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[일반물리학강의 특별주제] *온실효과(greenhouse effect)? 유리는 가시광선은 잘 통과시키지만 적외선은 통과시키지 않는다. 낮에 햇빛은 온실 속을 통과하여 온실속의벽과 식물과 흙에 흡수된다. 흡수된 가시광선은 뒤이어 적외선복사 형태로 재 복사된다. 그러나 복사된 적외선은 유리를 빠져나갈 수 없음으로 온실속의 온도는 햇빛이 비치지 않는 저녁에도 계속 높은 온도를 유지할 수 있다. 이것이 온실효과 (greenhouse effect)이다. 이런 온실효과가 지구를 둘러싸고 있는 대기권에도 적용되어 지구 온난화 현상이 일어나는 원인이 되고 있다.
그림에서 보인바와 같이 태양으로부터 오는 복사 에너지는 343 W/m ^2 의 비율로 입사되는데 그 중의 1/3은 우주공간으로 반사되어 달아나고, 2/3정도가 대기권을 투과하여 지표면에 도달되어 적외선 복사로 재 복사된다. 그런데 재 복사된 적외선의 일부는 소위 대기중의 온실가스들에 의하여 흡수되어 다시 복사됨으로서 대기권의 온도를 높이게 된다. 대기중의 온실가스들은 수증기, 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4) 및 아산화질소(N2O)등이다. 이러한 가스들은 자연적으로 발생하여 대기를 이루고 지구에 도달되는 복사에너지와 우주공간으로 달아나는 에너지가 균형을 이루도록 적절한 농도를 유지하여 왔으나, 산업혁명 이후 화석연료 사용의 급격한 증가에 따라 지나친 CO2가스의 배출은 기존의 대기농도가 균형을 잃고 불안정한 상태로 되는 원인이 되었다. 지구 온난화 효과의 가장 큰 원인(50%이상)으로 꼽는 이 CO2 대기밀도가 산업혁명 이후 연평균 0.5%씩 증가하여, 산업혁명 이전의 280 ppmv에서 1990년에는 350ppmv로 되어 25%나 증가하게 되었고, 지구의 평균온도도 그 동안 0.3 \sim 0.6 ℃나 상승하였다. 이런 비율로 CO2 배출량이 증가하면, 2030년에는 CO2의 대기농도가 산업혁명이전의 2배로 증가하여 지구 평균기온이 1.5∼4.5 ℃상승하고 해수면도 0.6 m 정도 상승 할 것으로 예측하였다. 이러한 지구온난화현상을 억제하기 위하여 선진국에서는 CO2 방출 량을 줄이는 협약을 채결하고, 모든 당사국이 온실가스 배출량 감축을 위한 정책 및 조치를 이행하기로 하였다. 이것이 1992년 5월에 유엔환경개발회의(UNCED)에서 채택된 "기후변화에 대한 국제연합 기본협약"이다. 1998년 3월 현재 171개국이 가입하였으며, 우리 나라도 1992년 6월에 UNCED에 서명하고 1998년 3월 보고서를 제출하였다. 그리하여 선진국에서는 2008-2012년까지 1990년 기준으로 온실가스 배출량을 5.2% 감축하도록 협약하였다. 의무사항의 신축성을 위해 온실가스 배출량 쿼터를 부여하고, 특히 배출 권 거래(Emission Trading)를 허용하여 자기 나라의 쿼터를 초과하는 경우 다른 나라의 잉여 분을 구매 할 수 있도록 하였다. 이제는 환경을 판매하는 시대가 되었으며, 환경을 예비하지 않은 국가에서는 온실가스 배출 제약으로 산업활동도 자유롭지 못할 것이 예견된다.
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