오는 3월 26일 '해상풍력 보급 촉진 및 산업 육성에 관한 특별법(이하 해상풍력법)'의 시행을 앞두고 기후에너지환경부는 14일 공청회를 열고 하위 법령안(시행령안·시행규칙안)을 공개했다. 하위법령안에는 해상풍력법(지난해 제정)에서 위임한 구체적인 절차와 기준이 담겼다. 해상풍력 보급을 촉진하기 위해 정부가 입지 발굴부터 인허가까지 직접 챙기는 이 법이 시행되면 실제로 어떤 순서로 사업이 진행될 것인지를 법률과 이날 공개된 하위 법령안을 바탕으로 정리했다. 1. 거버넌스 구축: 총리 소속 '해상풍력위원회' 컨트롤타워 사업의 모든 중요 결정은 국무총리와 민간위원이 공동위원장을 맡는 '해상풍력발전위원회'에서 심의·의결한다. 이 위원회는 기후에너지환경부(이하 기후부) 장관을 포함해 25명 이내의 부처 장관 및 민간 전문가로 구성되고, 예비·발전지구 지정 및 사업자 선정 등 핵심 사안을 다룬다. 실무적인 사항이나 경미한 설계 변경 등은 기후부 차관이 주재하는 '실무위원회'에 위임해 의사결정의 신속성을 높일 방침이다. 해상풍력위원회 등이 원활한 업무를 수행할 수 있도록 기후부 내에 해상풍력 발전 추진단 등의 전담기관도 설치·운영된다. 2. 입지 발굴: '입지정보망' 가동과 '예비지구' 지정 정부는 가장 먼저 풍황(바람의 상황), 어업 활동, 해양 환경, 해상 교통, 군사 작전 정보 등이 집약된 '해상풍력 입지 정보망'을 공동으로 구축한다. 사업자가 개별적으로 조사한 자료(해저 지반 조사 자료, 국가유산 영향 진단 조사 자료 등)도 국가에 귀속돼 입지 정보로 활용된다. 기후부나 해양수산부는 이 정보를 바탕으로 요건을 충족하는 지역을 '해상풍력발전 예비지구'로 지정한다. 이 때 해상풍력위원회의의 심의·의결을 거쳐야 한다. 지방자치단체가 자체 발굴한 지역도 지정 신청이 가능하도록 관련 절차를 시행령안에 반영했다. 법과 시행령에서 규정한 '요건을 충족하는 지역'은 풍황이 적합하고, 어업활동이나 해상교통 안전, 군사작전, 해양환경과 생태계 등에 영향이 적은 지역을 말한다. 3. 설계 및 수용성: '기본설계' 수립과 '민관협의회'의 역할 예비지구가 지정되면 기후부는 단지 배치, 용량, 전력 계통 연계 방안을 담은 '기본설계안'을 수립하게 된다. 이때 기후부는 해양·환경적 영향 조사를 선제적으로 실시하게 되며, 해수부와 협의를 거쳐 설계를 확정한다. 주민 수용성을 위해 지자체장은 어업인과 주민이 50% 이상, 공익 위원이 20% 이상 참여하는 지역민 중심의 '민관협의회'를 구성·운영해야 한다. 10~25명으로 구성되는 협의회는 기본설계안과 이익 공유 방안을 논의하게 되는데, 신속한 진행을 위해 협의 기간을 최대 1년 6개월로 설정했다. 4. 지구 확정 및 입찰: '발전지구' 지정과 '풍력사업자' 선정 민관협의회에서 수용성이 확보되면 위원회 심의를 통해 '발전지구'가 최종 지정된다. 특히 1기가와트(GW)를 초과하는 대규모 발전지구는 송전사업자가 접속 설비를 우선 건설해 계통 연결의 불확실성을 해소하도록 규정했다. 해당 비용은 발전사업자로부터 회수하게 된다. 발전사업자는 경쟁 입찰 방식으로 선정된다. 하위 법령안에 따르면 입찰 시 발전 단가뿐만 아니라 재무 건전성, 자금조달 능력, 주민 수용성 확보 계획, 산업 기여도, 사업비 적정성 등을 종합 평가한다. 선정된 사업자는 정부가 사전에 투자한 비용(기본설계, 민관협의회 지원 등)을 납부해야 한다. 5. 최종 승인과 공사: '실시계획' 승인 및 '인허가 의제' 선정된 사업자는 상세한 '실시계획'을 만들어 환경성 평가서 등을 기후부에 제출해 승인을 받아야 한다. 실시계획에는 발전구역의 위치와 면적, 사업기간, 자금조달 계획, 민관협의회 결과 이행, 손실 보상 등이 포함된다. 이 과정의 핵심은 '환경영향평가 특례' 조항이다. 사업자는 기후부가 기본설계 당시 실시한 해양·환경 영향조사를 적용하게 되는데, 정부의 사전 조사와 달라진 사항이나 정부 조사에서 누락된 부분에 대해서만 환경성 평가를 실시하면 된다. 시행령안에서는 공기업이나 준정부기관의 신속한 투자가 필요한 경우에는 예비타당성 조사를 면제할 수 있도록 했다. 환경영향평가를 거쳐 실시계획이 승인되면 전기사업 허가, 공유수면 허가 등 28개의 인허가를 한 번에 받은 것으로 간주(의제 처리)된다. 이후 착공 신고를 거쳐 공사를 시작하고, 준공 후에는 기후부의 준공 인가를 받음으로써 모든 절차가 완료된다. 6. 하위 법령안에 제기되는 문제점 이처럼 체계적인 절차에도 불구하고 하위 법령안의 특정 대목은 환경단체 등에서 우려를 제기한다. 우선 환경 검증의 부실화 우려다. 실시계획 단계에서 '누락이나 변경된 사항만' 평가하도록 한 특례는 실제 터빈 위치나 시공 방식이 결정된 후의 정밀한 환경 영향을 놓칠 위험이 있다. '누락'이나 '변경'에 대한 기준이 모호해 논란이 벌어진다면 오히려 사업 속도를 늦출 수도 있다. '자기 면제' 논란도 있다. 기후부가 입지를 정하고 기본설계를 하며 스스로 환경 조사를 주관하는 구조는 정책 추진자가 규제자 역할, 즉 선수가 심판까지 겸하는 꼴이 돼 환경성 검토가 형식화될 수 있다는 지적이다. 전문가들은 “개발 업무와 규제 업무가 한 부처에 있어 각기 다른 부처에 있을 때보다는 소통이 잘 될 수 있지만, 기후부 장관이 개발과 규제 가운데 어느 쪽에 힘을 실어주느냐에 따라 결과가 달라질 수 있다"고 전망했다. 영국·독일 등 해외 주요국에서도 정부 주도 계획입지를 결정하지만, 사업 단계의 환경영향평가 수준 자체를 제도적으로 경감하는 사례는 드물다는 지적도 나온다. 한국환경연구원(KEI) 조공장 박사는 “일반적인 환경영향평가는 개발사업 입지가 결정된 다음에 진행되는 데 비해 해상풍력법에서는 발전단지 입지를 최종 결정하기 전에 두 차례 환경 조사를 미리 진행하는 것"이라며 “특례가 있더라도 환경영향평가가 실질적인 기능을 할 것으로 본다"고 설명했다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

인공지능(AI) 데이터 센터의 급증하는 전력 수요와 갑작스러운 한파 탓으로 수년간의 감소세를 보이던 미국의 온실가스 배출량이 증가세로 돌아섰다는 조사 결과가 공개됐다. 미국의 독립 정책 연구기관인 로듐 그룹(Rhodium Group)은 13일(현지 시간) 공개한 '2025년 미국 온실가스 배출량 잠정 추정치' 보고서를 통해 2025년 미국의 온실가스 배출량이 2024년 대비 약 2.4% 증가할 것으로 예상된다고 밝혔다. 이에 앞서 미국의 온실가스 배출량은 2년 이상 감소 추세를 보였다. 이번 조사 결과는 급속도로 확장하는 AI 데이터센터 산업과 암호화폐의 에너지 사용 증가 등 전력 부문 관련 배출량 증가(2025년 약 3.8% 상승)에 기인한 것이다. 또한, 지난해 예년보다 추운 겨울철로 인해 건물 난방 수요가 증가하면서 2024년 대비 배출량이 6.8% 증가한 것으로 추정된다. 로듐 보고서는 “과거 및 예측된 부문별 소비 데이터를 기반으로 볼 때, 전력 사용량 증가의 가장 큰 원인은 상업용 건물이며, 데이터센터, 암호화폐 채굴 시설 및 기타 대용량 전력 사용자들로 인해 전력 수요가 증가했다"고 밝혔다. 보고서는 또한 2025년에 운송 부문이 다른 어떤 부문보다 온실가스 배출이 많았지만, 배출량 증가폭은 거의 없었다고 분석했다. 이는 미국 도로에 하이브리드 및 전기 자동차가 더 많이 운행되었기 때문일 가능성이 높다고 지적했다. 보고서는 이와 함께 트럼프 행정부의 에너지 정책에 대한 대대적인 변화와 AI 데이터 센터 확대 추진은 미국의 온실가스 감축 노력을 거의 확실히 저해할 것이라고 지적했다. 대표적인 사례가 전력에너지 믹스에서 석탄 발전의 비중이 4년 만에 다시 증가한 것이다. 지난해 로듐 분석가들은 당시 미국의 정책 환경 하에서 2035년까지 온실가스 배출량을 2005년 대비 38~56% 감축할 수 있을 것으로 예측했다. 하지만 이제 그 예측치를 2035년까지 26~35% 줄이는 것으로 하향 조정했다. 로듐 분석가들은 보고서에서 “지난해 미국의 온실가스 배출량에 대한 장기 전망이 급격히 바뀌었다"고 밝혔다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

