설국열차 (Snowpiercer, 2013) 원작 : 프랑스만화가뱅자맹르그랑 ( 글 ) 과장마르크로셰트 ( 그림 ) 2

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1 부평구청 2015 년 9 월 14 일 인하대학교해양과학과하호경 기후변화는남의동네이야기? 설국열차 (Snowpiercer, 2013) 봉준호감독 지구온난화문제를해결하기위해인류는 CW-7 이라는기후조절물질을살포 물질의부작용으로지구에는새로운빙하기가찾아온다 1

2 설국열차 (Snowpiercer, 2013) 원작 : 프랑스만화가뱅자맹르그랑 ( 글 ) 과장마르크로셰트 ( 그림 ) 2

3 기후변화는남의동네이야기? 공식출범 기후변화는이미우리생활속에깊숙히들어와있습니다. 3

4 기후변화 (Climate Change) 해양 - 대기를공정한시각으로바라보자 기후변화에대한불편한진실과오해 4

5 인하대학교해양과학과하호경 극지는어떤곳? 5

) 빙하평균두께 : 2,160m -40 ~ 0 c ( 관측최저온도 : -89.

영유권인정보류 ) 인간에의한개발이이루어지지않은지구상마지막대륙 지구환경변화연구 극지는왜중요한가?

6 극지는어떤곳? 북극 vs. 남극 유라시아대륙과북아메리카대륙으로둘러싸인넓은바다 (1,200 km3 ) 바다중심얼음두께 : 3 ~ 4m -16 ~ 6 c ( 관측최저온도 : c) 여우, 순록, 곰, 고래등 있음 ( 이누이트족 ) 주변섬공해로이루어졌으며, 주변섬모두주인이있음 지구환경변화연구 주요어장 대규모에너지자원매장 형태연평균기온대표생물원주민유무소유자가치 남빙양이라는바다로둘러싸인거대한대륙 (1,360 km3 ) 빙하평균두께 : 2,160m -40 ~ 0 c ( 관측최저온도 : c) 펭귄, 크릴, 물개, 고래등 없음 ( 과학기지만있음 ) 남극조약에의해전반적으로관리 ( 영유권인정보류 ) 인간에의한개발이이루어지지않은지구상마지막대륙 지구환경변화연구 극지는왜중요한가? 모든기초과학분야의거대한실험장 천연과학실험장 과거지구환경의역사보존 환경변화 / 연구의메카 미래환경변화예측 오존층변동 / 지구온난화 지구환경변화로인한자연재해 미개발자원의보고 ( 에너지 / 생물자원 ) 대기, 우주, 해양빙설연구의전초기지 극한환경과학기술발전 6

7 극지는? 기후변화의열쇠 지구역사기록보관소 생존드라마의무대 미래자원의보고 지구환경변화의전초기지 극지의얼음이녹으면? 태양에너지의흡수가빨라지고지구온난화는가속화된다. 태양에너지반사 태양에너지흡수 극지는지구의에어컨태양에너지의흡수를막아주고지구가더워지는것을막아준다. 7

8 극지는해수순환의발원지 북극의그린란드해역과남극의웨델해전세계를순환하며열을전달해주는심층해수의발원지 극지의빙하가녹아내리면? 심층해수의순환이변하게되며, 지구전체에급격한기후변화를유발시킬수있다. 극지의빙하가녹으면? 지구해수면상승에따른큰혼란을가져온다. ( 해수면 60m 상승 ) 8

9 극지는? 기후변화의열쇠 지구역사기록보관소 생존드라마의무대 미래자원의보고 남극은과거지구의환경기록을간직한곳 과거지구환경변화기록을복원하면미래의해수면상승과지구온난화를예측할수있다. 채취된해저퇴적물시료 남극해퇴적물속에는? 과거의기후, 바다얼음감소및해양생태계변화등의기록이고스란히보존되어있다. 과거지구환경변화를통해미래의지구온난화를예측할수있다. 남극세종기지앞해저퇴적물시료를채취하는모습 9

