 건설 프로젝트를 설계할 때 해수면 상승을 고려하면 구조물의 복원력을 높일 수 있습니다. 예를 들어, 캘리포니아에서는 교통 당국이 해수면 상승을 고려하여 교통량이 많은 고속도로의 일부 구간을 9m 높이는 계획을 세우고 있습니다.¹⁴

지구 기후 시스템의 변화는 생태계와 야생 동물 개체군의 변화를 수반할 것입니다. 예를 들어, 연구에 따르면 아마존 지역 대부분이 산불과 가뭄으로 인해 열대우림에서 사바나로 변하는 변곡점에 근접하고 있으며, 이로 인해 숲을 서식지로 삼는 종을 위험에 빠뜨리고 있습니다.¹⁵ 한편 지구 온난화와 그로 인한 해양 폭염은 산호초를 계속 위협하고 있으며, IPCC는 전 지구 평균 기온이 섭씨 1.5도 높아지면 산호초의 70~90%가 감소할 것으로 예측합니다. 유엔에 따르면 이러한 온도 임계값을 넘어서면 포유류의 4%가 서식지의 절반 이상을 잃게 될 것이라고 합니다.¹⁶

모니터링, 보존, 복원 노력을 통해 생태계와 동물을 보호할 수 있습니다. 2023년 유럽에서는 정책 입안자들이 유럽 연합의 자연 복원 목표를 설정하는 법률을 승인했습니다. 이 법률에는 2030년까지 EU 국가에서 황폐화된 서식지의 최소 30%, 2050년까지 90%를 복원하는 구속력 있는 목표가 포함되어 있습니다.¹⁷

더 많은 기업이 변화하는 지구 기후에 적응하기 위해 노력함에 따라 적합한 도구는 기업이 날씨와 기후 영향을 모니터링, 예측 및 대응하는 데 도움이 될 수 있습니다. IBM Environmental Intelligence Suite는 대시보드, 경보 및 알림, 지리 공간 및 기상 데이터 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API), 산업별 환경 모델 추가 기능을 포함하는 SaaS 플랫폼으로, 비즈니스 복원력과 최적화를 지원합니다. IBM Sustainability Accelerator에 대해 자세히 알아보세요.