지난 2020년 여름 미국 플로리다 팜비치의 해변에서 이상한 물건들이 발견되기 시작했다. 유리병과 플라스틱 병, 고무 덩어리 등이었다. 표면에는 검고 끈적한 기름 찌꺼기가 덕지덕지 붙어 있었다. 지역 환경단체는 이를 '타르-쓰레기(tar-trash)'라 부르며 사진을 공개했다. 쓰레기에 기름 덩어리(타르볼)이 엉켜있다는 의미다. 타르볼(tar ball)은 바다에 유출된 석유가 파도·햇빛을 맞고 증발·산화 과정을 거치면서 덩어리 형태로 굳은 잔해를 말한다. 하지만 한 가지 의문이 남았다. 플로리다 인근에서는 어떤 대형 기름 유출 사고도 보고된 적이 없었다는 점이다. 그렇다면 기름은 과연 어디서 왔을까. 그리고 왜 하필 플라스틱과 함께였을까. 학계에서도 이 미스터리를 풀기 위해 나섰다. 노스이스턴 대학 및 우즈홀 해양연구소(Woods Hole Oceanographic Institution)를 포함한 20여 명의 국제 공동 연구진이 뭉쳤다. 이들은 최근 국제 학술지 '환경 과학 및 기술(Environmental Science & Technology)'에 조사 결과를 공개했다. ◇단서 1: 현지에 없는 기름 처음에는 멕시코만의 오래된 해저 자연 유출 가능성이 의심됐다. 멕시코만에서는 해저 단층을 따라 수천~수만 년 동안 원유가 소량씩 지속적으로 유출된다. 2010년 발생했던 딥워터 호라이즌(Deepwater Horizon) 시추선 폭발 사고 같은 규모가 큰 인위적 사고도 있었다. 당시 490만 배럴의 원유가 유출됐다. 하지만 플로리다에서 발견된 기름의 상태가 이상했다. 풍화가 상당 부분 진행됐음에도 불구하고, 특정 성분은 놀랄 만큼 잘 보존돼 있었다. 무엇보다 기름이 플라스틱 표면에 얇게 코팅된 채 붙어 있다는 점이 기존의 기름 오염 사례와 달랐다. 연구팀은 이 기름이 가까운 곳에서 새어 나온 것이 아니라, 먼 거리에서 이동해 온 흔적일 가능성에 주목했다. ◇단서 2: 기름의 '지문'을 읽다 결정적인 전환점은 정밀 화학 분석이었다. 연구팀은 플로리다 해변에서 수거한 타르-쓰레기의 기름 찌꺼기를 대상으로 이차원 가스크로마토그래피(GC×GC)와 초고해상도 질량분석(FT-ICR MS)을 적용했다. 이 방법은 원유 속 극미량의 생물지표 물질—호판, 스테란, 황 화합물—의 조성을 비교해 기름의 출처를 사실상 '지문(fingerprint)'처럼 특정할 수 있다. 호판(hopanes)과 스테란(steranes)은 원유 속에 남아 있는 고대 미생물의 흔적이다. 풍화에도 안정적인 물질이어서 이들 물질의 양과 비율로부터 원유의 기원과 형성 환경을 확인할 수 있다. 분석 결과는 예상 밖이었다. 플로리다에서 발견된 기름의 화학적 조성이 2019년 브라질 북동부 해안을 따라 3000㎞ 이상을 오염시켰던 '브라질 미스터리 기름 유출 사고'의 잔여 기름과 거의 일치했다. 두 지점 사이의 거리는 약 8500㎞. 적도를 넘어 대서양을 가로지르는 거리였다. 한편, 2019년 8월부터 12월까지 브라질 북동부 해안을 초토화한 기름 유출 사고는 브라질 역사상 최악의 기름 유출 사고였으나 그 정확한 발원지는 여전히 수수께끼로 남아 있다. 당시 브라질 당국은 원유 운반선이나 1944년 침몰한 독일 보급선 'SS 리오 그란데' 호에서 기름이 유출되었을 가능성을 제기했다. ◇단서 3: 어떻게 그런 항해가 가능했을까 일반적으로 바다에 유출된 기름은 수주에서 수개월 사이에 증발·분산·침전되는 풍화 과정을 거친다. 그래서 수백 ㎞ 이상 이동하는 경우는 극히 드물다. 그런데 이번 기름은 약 240일 동안, 하루 평균 30~40㎞ 속도로 이동한 것으로 분석됐다. 그 비밀은 플라스틱 쓰레기였다. 플라스틱은 물을 밀어내는 '소수성(hydrophobic)' 표면을 갖고 있어 기름이 쉽게 달라붙는다. 한 번 달라붙은 기름은 햇빛과 파도, 미생물에 의한 분해로부터 어느 정도 보호된다. 다시 말해, 플라스틱은 기름에게 부유식 보호막이자 운송 수단 역할을 한 셈이다. 플라스틱과 기름이 결합한 타르-쓰레기는 해류라는 거대한 고속도로에 올라탔다. 남적도 해류에서 시작해 북브라질 해류, 가이아나 해류와 카리브 해류를 거쳐 멕시코만의 루프 해류, 그리고 플로리다 해협까지 이어지는 경로다. 연구진은 여기에 기후변화로 강도가 커진 허리케인과 폭풍이 간헐적인 가속 역할을 했을 가능성도 있다고 봤다. 강한 바람과 파도는 부유 쓰레기를 한 번에 수백 ㎞씩 이동시키며, 예상 경로를 벗어나게 만들기도 한다. ◇끝나지 않은 항해 이 사건을 통해 해양 플라스틱 쓰레기는 더 이상 수동적인 오염원이 아니라는 사실이 드러났다. 기름과 중금속, 유기오염물질을 함께 실어 나르는 이동형 복합 오염체라는 것이다. 과학자들은 타르-쓰레기를 ▶플라스티타(Plastitar, 플라스틱(Plastic)과 타르(Tar)의 합성어) ▶페트로플라스틱(Petroplastic, 석유(Petroleum)와 플라스틱의 합성어) ▶플라스토-타르볼(Plasto-tarball, 플라스틱과 타르볼(Tarball)의 합성어) 등으로 부르지만 본질은 같다. 하나의 오염이 다른 오염을 증폭시키는 구조다. 눈에 보이는 기름띠가 사라진 뒤에도, 오염은 조용히 이동한다. 플로리다에 도착한 것은 오염의 일부에 불과하다. 더 작은 플라스틱 조각, 더 많은 타르-쓰레기는 지금도 대서양 어딘가를 떠돌고 있을 가능성이 크다. 어떤 것은 해저로 가라앉고, 어떤 것은 미세플라스틱이 되어 생물의 몸속으로 들어간다. 8500㎞를 건너온 이 기름의 항해는 플라스틱 오염, 해류 시스템, 기후변화가 결합될 때 무엇이 벌어지는지를 보여주는 하나의 사례다. 더욱이 분명한 사실은 그 오염의 항해가 아직 완전히 끝나지 않았다는 것이다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

인공지능(AI) 기술이 빠르게 확산되면서, 전 세계 곳곳에서 전력 부족에 대한 우려가 커지고 있다. 특히 막대한 전기를 소비하는 AI 데이터센터는 전력망에 부담을 주는 대표적인 시설로 지목되고 있다. 특히, 한국이 엔비디아로부터 그래픽 처리 장치(Graphics Processing Unit, GPU) 26만 장을 들여와 AI 개발에 활용할 경우 엄청난 전력 소비에 대한 우려도 제기되고 있다. 일부에서는 GPU 26만장으로 데이터센터를 구축할 경우 약 600메가와트(㎿)의 전력이 소모되고, 이는 신형 대형원전 APR1400급 1기 발전용량(1400㎿)의 절반에 달할 수 있다는 것이다. 그러나 최근 발표된 한 연구는 이와 정반대의 가능성을 제시한다. AI 데이터센터가 전기를 잡아먹는 '괴물'이 아니라, 오히려 전력망을 안정시키는 핵심 자산이 될 수도 있다는 것이다. AI 데이터센터의 대반전인 셈이다. ◇“전력 부담 주는 존재"라는 고정관념의 타파 이번 연구는 미국 에메랄드 AI 연구팀이 주도했고 오라클과 엔비디아, 전력연구소(EPRI) 등에서도 참여했다. 연구 결과는 에너지 분야 최고 권위 학술지인 '네이처 에너지(Nature Energy)'에 지난달 게재됐다. 다만 이 연구는 일반 데이터센터가 아닌 AI를 학습시키는 AI 데이터센터에 적용되는 연구 결과다. 지금까지 데이터센터는 '항상 일정한 전력을 끊임없이 소비해야 하는 시설'로 인식돼 왔다. 전력 수요가 급증하는 시간대에도 소비를 줄이기 어렵다는 점에서 전력망 운영자 입장에서는 관리가 까다로운 존재였다. 그러나 연구팀은 소프트웨어 기반의 '전력 오케스트레이션(power orchestration)' 기술을 활용하면 데이터센터가 전력망 상황에 맞춰 스스로 전력 사용량을 조절할 수 있음을 실증했다. 핵심은 하드웨어를 새로 설치하는 것이 아니라 AI 작업의 특성을 활용해 전력 소비를 유연하게 만드는 방식이l다. ◇전력소비 조절하는 세 가지 '제어 손잡이' 연구팀은 AI 데이터센터의 전력 사용을 조절하기 위해 세 가지 핵심 수단을 제시했다. 첫째, GPU의 클럭(clock) 속도 조절(dynamic voltage and frequency scaling, DVFS)이다. GPU의 연산 속도를 미세하게 낮추면 성능 저하는 최소화하면서도 전력 소비를 줄일 수 있다는 것이다. GPU는 원래 화면 그래픽을 빠르게 처리하기 위해 만들어진 연산 장치인데, 구조적으로 동시에 매우 많은 계산을 한꺼번에 처리하는 데 특화돼 있어, 지금은 AI 연산의 핵심 장비가 됐다. 클럭은 GPU가 1초에 몇 번 계산을 할 수 있는지 결정하는 기준 속도다. DVFS는 GPU의 전압과 클럭 속도를 실시간으로 조절해 전력 소비를 관리하는 기술이다. 핵심 포인트는 조금 속도를 느리게 하는 대신 훨씬 적은 전력으로 계속 작동하게 만드는 방식이다. 이는 GPU가 항상 100% 최고 속도를 필요로 하지 않는 구간이 많기 때문이다. 메모리 접근, 데이터 대기 시간 등으로 이미 병목이 존재한다는 것이다. 따라서 클럭을 5~10% 낮춰도 계산 완료 시간은 거의 차이가 없거나 체감 성능 저하는 매우 제한적인 경우가 많다. 이번에 발표한 논문의 실험에서도 클럭 속도를 조절해 전력은 크게 줄였지만 AI 서비스 품질(QoS)은 유지됐다. 연구팀은 논문에서 “이번 연구는 “GPU는 상황에 따라 속도를 조절할 수 있고, 그 자체가 전력망을 돕는 자원이 될 수 있다는 것을 보여줬다"고 설명했다. GPU는 전력 소비의 원인이면서 동시에 전력 수요를 조절할 수 있는 손잡이가 된 것이다. ◇급하지 않은 작업을 일시 중지할 수도 두번 째 방법은 작업 일시 중지다. 즉각적인 응답이 필요 없는 AI 학습 작업은 전력 수요가 급한 순간 잠시 멈출 수 있다. AI 모델 학습은 본질적으로 다음과 같은 반복 구조를 가진다. '데이터 일부를 읽음 →계산 수행 → 모델 변수 업데이트 → 다음 데이터로 이동'의 과정이 수백만~수십억 번 반복된다. 