10 빙하는지구의타임캡슐 얼음속의미세한기포들을포함하고있는남극빙하는과거의기후변화를알수있는좋은연구재료이다. 남극의빙하는과거눈이쌓일당시의대기와기후에관한자료가간직되어있어과거기후와환경변화를추측할수있는 냉동타임캡슐 이라고불리고있다. 우주기원을밝혀줄블랙박스 운석 운석이란? >> 태양계비밀풀어줄 우주 DNA - 태양계의기원물질과생성시기 - 운석모체인행성에대한정보 - 외계생명체가능성 - 지구물의기원 - 지구내부물질의구성요소 10

11 한국기초과학지원연구원에따르면진주운석의나이는태양계의나이인 45 억 6700 만년에가까운수준인 45 억 9700 만년에서 44 억 8500 만년사이다. 극지는? 기후변화의열쇠 지구역사기록보관소 생존드라마의무대 미래자원의보고 11

12 독특한환경에적응한생명의터전 친구들과사진촬영중인황제펭귄 환경변화에민감하게반응하는단순한생태구조 극지특유의춥고건조한환경조건에서발달한독특한생체물질 지구상에서가장큰대형포식자가분포하는극지생태계 식물플랑크톤에서시작하여이빨고래까지이어지는남빙양생태계먹이망의중심에는동물플랑크톤인크릴이있다. 북극을대표하는동물 북극곰북극여우흰올빼미 순록하프물범북극토끼 12

13 남극을대표하는동물 웨델해표 황제펭귄 친스트랩펭귄 아델리펭귄 남극도둑갈매기 뽀로로 ( 펭귄 ) 과포비 ( 북극곰 ) 의동거 : 현실에서가능할까? 13

14 극지는? 기후변화의열쇠 지구역사기록보관소 생존드라마의무대 미래자원의보고 심각한자원고갈현상 앞으로불과 10 년, 20 년후부터화석연료의고갈에의한현상은현실로다가오고있다. 미래의변화에미리대처하는국가만이위기를극복하고살아남을것이다. < 미국물리학회보고서 > 대체에너지자원개발 14

15 세계석유생산량 북극의자원쟁탈전 잠수정미르 1 호 (4261 m),

16 극지는미래자원의보고 극지에는불타는얼음이있다? 메탄하이드레이트 가스수화물탐사측선도 석유와석탄을대체할 21세기신에너지자원, 남빙양해저와북극영구동토층에서주로발견 국내천연가스소비량의 400년치매장 메탄하이드레이트외에도천연가스, 석유, 철, 구리, 니켈, 금, 은과같은많은양의광물자원매장되어있는극지는미래자원의보물창고 수산자원의보고 극지의수산자원은전세계수산물생산량을능가하지만아직미개발상태 남빙양에서포획된파타고니아이빨고기 ( 메로 ) 16

건물현황 : 총 4,318m² ( 연구동, 생활동, 발전동, 창고동등 ) 운영방식 : 월동연구대상주근무 (17 명내외 / 년 ),

17 남 북극과학기지와 아라온 1 남극세종과학기지 2 북극다산과학기지 3 4 남극장보고과학기지 쇄빙연구선 아라온 남극세종과학기지 준공일 : 1988 년 2 월 17 일 위치 : 남극반도남쉐틀렌드군도킹조지섬 62 13' S, 58 47' W ( 서울에서 17,240km) 건물현황 : 총 4,318m² ( 연구동, 생활동, 발전동, 창고동등 ) 운영방식 : 월동연구대상주근무 (17 명내외 / 년 ), 하계연구대 ( 약 100 명 / 년 ) 주변상황 : 킹조지섬내한국, 칠레, 아르헨티나, 우루과이, 브라질, 중국, 러시아, 폴란드등 8 개국기지운영중 17