중요한 점은 이 반복 과정은 연속적일 필요가 없고 중간 상태만 정확히 저장하면 언제든 다시 이어서 계산 가능하다는 것이다. 전력 수요가 급증하면 시스템은 일시 중지 가능한 작업 선별해 안전한 지점에서 저장하고, GPU에서 해당 작업 해제하고 GPU 연산을 중단하게 된다. 이렇게 되면 GPU의 전력 사용 급감한다. 이후 전력 피크가 해소되면 저장된 체크포인트에서 그대로 이어서 학습을 계속하게 된다. 작업을 중단하는 이유는 작업을 '느리게 하는 것(DVFS)'보다 아예 멈추는 것이 가장 빠르고 가장 확실한 가장 큰 전력 감축 수단이기 때문이다. 세번 째 방법은 자원 재할당이다. 특정 작업에 투입되는 GPU의 개수를 조정해 전력 사용량을 관리하는 방식이다. 대규모 AI 학습은 보통 병렬 처리로 이루어진다. 여러 개의 GPU가 데이터를 나눠 계산한다는 의미다. 이 때 GPU 숫자와 성능이 늘 비례하지는 않는다. 동기화 지연이나 메모리 병목현상 등이 일어날 수 있기 때문이다. GPU를 절반으로 줄여도 성능은 절반으로 떨어지지 않는 경우가 많다. 자원의 재할당은 우선 작업별 GPU 최소 요구량 파악하고, GPU를 덜 써도 가능한 작업을 식별한 다음, GPU 개수를 줄인다. 이렇게 확보한 GPU는 다른 작업에 할당하거나 작업을 쉬게 한다. 전력 소모가 많은 GPU를 하나 줄이는 것 자체가 하나의 발전기를 끄는 것과 유사한 효과를 낸다. ◇실제 데이터센터에서 효과 입증 이런 세 가지 방법을 조합하면 데이터센터는 전력망의 요구에 따라 빠르고 정밀하게 반응할 수 있다. 연구팀은 미국 애리조나주 피닉스에 위치한 오라클의 실제 클라우드 데이터센터에서 현장 실험을 진행했다. 256개의 엔비디아 GPU로 구성된 클러스터를 대상으로 실증한 결과, 전력 수요가 가장 높은 피크 시간대에 AI 서비스 품질(QoS)을 유지하면서도 약 3시간 동안 전력 사용량을 최대 25%까지 줄이는 데 성공했다. 특히 주목할 점은 이 성과가 대규모 배터리(ESS) 설치나 설비 교체 없이 순수하게 소프트웨어 제어만으로 달성됐다는 사실이다. 이는 데이터센터의 역할을 근본적으로 다시 보게 만드는 대목이다. 연구팀은 AI 작업을 전력 유연성에 따라 플렉스(Flex, 전력 유연성 단계) 0에서부터 플렉스 3까지 네 단계로 분류했다. 실시간 응답이 필수적인 챗봇이나 검색 서비스는 '플랙스 0'으로 묶어 성능 저하를 허용하지 않는다. 반면 수일 이상 걸리는 대규모 AI 모델 학습 작업은 '플렉스 3'으로 분류해, 전력 상황에 따라 속도를 늦추거나 잠시 중단할 수 있도록 했다. 이 과정에서 내부 시뮬레이터가 각 작업의 전력과 성능 간 관계를 예측하는데, 오차율은 4.52%에 불과했다. 덕분에 '서비스 수준 협약(SLA)'을 위반하지 않으면서도 최적의 전력 감축이 가능하다는 것이다. ◇전 세계 어디서나 적용 가능한 '가상 발전소' 이 기술은 특정 국가나 특별한 설비에 의존하지 않는다. 표준 하드웨어와 기존 클라우드 환경에서 작동하는 소프트웨어 솔루션이기 때문에 데이터센터가 급증하고 전력망 제약이 심한 유럽 국가 등에서도 즉시 적용할 수 있다는 것이다. 마찬가지로 한국에서도 적용이 가능할 것으로 예상된다. 전력망 운영자 입장에서는 새로운 발전소나 송전망을 건설하지 않고도 수요를 관리할 수 있고, 데이터센터는 전력망 안정화에 기여한 대가로 요금 할인이나 인센티브를 받을 수 있다. 양측 모두에게 이익이 되는 구조다. AI 데이터센터를 둘러싼 논의는 이제 “얼마나 전기를 더 쓰느냐"에서 “어떻게 전기를 똑똑하게 쓰느냐"로 이동하고 있는 셈이다. 이번 연구는 AI 시대의 전력 위기를 해결할 실마리가, 역설적으로 AI 데이터센터 그 자체에 있을 수 있음을 보여주고 있다. 한편, 일반 데이터센터에서도 전력 유연성 개념을 제한적으로 적용하는 것은 가능하다. 다만 일반 데이터센터는 웹 서비스, 금융 거래, 데이터베이스 운영 등 실시간성과 연속성이 필수적인 업무가 대부분이어서 작업을 일시 중지하거나 지연시키는 방식의 전력 조정에는 구조적 한계가 있다. 야간 정산, 백업, 로그 분석과 같은 배치성 작업이나 내부 분석 업무에 한해서는 전력 수요가 급증하는 시간대에 작업을 늦추거나 자원을 줄이는 방식이 가능하지만 그 효과는 AI 학습 작업에 비해 크지 않다. 또한 CPU 중심의 일반 서버는 GPU 중심의 AI 서버에 비해 단위 자원당 전력 밀도가 낮아 자원 재할당이나 클럭 속도 조절을 통해 줄일 수 있는 전력 규모도 제한적이다. 이 때문에 일반 데이터센터는 전력망을 적극적으로 조정하는 자산이라기보다는 일부 상황에서만 참여할 수 있는 보조적 수요반응 자원으로 활용될 가능성이 크다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

도널드 트럼프 미국 대통령은 지난해 1월 20일 워싱턴 D.C. 국회의사당에서 열린 취임식 연설에서 “오늘은 미국 해방의 날"이라고 선언했다. 그는 이어 “급진 좌파와 관료들이 만들어낸 규제와 거짓말의 시대는 오늘로 끝났다"고 말하면서 전임 바이든 행정부의 정책 전반을 사실상 '적폐'로 규정했다. 1년 가까이 지난 지금 당시 발언은 상징적 수사가 아니었다. 트럼프 대통령은 취임 직후 백악관 집무실에서 가진 행정명령 서명식에서 “우리는 바이든의 모든 흔적을 지울 것"이라고 말했고, 이후 1년간의 국정 운영은 실제로 '바이든 지우기(ABB: Anything But Biden)'라는 표현이 과장이 아님을 입증해 왔다. 특히 기후와 에너지, 환경, 과학, 보건 정책은 트럼프 개인의 발언과 신념에 직접적으로 종속되면서 급격한 후퇴를 겪었다. 당장 지난 7일(현지 시간)에도 트럼프 대통령은 유엔 산하기관 31개와 비(非) 유엔기구 35개 등 66개 국제기구에서 탈퇴하는 대통령 각서에 서명했다. 탈퇴하기로 한 유엔 산하 기관 중에는 유엔기후변화협약(UNFCCC)이 포함됐다. 비 유엔기구 중에는 기후변화에 관한 정부간 협의체(IPCC), 국제에너지포럼, 세계자연보전연맹(IUCN)과 인천에 본부를 둔 녹색기후기금(GCF) 등이 들어있다. GCF는 개발도상국 온실가스 감축과 기후변화 적응을 지원하는 세계 최대 국제금융기구다. '기후 신호등'은 백악관 행정명령, 연방정부 공식 예산안, 각 부처 장관 발언, 국제기구 기록, 주요 외신 보도를 종합해 트럼프 2기 행정부 출범 이후 1년간 벌어진 핵심 사건들을 분야별로 정리했다. 이러한 변화가 대한민국에 미친 구체적 영향과 향후 정책적 대응 과제를 살펴본다. ◇'녹색 사기'와의 전쟁에 기후·환경 정책 퇴보 트럼프 대통령은 지난해 1월 20일 취임 당일 백악관 집무실에서 열린 행정명령 서명식에서 기후변화를 “수십 년간 미국 산업을 옥죈 정치적 사기극"이라고 규정했다. 그는 이 자리에서 “기후 위기라는 말은 미국 노동자에게 세금을 부과하기 위해 만들어진 허구"라고 말하며, 국제 사회의 기후 대응 기조를 정면으로 부정했다. 트럼프 대통령은 이날 유엔 주재 미국대사에게 파리기후협정 탈퇴 의사를 담은 공식 서한을 즉시 유엔기후변화협약(UNFCCC) 사무국에 제출하도록 지시하는 행정명령에 서명했다. 백악관은 같은 날 배포한 설명 자료에서 파리협정을 “미국에 불리한 조건을 강요하는 불공정 협약"이라고 규정했다. 이에 따라 미국은 협정 규정에 따라 통보 1년 뒤인 오는 22일 공식적으로 파리기후협정에서 탈퇴하게 된다. 미국 정부는 지난해 11월 브라질 벨렝에서 개최된 제30차 유엔기후변화협약 당사국총회(COP30)에 연방 정부 차원의 공식 대표단을 파견하지 않았다. 이는 1995년 COP 출범 이후 처음 있는 일이었다. 리 젤딘 환경보호청(EPA) 청장은 지난해 4월 2일 워싱턴에서 열린 기자회견에서 “미국 역사상 가장 대대적인 규제 완화 조치를 시행하겠다"고 선언하면서 31개 환경 규제 철회 계획을 발표했다. 젤딘 청장은 특히 2009년 오바마 행정부가 채택한 '온실가스 위해성 판단(Endangerment Finding)'에 대해 “과학이 아니라 정치적 판단"이라고 주장하며, 이를 공식 폐기하기 위한 행정 절차에 착수했다. 이 판단은 발전소와 자동차, 산업 부문의 온실가스 규제의 법적 근거로 작동해 왔기 때문에 전문가들은 이를 “미국 기후 정책의 근간을 허무는 조치"로 평가하고 있다. ◇화석연료를 띄우고 재생에너지를 압박하다 트럼프 대통령은 지난해 1월 23일, 행정명령 14156호에 서명해 “국가적 에너지 비상사태(National Energy Emergency)"를 공식 선언했다. 그는 서명식에서 “미국은 땅속에 묻힌 에너지를 두고도 외국에 의존해 왔다"면서 이를 즉각 시정하겠다고 밝혔다. 크리스 라이트 에너지부 장관은 지난해 2월 5일 열린 상원 에너지위원회 청문회에서 “기후 위기는 과학이 아니라 정치의 영역"이라고 발언하며, 셰일가스와 셰일오일 개발을 가로막아 온 각종 규제를 철폐하겠다고 밝혔다. 에너지부는 같은 달 바이든 행정부 시절 중단됐던 액화천연가스(LNG) 수출 허가 심사를 전면 재개한다고 공식 발표했다. 내무부는 지난해 3월 북극 국립야생동물보호구역(ANWR)과 멕시코만, 대서양 연안에서의 석유·가스 시추 제한을 해제하는 결정을 내렸다. 이는 환경 보호를 이유로 설정된 연방 차원의 시추 금지 구역을 사실상 원상 복구한 조치였다. 트럼프 대통령은 지난해 2월 12일 플로리다에서 열린 공화당 후원 행사 연설에서 풍력 터빈을 가리켜 “아름다운 해안선을 망치고 새를 죽이는 크고 못생긴 구조물"이라고 표현했다. 이후 백악관은 신규 해상풍력 사업 허가를 전면 보류하는 행정명령을 공식화했다. 매슈 지아코니 미 해양에너지관리국(BOEM) 국장 대행은 지난해 3월 18일 내부 공문을 통해 “모든 해상풍력 프로젝트의 건설 활동을 즉각 중단하라"고 지시했다. 이에 따라 로드아일랜드주 앞바다에서 건설 막바지 단계에 있던 '레볼루션 윈드(Revolution Wind)' 프로젝트를 포함해, 수조 원 규모의 해상풍력 사업들이 줄줄이 중단됐다. 지난해 7월 4일 트럼프 대통령이 독립기념일 행사에서 서명한 '하나의 크고 아름다운 법안(OBBBA)'은 태양광·풍력 투자 세액공제를 대폭 축소하거나 폐지하는 내용을 담고 있다. 미 재생에너지협회는 이 법안이 “미국 청정에너지 산업에 대한 사형선고"라고 평가했다. ◇과학·보건 예산 삭감과 이념 개입, 그리고 '과학 망명' 트럼프 2기 행정부는 과학과 보건 분야를 '연방 관료주의의 핵심'으로 규정하며 대규모 구조조정을 단행했다. 지난해 5월 백악관이 의회에 제출한 2026회계연도 예산안에 따르면, 국립보건원(NIH) 예산은 전년 대비 약 44% 삭감된 267억 달러(약 38조 원)로 편성됐고, 국립과학재단(NSF) 예산도 56%나 줄었다. 일론 머스크와 러셀 보트가 공동 주도한 정부효율부(DOGE)는 지난해 6월 각 연구기관에 인력 감축 계획을 제출하라고 요구했다. 그 결과 NIH에서는 수천 명의 연구자가 해고됐고, 특히 임용 초기 단계에 있던 신진 연구자와 박사후 연구원들이 대거 직장을 잃었다. 로버트 F. 케네디 주니어 보건복지부 장관은 지난해 3월 보건부 내부 회의에서 mRNA 백신 연구 목록을 별도로 제출하라고 지시했다. 그는 이후 언론 인터뷰에서 “백신 기술은 충분히 검증되지 않았다"고 주장하며 질병예방통제센터(CDC)의 기존 백신 권고안을 공개적으로 비판했다. 보건부는 지난해 4월 성별 정체성, 성소수자(LGBTQ+) 건강, 다양성·형평성·포용성(DEI) 관련 연구 과제 수백 건에 대해 “기관 우선순위와 부합하지 않는다"는 이유로 연구비 지원을 종료한다고 통보했다. 트럼프 행정부는 지난해 7월 1일부로 국제개발처(USAID)를 국무부 산하 조직으로 흡수 통합했다. 국무부는 이 과정에서 해외 원조 예산의 90% 이상을 삭감한다고 공식 발표했다. 이로 인해 아프리카 지역의 인간 면역결핍 바이러스(HIV) 백신 임상시험과 전염병 감시 프로그램이 중단됐다. 세계보건기구(WHO)는 “중대한 글로벌 보건 공백이 발생하고 있다"고 경고했다. 연구 환경 악화가 지속되면서 지난해 하반기부터 미국 대학 소속 연구자들의 해외 이동이 급증했다. 프랑스 엑스-마르세유 대학은 지난해 8월 '과학을 위한 안전한 장소' 프로그램을 발표했고, 불과 2주 만에 미국 과학자 120명 이상이 지원했다. ◇관세 중심 통상 전략과 고립의 심화 트럼프 대통령은 2025년 4월 2일 백악관 연설에서 관세를 “사전에서 가장 아름다운 단어"라고 표현하며 전면적인 관세 정책을 발표했다. “우리는 더 이상 호구(suckers)가 되지 않을 것"이라고 강조하면서 모든 수입품에 10% 기본 관세를 부과하겠다는 방침을 공식 발표했다. 중국을 향한 압박은 더욱 노골적이었다. 트럼프 대통령은 연설에서 중국을 직접 지목하며 “중국은 수십 년 동안 미국의 기술과 일자리를 훔쳐 갔다"고 비난했다. 기존 관세에 추가 관세를 누적 적용해 중국산 제품에 대해 최대 145%의 관세율을 적용하겠다고 밝혔다. 중국 정부는 희토류 수출 통제 강화와 일부 미국산 제품에 대한 보복 관세를 발표하며 맞대응에 나섰고, 글로벌 공급망 전반에 불확실성이 급속히 확산됐다. 세계무역기구(WTO) 사무국은 지난해 5월 발표한 보고서에서 “미국의 전면 관세 정책은 1930년대 보호무역 이후 가장 큰 충격"이라고 평가했다. 트럼프 대통령은 지난해 3월 말 언론 인터뷰에서 덴마크령 그린란드 매입 의사를 공개적으로 언급하며 “그린란드는 미국의 안보와 경제에 필수적인 자산"이라고 주장했다. 그는 지난해 4월에는 파나마 운하 통제권 문제를 거론했다. 그는 “우리는 파나마 운하를 만들었고, 중국이 사실상 이를 장악하도록 방치했다"며 “미국 선박이 미국이 만든 운하에서 차별받는 일은 끝나야 한다"고 말했다. 이러한 흐름은 결국 군사적 행동으로까지 이어졌다. 트럼프 행정부는 2026년 새해 벽두 베네수엘라를 대상으로 한 기습적 군사작전을 단행했다. 이 작전으로 베네수엘라의 니콜라스 마두로 대통령이 체포돼 미국으로 압송됐다. 트럼프 대통령은 이와 관련해 기자들에게 “마두로는 독재자이자 마약 범죄자"라며 “미국은 더 이상 불량 국가를 방치하지 않을 것"이라고 말했다. 국제사회에서는 이를 19세기식 힘의 외교가 21세기에 되살아난 사례로 평가하는 목소리가 잇따랐다. 이러한 접근 방식은 단기적으로는 국내 정치적 지지층 결집에 효과가 있을 수 있지만, 장기적으로는 미국 스스로를 국제 질서에서 고립시키는 결과를 초래할 수 있다는 경고도 함께 나오고 있다. ◇대한민국엔 대규모 투자 요구 트럼프 2기 행정부의 정책은 수출 중심 구조를 가진 한국 경제에 직접적인 충격을 주었다. 자동차와 배터리 산업은 한미 자유무역협정(FTA) 무관세 혜택이 사실상 종료되면서 관세율이 15%로 상승했다. 인플레이션감축법(IRA)에 따른 전기차 세액공제는 지난해 9월 조기 폐지됐다. 철강과 가전 산업은 철강·알루미늄 관세 50% 인상과 파생 제품 관세 확대로 수출 경쟁력이 급격히 약화됐다. 안보 측면에서도 트럼프 대통령은 지난해 6월 인터뷰에서 한국을 “머니 머신"이라고 표현하며 방위비 분담금 100억 달러 인상을 요구했고, 주한미군 재배치 가능성을 언급했다. 또한 상호관세 인하를 조건으로 향후 4년간 3500억 달러 규모의 대미 투자와 대규모 LNG 구매를 압박했다. 전문가들은 트럼프 리스크를 단기적 변수로 보기보다 구조적 위험으로 인식해야 한다고 강조한다. 트럼프 대통령의 발언은 종종 즉흥적으로 보이기도 하지만, 정책은 일관된 방향성을 갖고 있다는 것이다. 바로 기후 부정, 과학 경시, 거래 중심 외교다. 한국은 트럼프의 발언을 단순한 말로 치부할 것이 아니라, 실제 정책으로 이어진다는 점을 전제로 대응 전략을 세워야 한다는 것이다. 이에 따라 공급망과 수출 시장 다변화, 저탄소 기술 경쟁력 확보, 실리 중심의 대미 협상 전략, 그리고 탄소중립 정책의 일관성 유지가 핵심 과제로 제시되고 있다. 트럼프 대통령이 외면하더라도 기후위기 자체가 사라지는 것이 아니다. 갈수록 심화되는 기후 위기를 고려하면 트럼프 정권 이후에 미국이든, 유럽연합이든 전 세계가 다시 기후 대책에 힘을 쏟을 수밖에 없다는 얘기다. 한국도 현재의 상황에 유연하게 대처하면서도 기후정책의 중심을 잘 잡도록 노력해야 한다는 것이다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

기후 변화와 미세플라스틱 오염은 흔히 별개의, 서로 관련이 없는 환경 문제로 다뤄져왔다. 그러나 최근 환경과학 연구는 이 두 위기가 동시에, 그리고 상호작용하며 등장할 때 그 피해가 단순한 '합(덧셈)'이 아니라 '증폭(곱셈)'으로 나타난다는 사실을 보여주고 있다. 이러한 현상을 설명하는 개념이 바로 '환경신데믹(Eco-syndemic)'이다. 환경신데믹이란 서로 다른 환경 스트레스 요인이 같은 공간과 시간에서 중첩되며, 상호작용을 통해 생태계와 인간 사회에 더 큰 피해를 초래하는 현상을 뜻한다. 최근 발표된 여러 연구는 미세플라스틱과 기후변화가 전형적인 환경신데믹 관계에 놓여 있음을 분명히 보여준다. 기후변화는 미세플라스틱의 발생과 확산을 가속하고, 늘어난 미세플라스틱은 다시 지구의 탄소 흡수 능력을 약화시키며 기후위기를 부추긴다는 것이다. 이러한 상승작용 과정은 기후 환경 문제를 악화시키고 인류를 위협하는 '악순환의 고리'를 형성한다. ◇바람·햇빛·고온이 플라스틱 분해를 가속 기후변화는 단순히 기온을 높이는 데 그치지 않는다. 강한 바람과 강한 일사, 극단적인 기상 조건은 플라스틱이 더 빠르게 부서져 미세한 크기로 작아지게 하는 환경을 만든다. 중국 네이멍구(내몽골)대학교 연구팀은 농업 현장에서 널리 사용되는 비닐 필름이 어떻게 미세플라스틱으로 전환되는지를 실험과 모델링을 통해 분석했다. 