북극다산과학기지 개소일 : 2002 년 4 월 29 일 위치 : 스발바르군도스피츠베르겐섬니알슨

임대 ) 운영방식 : 비상주 ( 위탁관리, 하계연구대원약 60 명 / 년 ) 주변상황 : 한국,

개국기지운영중, 폴란드등 8 개국기지운영중 남극장보고과학기지 준공일 : 2014 년 2 월 위치

6 월 ~ 2014 년 6 월 (8 년 ) 건물현황 : 총 4,232m² 총사업예산 : 총

18 북극다산과학기지 개소일 : 2002 년 4 월 29 일 위치 : 스발바르군도스피츠베르겐섬니알슨 78 55' N, 11 56' E ( 서울로부터약 6,400km) 건물현황 : 총 216m² ( 임대 ) 운영방식 : 비상주 ( 위탁관리, 하계연구대원약 60 명 / 년 ) 주변상황 : 한국, 노르웨이, 독일, 프랑스, 네덜란드, 스웨덴, 영국, 일본, 중국, 이탈리아등 10 개국기지운영중, 폴란드등 8 개국기지운영중 남극장보고과학기지 준공일 : 2014 년 2 월 위치 : 남극테라노바베이케이프뫼비우스곶 ' E, 74 37' S 총사업기간 : 2006 년 6 월 ~ 2014 년 6 월 (8 년 ) 건물현황 : 총 4,232m² 총사업예산 : 총 1,067 억원 운영방식 : 월동연구대상주근무 (15 명내외 / 년 ), 하계연구대 ( 약 60 명 / 년 ) 18

19 쇄빙연구선 아라온 주요임무남북극결빙해역에서의독자적인극지연구수행남북극기지에대한보급및남극장보고과학기지건설지원 중량 : 7,487, 톤 완공일자 : 2009 년 11 월 2 일 크기 (m) : 111 x 19 x 9.9 ( 길이 x 폭 x 깊이 ) 속도 : 12 노트 ( 경제항해속력 ) 최대운항거리 : 20,000 마일 (70 일 ) 무보급항해 승선인원 : 총 85 명 ( 승조원 25 명 + 연구원 60 명 ) 쇄빙성능 : 1 미터두께의다년빙을시속 3 노트로연속쇄빙 19

20 Ocean Sciences / Inha University 9/14/2015 기후변화와 해양변화: 온난해류의 침입효과 극지해양의 중요성 기후변화의 hot spot 하지만, 연구자료(관측)의 blind spot Big data (knowledge) gap 악기상, 해빙, 빙하 등 접근의 악조건 20

21 온난해류의침입 Outline Part I 북극척치해 (Chukchi Sea) Part II 남극아문젠해 (Amundsen Sea) 21

22 북극얼음축소의역사 2012 (lowest) 북극신항로 22

23 해빙은기후변화를제어한다. (a ) Ice-albedo feedback (b) Thermal insulator (c) Brine release (d) Fresh water release 25 years mean Blue line: sea ice extent Steele et al. (2007) 23

24 Ocean Sciences / Inha University 9/14/2015 북극 해빙의 축소 태평양 기원 온난수의 유입 해빙을 녹이는 해양열의 근원 m 31~32psu 1 Sv = 106 m3/s Sv 24

25 Extremely low salinity 고온, 고염해류의침투 Warm core eddy Temp Salinity 베링해를통한해양플럭스가점점증가하고있다 Woodgate et al. (2012) 25

26 Part I- Summary 태평양기원의온난한해수 (Pacific Summer Water) 의침입 : 북극해의급속한융빙의주원인 따뜻한해수는북극해의척치고원 (Chukchi Plateau) 주변에존재 온난해류의침입 Outline Part I 북극척치해 (Chukchi Sea) Part II 남극아문젠해 (Amundsen Sea) 26