이 연구 결과는 지난달 '유해 물질 저널 (Journal of Hazardous Materials)'에 발표됐다. 연구에 따르면, 풍속 증가는 농업용 필름의 기계적 마모를 직접적으로 증가시키며, 강한 태양 복사는 플라스틱의 광산화(photo-oxidation)를 촉진해 분자 구조를 약화시킨다. 이 두 요인이 결합되면 플라스틱은 훨씬 더 쉽게 잘게 쪼개져 미세플라스틱으로 전환된다. 연구팀은 특히 기후변화로 인해 고온·강풍 조건이 빈번해질수록 농경지 자체가 미세플라스틱의 '발생원(source)'으로 기능할 수 있다고 경고했다. 이는 미세플라스틱 문제가 더 이상 해양이나 도시 폐기물 문제에 국한되지 않고, 식량 생산 체계 내부로 깊숙이 침투하고 있음을 의미한다. ◇기후위기는 미세플라스틱의 이동도 가속한다 기후변화는 미세플라스틱의 생성뿐 아니라 이동과 확산 경로도 근본적으로 바꾸고 있다. 강우 강도 증가와 빈번한 홍수는 육상과 하천에 쌓여 있던 플라스틱 입자를 단기간에 대량으로 해양으로 쓸어 보낸다. 여기에 북극 해빙까지 더해지면서, 과거에는 얼음 속에 갇혀 있던 미세플라스틱이 다시 해양 생태계로 방출되고 있다. 영국 임페리얼 칼리지 런던 연구팀은 이러한 현상을 종합적으로 정리한 리뷰 논문을 지닌해 11월 '과학 프런티어 (Frontiers in Science)' 저널에 발표했다. 이 논문은 기온이 약 10℃ 상승할 경우 플라스틱의 화학적 분해 속도가 최대 두 배까지 증가할 수 있다고 분석하면서 기후변화가 전 지구적 미세플라스틱 순환을 가속하는 핵심 요인임을 지적했다. 한국해양과학기술원(KIOST) 위해성분석센터 심원준 박사 연구팀은 지난달 국제학술지 '환경 오염(Environmental Pollution)'에 발표한 논문에서도 이런 현상을 지적했다. 2022년 9월 태풍 '힌남노'가 통과한 직후 실시한 조사에서 연안 부유 쓰레기 밀도가 평상시 대비 수십 배 증가했다는 것이다. 연구팀은 이러한 현상이 앞으로 기후변화로 인해 더 잦아질 수 있다고 지적했다. ◇미세플라스틱은 다시 기후변화를 부추긴다 미세플라스틱은 해양의 탄소 흡수 능력을 약화시키는 '보이지 않는 방해자' 역할을 한다. 늘어난 미세플라스틱은 단순한 오염 물질을 넘어, 지구 시스템의 핵심 기능 자체를 훼손하는 것이다. 파키스탄 페샤와르대학교 등 국제 공동연구팀은 최근 '유해 물질:플라스틱 저널'에 발표한 논문에서 미세플라스틱이 해양 탄소 흡수를 다층적으로 방해한다고 밝혔다. 연구에 따르면, 미세플라스틱은 해양의 주요 탄소 흡수 주체인 식물성 플랑크톤의 광합성 효율을 저하시킨다. 또한 이를 섭취하는 동물성 플랑크톤의 대사 활동과 성장률을 방해해 대기 중 이산화탄소를 심해로 운반하는 '생물학적 탄소 펌프' 기능을 약화시킨다. 이는 해양이 수행해 온 자연적 탄소 완충 기능을 무너뜨리는 결과로 이어진다. 연구진은 미세플라스틱 표면에 형성되는 미생물 군집, 이른바 '플라스티스피어(Plastisphere, 플라스틱권(圈))'에도 주목했다. 이 미생물 군집은 단순히 플라스틱에 붙어 사는 존재가 아니라, 탄소와 질소 순환에 적극적으로 개입하며 메탄과 같은 온실가스를 방출할 수 있는 잠재적 원천으로 작용한다. 또한 해수면에 떠 있는 미세플라스틱은 빛의 반사 특성, 즉 알베도(albedo)를 변화시켜 국지적인 해수 온도 상승을 유발할 가능성도 제기됐다. 이는 다시 플랑크톤 생태계와 해양 순환에 영향을 미치며, 기후 시스템에 간접적인 피드백을 형성한다. ◇독성의 증폭, 생태계 회복력의 붕괴 기후변화와 미세플라스틱이 결합하면 생물에게 가해지는 피해는 단순 누적이 아니라 증폭된 독성 효과로 나타난다. 임페리얼 칼리지 런던 연구팀은 논문애서 “수온 상승이 생물의 대사율을 높여 미세플라스틱 섭취량과 체내 축적 속도를 동시에 증가시킨다"고 설명했다. 그 결과 어류와 무척추동물에서 염증 반응, 성장 저해, 생식 장애가 더 강하게 나타나며, 이러한 영향은 먹이사슬을 따라 상위 포식자로 갈수록 확대된다. 이는 환경신데믹의 핵심 특징인 '복합 스트레스에 의한 회복력 붕괴'를 보여주는 사례다. 생태계는 하나의 스트레스에는 버틸 수 있지만, 여러 스트레스가 동시에 작용할 경우 급격히 취약해진다. 전문가들은 공통적으로 “미세플라스틱 문제와 기후변화를 분리해 대응하는 기존 정책 접근으로는 이 악순환을 끊을 수 없다"고 지적한다. 플라스틱 생산 감축, 재생원료 전환, 온실가스 감축 정책은 반드시 통합적으로 설계돼야 하며, 농업·해양·도시 환경을 아우르는 시스템 차원의 대응이 필요하다는 것이다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

한반도 주변 바다가 육상과 해상을 통해 유입되는 엄청난 양의 플라스틱 쓰레기로 인해 심각하게 오염된 것으로 나타났다. 최근 잇따라 발표된 국내외 연구 결과는 이 문제가 단순한 국내 연안 관리 차원을 넘어, 동북아시아 전체가 구조적으로 맞물린 해양 환경 위기를 맞고 있음을 보여주고 있다. 특히 하천을 통한 대규모 육상 유입과 양식·어업 활동에서 발생하는 해상 유입이 동시에 진행되면서 오염의 규모와 양상이 점점 복잡해지는 것으로 평가됐다. ◇국내 연안 부유 쓰레기, 10개 중 9개가 플라스틱 한국해양과학기술원(KIOST) 위해성분석센터 심원준 박사 연구팀은 지난달 국제학술지 '환경 오염(Environmental Pollution)'에 발표한 논문에서 국내 연안의 부유 쓰레기 평균 밀도를 ㎢당 181개로 추산했다. 연구팀은 파도와 기포의 간섭이 적은 뱃머리 쪽에서 육안과 망원경을 사용해 선박의 항로 상에서 정해진 유효 관측 폭(선박 높이에 따라 10~50m) 내에 존재하는 쓰레기를 식별하고 그 유형과 크기·색상 등을 기록했다. 눈에 보이는 쓰레기 가운데 플라스틱 쓰레기의 비중이 92%를 차지해 해양 부유 쓰레기 문제의 실체가 사실상 플라스틱 오염인 것으로 나타났다. 해역별로는 서해의 오염 밀도가 ㎢당 251개로 가장 높게 나타났다. 연구진은 서해가 대규모 강 하구와 인접해 있고, 조차가 크며, 연안 양식과 항만 활동이 집중된 지리적 특성을 갖고 있다는 점을 주요 원인으로 지목했다. 서해의 경우 해안에서는 ㎢ 당 244개가 관찰됐고, 먼바다에서도 256개나 관찰됐다. 반면 동해는 상대적으로 하천 유입이 적고 수심이 깊어 평균 밀도가 ㎢당 81개로 낮았지만, 완전히 안전한 해역은 아니라는 분석이다. 남해는 206개였다. ◇강 하구와 양식장, 유입의 두 축 플라스틱 쓰레기의 주요 유입 경로는 크게 강 하구를 통한 육상 기원과, 양식·어업 활동을 통한 해상 기원으로 나뉜다. 육상 기원의 경우 한강·금강·영산강 등 국내 주요 하천뿐 아니라, 중국 양쯔강(장강)과 같은 초대형 하천의 영향도 무시할 수 없는 것으로 나타났다. 중국 수자원수력과학연구원 소속 연구팀이 지난달 '커뮤니케이션스, 지구와 환경 (Communications Earth & Environment)'에 발표한 연구에 따르면 양쯔강에서만 매년 약 5200조(兆)개에 이르는 미세플라스틱 입자가 바다로 유입된다. 미세플라스틱은 크기가 5㎜보다 작은 플라스틱을 말한다. 이를 무게로 환산하면 약 9200톤에 이르는데, 단일 하천(강)임에도 전 지구적 해양 플라스틱 순환에 큰 영향을 미치는 수준이다. 이러한 미세플라스틱과 대형 플라스틱이 서해에 유입되면 해류를 타고 한반도 연안으로 확산될 가능성이 크다. 해상 기원 오염은 남해에서 두드러진다. 국내 양식장의 약 46%가 남해 연안에 집중돼 있는데, 이 과정에서 사용되는 발포 폴리스티렌(EPS) 부표와 각종 어구가 주요 오염원으로 지목된다. 파손되거나 방치된 부표는 쉽게 잘게 부서져 중·소형 플라스틱 조각과 미세플라스틱으로 전환된다. ◇플라스틱 '작을수록 더 위험' KIOST 연구팀 논문에 따르면, 부유 플라스틱 가운데 크기가 2.5~20㎝ 범위의 중형 조각이 전체의 72%를 차지했다. 색상은 백색이 59%로 가장 많았으며, 이는 EPS 부표와 포장재 파편의 영향이 큰 것으로 해석된다. 재질별로는 스티로폼 파편이 27%, 필름형 플라스틱이 16%를 차지했다. 중국 시안교통대학교 연구팀이 이달 초 '해양 과학 프런티어즈 (Frontiers in Marine Science)'에 발표한 논문에 따르면 동아시아 해역에서 미세플라스틱의 경우 폴리에틸렌(PE)과 폴리프로필렌(PP)이 전체의 90% 이상을 차지했다. 특히 300㎛(마이크로미터) 미만의 작은 입자들이 다량 검출됐다. 연구팀은 이러한 소형 미세플라스틱이 표면적 대비 부피 비율이 커 유해 화학물질을 흡착하기 쉽고, 생물체에 섭취될 가능성도 높아 생태계 위험성이 크다고 경고했다. 플라스틱의 분포와 밀도는 수문학적 요인과 기상 조건에 크게 좌우된다. 강우량이 많은 시기에는 하천 유량이 증가하면서 육상에 축적돼 있던 플라스틱이 한꺼번에 바다로 유입되고, 해류를 따라 더 먼 해역까지 확산된다. 실제로 2022년 9월 태풍 '힌남노'가 통과한 직후 실시한 KOIST 조사에서는 연안 부유 쓰레기 밀도가 평상시 대비 수십 배 증가한 것으로 나타났다. 연구팀은 이러한 극한 기상 현상이 앞으로 기후변화로 인해 더 잦아질 경우, 해양 플라스틱 오염의 변동성과 불확실성이 크게 확대될 수 있다고 지적했다. ◇생태계는 물론 사람도 피해 이들 논문에서는 플라스틱 오염이 해양 생태계 전반에 다층적이고 복합적인 피해를 초래한다고 지적했다. 플랑크톤과 조개류, 작은 물고기 등이 미세플라스틱을 섭취하면 물리적 장(腸) 폐쇄, 섭식 효율 저하, 성장 및 생식 장애 등을 유발할 수 있다. 또한 플라스틱은 잔류성 유기오염물질(POPs)과 중금속을 흡착·운반하는 매개체 역할을 한다. 먹이사슬을 통해 생물 농축이 일어나 인간을 포함한 상위 포식자에게까지 독성 영향을 미칠 가능성이 제기되고 있다. 해양 생물이 대형 플라스틱 쓰레기에 얽히는 사고와 어구 손실 등은 어업 생산성을 떨어뜨린다. 나아가 관광·양식업 피해까지 포함하면 경제적 손실 규모는 연간 수조 원에 이를 수 있다는 분석도 나온다. ◇“국경 넘는 문제, 책임도 넘어야 한다" 동북아 해양에서 중국의 플라스틱 쓰레기는 한반도로, 한반도 플라스틱 쓰레기는 일본 해안으로 떠내려간다는 말이 있다. 논문에서 전문가들은 한반도 주변 해역의 플라스틱 문제를 국경을 초월한 복합 환경 위기로 규정했다. 개별 국가의 수거 노력만으로는 한계가 있으며, 과학적 감시와 정책적 대응, 국제적 책임 분담이 동시에 작동해야 실질적인 개선이 가능하다는 것이다. 중국 시안교통대 연구팀은 논문에서 한·중·일 3국 간 해양 플라스틱 오염에 대한 사법 협력 체계 구축을 제안했다. 화학적 지문 분석과 해양 표류 모델링을 결합해 국가별 오염 기여도를 산출하고, 이를 토대로 '시장 점유율 책임(market-share liability)' 원칙을 적용해 비례적 책임을 묻는 방안을 제시했다. KIOST 연구팀도 과학적 추적과 책임 논의와 함께, 집중호우 시 강 하구 차단·수거 시설 운영, 친환경 부표 보급 확대 등 현장 중심의 예방·대응 정책이 병행돼야 한다고 강조했다. 결국 해양 플라스틱 문제 해결은 국가 내 관리 강화로 플라스틱 쓰레기의 해양 유입을 예방하는 '씨줄'과 바다로 들어온 플라스틱 쓰레기는 국가 간 책임 공유를 통해 해결하는 '날줄'이 서로 잘 짜여야 한다는 얘기다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

기후위기라는 전례 없는 도전에 직면해 있는 인류는 온실가스 배출을 줄이기 위해 재생에너지 확대, 산업 공정 전환, 에너지 효율 개선 등 다양한 해법을 추진하고 있다. 하지만 대기 중에 쌓이고 있는 막대한 양의 이산화탄소(CO₂)를 어떻게 처리할 것인가는 여전히 풀리지 않은 과제로 남아 있다. 그래서 과학기술자들은 CO₂를 바다에 녹여 없애는 방법을 생각해왔다. 지구 표면의 약 70%를 차지하는 바다는 인류가 배출하는 CO₂의 약 4분의 1을 지금도 자연적으로 흡수하고 있는데, 이런 바다의 역할을 인위적으로 강화하자는 연구다. '해양 탄소 제거(marine carbon dioxide removal, mCDR)', 즉 바다를 활용해 CO₂를 흡수·저장하겠다는 구상이 주목을 받는 이유다. 그렇다면 바다의 CO₂ 흡수 능력을 인위적으로 강화하는 것은 과연 현실적인 선택일까. 지난해 발표된 네 편의 주요 연구는 해양 탄소 제거의 가능성과 동시에, 결코 가볍게 넘길 수 없는 위험을 함께 보여주고 있다. ◇ 거품 속에서 드러난 바다의 숨은 흡수 능력 우선 바다의 이산화탄소 흡수 능력은 우리가 지금까지 생각해 온 것보다 더 클 수 있다는 연구 결과가 눈길을 끈다. 독일 헬름홀츠 해양연구소(GEOMAR) 연구팀은 지난해 11월 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 발표한 논문에서 파도가 부서질 때 형성되는 해수 거품이 이산화탄소를 바닷속으로 밀어 넣는 과정을 정밀 관측한 결과를 소개했다. 연구팀은 이를 '비대칭적 가스 전달(asymmetric gas transfer)' 현상으로 규정했다. 파도에 의해 생성된 미세한 거품이 수압과 함께 붕괴되면서, 이산화탄소가 대기보다 바닷속으로 더 효과적으로 이동한다는 것이다. 이 과정을 전(全) 지구 규모로 환산한 결과, 기존 해양 탄소 흡수 추정치는 연간 약 3억~4억 탄소톤(CO₂로는 약 11억~15억 톤) 정도 과소평가되었을 가능성이 제기됐다. 이는 전체 해양 흡수량의 약 15%에 해당하는 수치다. 이 연구는 바다가 이미 상당한 '자연 탄소 저장고' 역할을 하고 있음을 다시 한번 확인해 주는 것인 동시에 해양 탄소 제거 기술에 대한 과학적 기대를 높이는 근거로 활용될 전망이다. ◇연안에서 알칼리도를 높여 탄소를 잡다 자연적 흡수 능력뿐 아니라, 인위적으로 바다의 화학적 성질을 바꿔 이산화탄소 흡수를 늘릴 수 있는지를 실험적으로 검증한 연구도 등장했다. 호주 연방과학산업연구기구(CSIRO) 연구팀은 지난달 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)'에 관련 논문을 발표했다. 이 논문을 통해 연구팀은 호주 타스마니아 연안에서 수행한 '해양 알칼리도 증진(ocean alkalinity enhancement, OAE)' 현장 실험 결과를 공개했다. 연구팀은 연안 인근 해역에 소량의 수산화나트륨(NaOH, 가성소다)을 지속적으로 투입해 바닷물의 알칼리도를 높였다. 그 결과, 실험 해역의 이산화탄소 분압(pCO₂, 이산화탄소만의 기압)이 최대 370마이크로기압(µatm, 1µatm=100만분의 1기압)까지 감소하는 현상이 관측됐다. pCO₂은 공기 전체 압력 중 이산화탄소가 차지하는 몫의 기압을 의미한다. 실험 해역에서 pCO₂가 370 µatm으로 낮아졌다는 것은 지구 전체 평균인 약 420 µatm에서 12% 감소한 것에 해당한다. 이는 바닷물이 대기 중 이산화탄소를 더 많이 흡수할 수 있는 화학적 조건으로 바뀌었음을 의미한다. 특히 이 연구의 의미는 실험실이 아닌 실제 연안 환경에서 효과를 검증했고, 하수처리시설이나 기존 연안 인프라와 결합할 가능성을 제시했다는 점에 있다. 연구진은 이 방식을 재생에너지와 결합할 경우, 비교적 비용 효율적인 탄소 제거 수단이 될 수 있다고 평가했다. ◇숨겨진 비용, 바닷속 산소 고갈의 위험 그러나 해양 탄소 제거가 언제나 '친환경적'인 것은 아니다. 독일 헬름홀츠 해양연구소 연구팀은 지난해 6월 '환경 연구 회보(Environmental Research Letters)' 저널에 발표한 논문에서 해양 탄소 제거가 해양 산소 농도에 미치는 영향을 정량적으로 분석했다. 연구팀은 철분 살포를 통해 플랑크톤 생장을 촉진하거나, 대규모 해조류를 재배해 바다 깊은 곳으로 가라앉히는 이른바 '생물학적 해양 탄소 제거' 방식에 주목했다. 시뮬레이션 결과, 이러한 방식은 이산화탄소를 흡수하는 효과보다 유기물 분해 과정에서 소비되는 산소량이 훨씬 더 클 수 있으며, 그 손실 규모는 온난화 완화로 얻을 수 있는 산소 회복 효과의 4배에서 최대 40배에 달할 수 있는 것으로 나타났다. 이는 해양 저산소화, 이른바 '데드 존(dead zone)'을 확대해 어류와 저서생물에 치명적인 영향을 줄 가능성을 시사한다. 반면, 알칼리도 증진과 같은 지화학적 방식은 산소 소모가 거의 없거나, 장기적으로는 기후 완화를 통해 산소 감소를 완화할 가능성이 있는 것으로 분석됐다. 그러나 CO₂ 1톤을 제거하기 위해 1톤 이상의 NaOH가 필요하고, 이를 대규모로 적용할 경우에는 화학물질 생산과 에너지 소비, 해양 생태계 교란 문제가 동시에 제기될 수 있다. 더욱이 NaOH는 강한 부식성·독성 물질이어서 연안 정체 수역에서 투입될 경우 일종의 해양오염이 될 수밖에 없고, 국지적인 생물 폐사 가능성도 있다. ◇알칼리 물질 투입으로 해양산성화 문제 해결하긴 어려워 일부에서는 해양 알칼리도 증진이 해양산성화 피해를 줄이는 데 역할을 할 것으로 기대하고 있지만 효과는 크지 않다는 지적도 있다. 해양산성화는 공기 중의 CO₂가 바닷물에 녹아들면서 발생하고, 그 결과 pH 값이 낮아진다. 미국 하와이대 마노아 캠퍼스와 독일 헬름홀츠 해양연구소 등이 참여한 국제 연구진은 지난달 말 '해양과학 프런티어(Frontiers in Marine Science)' 저널에 발표한 논문에서 해양 알칼리도 증진으로 해수의 평균 pH 값을 높일 수는 있지만, 해양 산성화가 해양 생태계에 미치는 부정적 영향을 근본적으로 상쇄하지는 못하는 것으로 분석됐다. 알칼리 물질 투입으로 인해 국지적으로 pH 변동성이 커질 경우, 플랑크톤과 저서생물 등 해양 생물이 오히려 추가적인 생리적 스트레스를 받을 수 있다고 지적했다. 특히 산성화는 단순한 pH 저하가 아니라 이산화탄소 분압 증가와 탄산계 화학 구조 변화, 생물 대사 교란이 복합적으로 작용하는 현상인데, 알칼리도 증진은 이 가운데 일부 화학적 지표만 개선하는 데 그친다는 것이다. 