/ 빙하증가 녹는정도는지역적편차가심하다 아문젠해 (Amundsen Sea)

대륙붕으로유입되는따뜻한해류 ( 환남극심층수, circumpolar deep

환남극심층수 Circumpolar Deep Water WW LTLS CDW

27 왜서남극아문젠해가빨리녹아내릴까? Rignot et al. (2008) Joughin and Alley (2011) 해빙 / 빙하감소해빙 / 빙하증가 녹는정도는지역적편차가심하다 아문젠해 (Amundsen Sea) 가가장빨리녹아내리는해역이다. 대륙붕으로유입되는따뜻한해류 ( 환남극심층수, circumpolar deep water) 가원인이다. 환남극심층수 Circumpolar Deep Water WW LTLS CDW HTHS Intrusion of CDW onto shelf and delivery of heat to sub-ice cavity isopycnal Po Temp Max Jacobs et al. (2011) 27

28 남극아문젠해연구지역 Ha et al. (2014) JPO 엘리뇨 / 라니냐가지구의끝, 남극에도영향을준다. 28

29 2012 년에급격한용융속도감소 (~50%) 수온약층의급격한하강 해저산맥의환남극심층수의유입방해 2012 년동풍계열바람의우세 Dutrieux et al. (2014) Science Part II - Summary 따뜻한환남극심층수 (Circumpolar Deep Water) 의침입 : 남극아문젠해의급속한융빙의주원인 지구는연결된시스템이다 : 원격상관, 나비효과 29

30 저멀리극지방에서의미묘한변화도중위도에위치한대한민국에영향을준다. 30

31 인하대학교해양과학과 하호경 동영상 (KBS) 북극오로라 31

32 인류가아직정복하지못한곳 1. 우주 32

33 2. 심해 ( 깊은바다 ) 3. 극지 ( 남극 / 북극 ) 33

34 남극 / 북극은어떻게생겼나요? 남극 vs. 북극 남극 : 바다로둘러쌓인대륙 북극 : 대륙으로둘러쌓인바다 34

35 35

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38 빙산의일각이란? 얼음의밀도 : 920 kg/m 3 물의밀도 : 1025 kg/m 3 수면위에보이는높이는물아래있는빙산의깊이의 1/8-1/9 38

39 해빙과빙하가녹으면해수면이올라가나요? 39

40 지구온난화로인해서극지방의얼음은계속녹기만하나요? 남극 vs. 북극 40

41 극지과학자는무슨연구를하나요? 41

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47 극지과학자는뭘하고놀아요? 47

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52 여러분도남극 / 북극에갈수있어요. 52

53 후속세대양성 53

54 Thank you! 54

Exclusive 지구의 냉장고 로 불리던 북극은 현재 온난화의 중심지역이 되었다. 미 국립 해양대기청(NOAA)이 빠른 속도로 녹아 해빙( 海氷 ) 면적이 사상 최소 수준을 기록했다. 실제로 지난해 북극권 지난해 발표한 2010년 북극 보고서 를 보면 북극 지역의

Exclusive 지구의 냉장고 로 불리던 북극은 현재 온난화의 중심지역이 되었다. 미 국립 해양대기청(NOAA)이 빠른 속도로 녹아 해빙( 海氷 ) 면적이 사상 최소 수준을 기록했다. 실제로 지난해 북극권 지난해 발표한 2010년 북극 보고서 를 보면 북극 지역의 Feature The Arctic Is Melting 더워지는 지구촌의 뜨거운 관심을 받다 올겨울 한반도에 기록적인 한파가 엄습하고 눈폭탄이 자주 쏟아지는 원인은 바로 북극 에 있다. 북극의 기온이 평년보다 높은 상태가 이어지면서 매우 차가운 공기가 중위도까지 내려와 한반도에 한파와 폭설을 몰고 왔다. 북극의 변화는 한반도의 날씨만 바꾸어놓는 것이 아니 다.