논문은 이러한 이유로 알칼리도 증진을 해양 산성화 대응과 탄소 제거를 동시에 해결할 수 있는 '이중 해법'으로 간주하는 것은 과학적으로 과도한 기대라고 평가했다. 연구진은 해양 알칼리도 증진이 적용된다 하더라도, 엄격한 생태계 모니터링과 제한적 규모에서만 보조적 수단으로 검토돼야 한다고 결론지었다. ◇근본적인 해법은 될 수 없을 듯 앞에서 살펴본 네 편의 논문을 종합하면, 해양 탄소 제거는 분명 기후위기 대응에 일정 부분 기여할 수 있는 잠재력을 지니고 있다. 특히 알칼리도 증진과 같은 일부 지화학적 접근은 과학적으로 실현 가능성이 입증되는 단계에 들어섰다. 그러나 동시에 한계도 분명하다. 첫째, 생물학적 방식은 해양 생태계의 핵심인 산소를 고갈시킬 위험이 크며, 이는 기후위기를 해결하기 위해 또 다른 환경 위기를 초래하는 결과로 이어질 수 있다. 둘째, 지화학적 방식 역시 알칼리 물질의 생산·운송 과정에서 막대한 에너지와 비용이 들며, 화석연료 기반일 경우 오히려 순배출을 늘릴 가능성도 있다. 셋째, 무엇보다 바다는 무한한 실험장이 아니며, 대규모 개입의 장기적 영향은 여전히 불확실하다. 결론적으로, 인류가 CO₂를 바다에 녹여 처리하는 방식에 의존하는 것은 바람직하지 않다. 해양 탄소 제거는 어디까지나 배출 감축을 전제로 한 보조적 수단이어야 하며, 화석연료 사용을 지속한 채 바다에 부담을 전가하는 면죄부가 되어서는 안 된다. 기후위기 대응의 중심은 여전히 '덜 배출하는 사회로의 전환'에 있어야 한다는 점을, 이들 연구는 오히려 더 분명하게 보여주고 있는 셈이다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

기후 변화로 인해 국지성 호우와 집중 강우가 일상화되는 가운데 비가 다시 온실가스 배출을 부추길 수도 있는 것으로 나타났다. 비가 오면 전체적으로 시민들의 외출이 줄어들지만, 대중교통 대신 승용차를 선택하는 비율이 일정 수준보다 높아진다면 오히려 도시 전체의 탄소 배출 효율이 악화될 수 있다는 것이다. 비 오는 날 시민들의 이동 방식이 도시의 온실가스 배출 구조를 흔드는 셈이다. 부산대 도시공학과 황진욱 교수팀이 최근 국제학술지 '종합 환경 과학 (Science of the Total Environment)'에 발표한 논문에서 이같은 분석 결과를 제시했다. 연구팀은 2024년 한 해 동안 부산광역시의 대표적인 도심 지역인 부산진구와 해운대구를 대상으로, 강수량 변화가 교통수단별 이용량과 온실가스 배출에 어떤 영향을 미치는지를 정밀 분석했다. 이 연구에는 한국토지주택공사(LH) 토지주택연구원의 장진혁 연구원 등도 참여했다. ◇비가 오면 통행량은 줄지만, 1인당 탄소 배출은 증가 연구 결과에 따르면, 강수량이 늘어날수록 도시 전체의 통행량은 뚜렷이 감소했다. 비 오는 날에는 외출과 이동 자체를 줄이는 시민들이 늘어나기 때문이다. 겉으로 보면 이는 교통 부문의 온실가스 배출을 줄이는 긍정적인 효과처럼 보일 수 있다. 하지만 문제는 교통수단별 '날씨 민감도'의 차이에서 발생한다. 강수량이 1% 증가할 때, 버스 이용은 평균 3.4%, 지하철 이용은 2.7% 감소한 반면, 승용차 이용은 1.3% 감소하는 데 그쳤다. 즉, 비가 오면 대중교통 이용은 크게 위축되지만, 승용차 이용은 상대적으로 잘 줄지 않는 구조가 확인된 것이다. 이 차이는 온실가스 배출 측면에서 부정적인 결과를 낳는다. 연구에 따르면, 한 사람이 1㎞를 이동할 때의 탄소 배출강도(1PKM)는 승용차 이용시 132.80g이었다. 이는 버스 이용시 30.69g, 지하철 이용시 31.38g보다 4배 이상 높았다. 연구팀이 시뮬레이션한 결과, 비로 인해 줄어든 대중교통 이용자 가운데 약 10~12%만 승용차로 이동 수단을 바꿀 경우 전체 통행량 감소로 얻은 온실가스 감축 효과가 완전히 상쇄되고, 경우에 따라서는 총 배출량이 오히려 증가하는 '탄소 배출 역전 현상'이 나타났다. 비가 오는 날 대중교통 이용자가 줄고 승용차 비중이 높아질수록, 도시 교통 시스템의 평균 탄소 효율은 빠르게 악화되는 셈이다. 승용차를 이용할 때 1인당 배출되는 온실가스의 양이 버스나 지하철에 비해 압도적으로 많은 탓이다. ◇“집에서 정류장까지"의 불편함이 만든 선택 비 오는 날 시민들이 승용차를 선택하는 가장 큰 이유는 도로 혼잡 그 자체가 아니라, 대중교통을 이용하기 전 단계에서의 불편함이다. 집에서 정류장이나 역까지 이동하는 과정, 그리고 정류장에서 버스를 기다리는 동안 비에 노출되는 경험, 젖은 우산을 들고 승차하는 불편 등이 대중교통 이용을 꺼리게 만든다. 승용차는 출발지부터 목적지까지 비를 거의 맞지 않는 '도어 투 도어(Door-to-door)' 이동이 가능하지만, 대중교통은 접근 단계와 대기 단계에서 날씨 영향을 직접 받는다는 것이다. 특히 정류장에 비 가림 시설이 부족하거나, 환승 동선이 길고 비에 노출돼 있을수록 이러한 기피 현상은 더욱 뚜렷해진다. 비 오는 날 도로가 더 막히는 것처럼 느껴지는 현상 역시 단순히 차량 수 증가 때문만은 아니다. 빗길에서는 시야가 제한되고, 노면 마찰이 줄면 운전자들이 미끄러짐 사고 위험을 피하기 위한 감속 운전이 반복된다. 이로 인해 차량 주행 속도가 낮아지고, 교통 흐름의 효율이 떨어진다. 결국 차량이 같은 거리를 이동하더라도 더 많은 연료가 소모되면서 온실가스 배출은 늘어난다. ◇'기후 적응형 교통 체계' 없이는 탄소 중립도 흔들린다 이번 연구는 날씨 변화에 따른 사람들의 행동 변화가 교통 부문의 탄소 배출을 좌우한다는 사실을 실증적으로 확인한 것이다. 연구팀은 이러한 결과가 단순한 교통 이용 변화가 아니라, 기후변화 시대의 새로운 정책 과제를 보여준다고 지적했다. 비가 잦아지는 미래 기후 조건에서는, 대중교통 이용 감소를 전제로 한 기존의 탄소 감축 전략이 오히려 실패할 수 있다는 것이다. 온실가스 배출이 늘어나지 않도록 하기 위해서는 무엇보다 '기후 적응형 교통 인프라' 구축이 시급하다고 지적한다. 우선, 버스 정류장과 보행 접근로에 비 가림막과 스마트 쉘터를 확충해, 집에서 정류장까지 이동하는 과정의 불편함을 최소화해야 한다. 단순한 시설 개선이지만, 대중교통 선택에 미치는 영향은 크다. 또한 비나 폭우로 인한 지연 상황을 실시간으로 안내하는 정보 제공 체계를 강화해, 시민들이 대중교통을 '불확실한 수단'으로 인식하지 않도록 해야 한다. 예측 가능성과 신뢰도는 악천후 상황에서 더욱 중요한 요소다. 중장기적으로는 수요응답형 교통수단(DRT)이나 소규모 셔틀, 공유 모빌리티를 대중교통의 보완 수단으로 적극 활용해, 승용차로의 급격한 쏠림을 완화할 필요가 있다. DRT는 이용 수요에 따라 노선·정차지점·운행시간이 유연하게 바뀌는 교통 서비스, '필요할 때 호출하면 움직이는 대중교통'을 말한다. 아울러 주거지와 생활 시설, 교통 거점 간 거리를 줄이는 콤팩트 시티 구조는 날씨 변화에도 흔들리지 않는 저탄소 이동을 가능하게 한다. 연구팀은 “기후 변화에 적응하지 못한 교통 시스템은, 비가 오는 날마다 더 많은 탄소를 배출하는 구조로 되돌아갈 수 있다"면서 “기후 적응과 탄소 감축을 동시에 고려한 교통 정책이 필요하다"고 강조했다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr

해가 갈수록 지구 온난화가 가속화되고 있다는 소식이 전해지는 가운데, 역설적으로 겨울철 한반도와 북미 등 중위도 지역은 기록적인 한파가 닥친다는 뉴스도 반복되고 있다. '지구가 뜨거워지는데 왜 더 추워지는가'라는 질문은 이제 대중적 의문을 넘어 기후과학 분야의 핵심 쟁점으로 떠올랐다. 최근 잇따라 발표된 학술 연구들은 이 현상이 단순한 우연이나 일시적 변동이 아니라, 지구 온난화로 촉발된 북극 환경 변화와 대기 순환 구조의 왜곡이 복합적으로 작용한 결과임을 보여준다. 최신 연구 성과를 토대로 이른바 '온난화의 역설'이 발생하는 과정을 구체적으로 살펴보고, 그 영향이 한반도에 어떻게 나타나고 있는지를 심층적으로 분석한다. ◇무너진 공기의 장벽, 제트기류와 극소용돌이의 사행 겨울철 중위도 지역의 한파를 이해하기 위해서는 제트기류(jet stream)와 극소용돌이(polar vortex)라는 두 가지 개념을 짚고 넘어갈 필요가 있다. 통상적으로 북극의 찬 공기는 북반구 중위도를 둘러싸며 강하게 흐르는 서풍대 제트기류에 갇혀 있어 남쪽으로 쉽게 내려오지 않는다. 그러나 지구 온난화가 진행되면서 북극의 기온이 중위도보다 훨씬 빠르게 상승하는 '북극 증폭(Arctic amplification)' 현상이 나타나면서 이 공기의 장벽에 균열이 생기기 시작했다. 미국 다트머스대학교 지구과학과 연구팀이 지난 6월 'AGU 어드밴스(AGU Advances)' 저널에 발표한 논문에 따르면 제트기류의 굴곡 정도, 즉 사행(蛇行, waviness)은 겨울철 기온 변동을 좌우하는 결정적인 요인으로 작용한다. 연구팀은 머신러닝 기법을 활용해 1901년부터 2023년까지 120년이 넘는 제트기류 변화를 분석한 결과, 제트기류가 직선적인 흐름을 잃고 뱀처럼 구불구불해질수록 북극의 한기가 중위도로 깊숙이 침투한다는 사실을 정량적으로 확인했다. 특히 20세기 중반 미국 동남부에서 관측된 이상 저온 현상인 '워밍 홀(warming hole)'의 약 3분의 2가 제트기류 사행 증가라는 역학적 요인에 의해 설명될 수 있다는 점을 밝혀냈다. 이는 평균 기온이 상승하는 상황에서도 대기 순환의 변화에 따라 특정 지역에서는 오히려 혹독한 한파가 나타날 수 있음을 보여준다. ◇제트기류가 느려지는 것은 북극진동 탓 제트기류가 느려지고 사행하는 배경에는 북극진동이 있다. 북극진동은 북극과 중위도 사이의 기압 차이가 주기적으로 커졌다, 작아지기를 반복하는 현상을 말한다. 북극과 중위도 지방의 기압 차이가 줄었을 때는 북극진동 지수가 음수(-)로, 기압 차이가 벌어졌을 때는 북극진동 지수가 양수(+)로 표시된다. 북극의 기온이 상승하면 북극 고기압이 약해지고, 북극과 중위도 지방의 기압 차이가 줄어든다. 온도 차이 혹은 기압 차이가 줄어들면 북극 주변을 도는 제트기류가 약해진다. 북극이 온난화됐다 해도 그래도 북극이다. 기압이 변화하는 북극진동이 생기고, 제트기류가 출렁일 때 북극의 한기가 남하한다. 영하 40~50℃의 찬 공기가 허물어진 담벼락을 넘어 중위도 지방 상공으로 밀려 내려오는 것이다. 제트기류가 북반구의 어느 지역에서 남쪽으로 처지느냐에 따라 유럽이나 동아시아, 북미 등에서 번갈아 가며 혹한이 나타난다. 반대로 제트기류가 처지지 않은 구역에 들면 따뜻한 겨울이 나타날 수 있다. ◇고무줄처럼 늘어난 극소용돌이, 한반도를 덮치다 겨울이면 한반도를 강타하는 한파 역시 극소용돌이의 형태 변화와 밀접한 관련이 있다. 부경대학교 김백민 교수와 미국 국립해양대기청(NOAA)의 제임스 오버랜드(James Overland) 박사 등이 참여한 국제 공동연구팀은 지난 9월 '플로스 기후(PLOS Climate)'에 발표한 논문에서, 2025년 초 북미와 동아시아를 동시에 강타한 한파의 주요 원인으로 '늘어난 극소용돌이(stretched polar vortex)' 패턴을 지목했다. 연구에 따르면, 성층권 하부에 위치한 극소용돌이는 통상 북극을 중심으로 비교적 원형을 유지하며 회전하지만, 이 시기에는 북미에서 동아시아에 이르기까지 타원형으로 길게 늘어나는 비정상적인 구조가 관측됐다. 마치 고무줄이 한쪽으로 잡아당겨진 듯 늘어난 소용돌이의 끝자락이 한반도 상공에 걸리면서, 북극의 찬 공기가 직접적으로 남하한 것이다. 실제로 지난 2월 초 서울은 6일 연속 최저기온이 영하 10도 이하로 떨어지며, 39년 만에 가장 긴 한파 기록을 세웠다. 연구팀은 이 과정에서 성층권(약 100mb)과 대류권 중층(약 500mb)의 기압 배치가 마치 하나의 덩어리처럼 연동되는 '순압 구조(barotropic structure)'가 형성되었고, 이로 인해 북극 한기가 지표면까지 빠르고 강력하게 전달됐다고 분석했다. mb(밀리바)는 공기의 무게를 나타내는 기압 단위이며, 숫자가 작을수록 고도가 높음을 의미한다. 500mb는 지상에서 약 5~6km 상공을, 100mb는 지상에서 약 15~16km 상공을 가리킨다. 순압 구조란 '위아래 대기층이 따로 움직이지 않고 한 덩어리처럼 같은 방향으로 움직이는 상태'를 말한다. 이로 인해 위쪽 대기(성층권)에서 형성된 북극의 차가운 공기 흐름이 중간층과 지표까지 막힘 없이 한 번에 전달됐다는 것이다. ◇ 해수면 상승이 내륙 한파를 부르는 새로운 메커니즘 해수면 상승이 해안 침수나 염해 문제를 넘어, 중위도 내륙의 겨울 기후까지 변화시킬 수 있다는 점을 보여주는 연구도 발표됐다. 중국 베이징대학교 연구팀은 지난 9월 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)'에 게재한 논문에서, 지구 평균 해수면 상승(GMSL rise)이 동아시아의 극한 한파를 강화하는 메커니즘을 수치 실험을 통해 규명했다. 연구에 따르면 해수면이 상승할수록 북태평양 해역의 온난화가 심화되고, 이로 인해 대기 중 로스비 파동(Rossby waves)이 더욱 활성화된다. 이러한 파동은 유라시아 대륙 상공에 고기압이 장기간 정체되는 '블로킹(blocking)' 현상을 유도하며, 그 결과 서풍 제트기류의 흐름이 약화된다. 제트기류가 느슨해지면 북극의 찬 공기가 동아시아로 내려오는 통로가 열리게 된다. 특히 연구팀은 해수면 상승 폭이 0.625m를 넘는 시점부터 동아시아 지역의 극한 한파 빈도와 강도가 급격히 증가하는 임계점을 제시하며, 해안 국가뿐 아니라 내륙 국가들 역시 해수면 상승에 따른 기상 재해 위험에서 자유로울 수 없다고 경고했다. ◇ 과거 570만 년의 기록이 말하는 제트기류의 경고 제트기류 변화가 초래할 미래의 모습은 과거 지구의 기록에서도 확인된다. 중국과학원 연구팀은 최근 '네이처 커뮤니케이션스'에 발표한 연구에서 중국 북부 지역의 퇴적물 코어를 분석해 지난 570만 년 동안의 수문·기후 변화를 복원했다. 그 결과 플라이오세(Pliocene, 약 533만년 전~약 258만년 전까지 275만년 동안 지속된 지질 시대)에 속하는 약 300만 년 전 북극이 현재보다 훨씬 따뜻했던 시기에는 제트기류의 사행이 지금보다 훨씬 심했음이 드러났다. 제트기류가 크게 요동치면서 중위도 지역에서는 극심한 가뭄과 홍수, 그리고 예측하기 어려운 한파가 훨씬 빈번하게 발생했다는 것이다. 이는 향후 온난화가 심화되고 북극 증폭이 강화될 경우, 제트기류의 불안정성이 더욱 커져 한반도를 포함한 중위도 지역에서 극단적 기상 이변이 일상화될 수 있음을 시사하는 강력한 증거로 해석된다. ◇ 한반도의 특수성: 서울의 기온 변동성 심화 한반도는 이러한 대기 역학 변화에 특히 민감한 지역 중 하나로 꼽힌다. 지난 수십 년간 한반도의 겨울철 평균 기온은 전반적으로 상승해 왔지만, 1월 최저기온의 평균값은 50년 전과 큰 차이를 보이지 않거나 일부 지역에서는 오히려 더 낮아지는 경향이 관측된다. 이는 겨울 전체로 보면 따뜻해졌지만, 북극발 한파가 한 번 유입될 때의 강도는 과거보다 더욱 매서워졌다는 의미다. 광주과학기술원(GIST) 윤진호 교수팀 역시 온난화가 진행될수록 '따뜻한 북극, 추운 대륙(Warm Arctic–Cold Continent, WACC)' 패턴이 더욱 불안정하고 예측하기 어려운 형태로 지속될 가능성이 크다고 분석했다. 북극해 해빙이 줄어들면서 방출된 열이 대기 순환을 교란하고, 그 영향이 수주 후 한반도의 한파로 이어지는 '기후 원격상관(climate teleconnection)' 과정이 점점 더 복잡해지고 있기 때문이다. 윤 교수팀 논문은 지난해 3월 국제학술지 네이처 자매지인 '기후와 대기과학(npj Climate and Atmospheric Science)'에 실렸다. 최근 경북대학교 해양과학연구소 박종진 교수팀은 '원격 탐사(Remote Sensing)' 저널에 발표한 논문에서 북극진동이 한파를 초래하는 또 다른 메커니즘을 소개했다. 북극진동이 만든 겨울철 대기 변동이 동해 표층 수온에 '기억'으로 저장되고, 그 기억이 한반도 겨울 한파를 증폭·지속시키는 매개체가 될 수 있다는 것이다. ◇기후 변화는 단선적이지 않다 지구 온난화 속에서도 한파가 잦아지는 이유는, 지구 시스템이 축적된 에너지를 불균형하게 해소하는 과정에서 대기 순환이 왜곡되기 때문이다. 북극이 따뜻해지면서 찬 공기를 가두던 제트기류라는 '장벽'이 약화되고, 해수면 상승은 공기의 흐름을 막는 블로킹 현상을 강화하며, 늘어난 극소용돌이는 마치 표적을 조준하듯 한반도에 한기를 쏟아붓는다. 한국과학기술연구원(KIST) 성미경 박사와 연세대학교 안순일 교수 연구팀이 2023년 '네이처 커뮤니케이션스'에 발표한 연구 역시 대서양과 태평양의 해양 전선대에 축적된 열이 대기 파동 반응을 유발해 동아시아 한파를 조절하는 일종의 '온도 조절기' 역할을 한다고 분석한 바 있다. 이는 현재 우리가 겪고 있는 한파가 단순한 일시적 이상 기상이 아니라, 전 지구적 해양·대기 변화가 맞물린 결과임을 분명히 보여준다. 기후 변화는 기온이 일정하게 상승하는 직선적 과정이 아니다. 오히려 빠르게 회전하던 팽이가 멈추기 직전 크게 비틀거리듯, 북극 온난화가 임계점을 넘어서면서 대기 순환이라는 팽이 역시 불안정하게 흔들리고 있다. 그 비틀거림이 우리에게는 극한 한파라는 형태로 체감되고 있는 것이다. 이제 필요한 것은 평균 기온 상승에만 초점을 맞춘 대응이 아니라, 변동성의 심화와 예측 불가능한 극한 기상에 대비한 보다 정교한 사회·기반시설 차원의 대응 전략이다. 강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr