기온감률 피드백 (Lapse Rate Feedback)

한 줄 정의: 온난화에 따라 대류권 상층과 하층의 기온 상승 속도가 달라지면서 발생하는 피드백으로, 열대와 극지방에서 서로 반대 부호로 작용하는 경향이 있다.

쉽게 풀면

대기는 고도가 높아질수록 온도가 낮아지는데, 이 온도 감소 비율을 기온감률이라고 합니다. 지구가 더워질 때 열대지방에서는 상층 대기가 하층보다 더 빠르게 더워지는 경향이 있어 우주로 열을 더 잘 방출하게 되어 온난화를 억제하는 음의 피드백으로 작용합니다. 반대로 극지방에서는 하층이 더 빠르게 더워져 온난화를 키우는 양의 피드백으로 작용하는 경향이 있습니다. 이 두 지역의 상반된 효과가 결합해 전체 기후민감도에 영향을 미칩니다.

왜 중요한가

기온감률 피드백은 대표적인 기후 피드백 중 하나로, 수증기 피드백, 얼음-알베도 피드백, 구름 피드백 등과 함께 지구가 온실가스 증가에 얼마나 민감하게 반응하는지(기후민감도)를 결정하는 핵심 요소입니다. 열대와 극지방에서 부호가 반대로 작용하기 때문에, 이 두 지역의 상쇄 효과를 정확히 계산하지 못하면 기후모델이 예측하는 미래 온난화 폭이 크게 달라질 수 있어 기후과학 논문에서 중요하게 다뤄집니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"열대 지역의 음의 기온감률 피드백은 수증기 피드백의 상당 부분을 상쇄하는 것으로 나타났다."

기온감률 피드백이 다른 피드백을 상쇄하거나 강화하는 상호작용을 설명하는 문장이다.

"극지방 증폭 현상을 재현한 기후모델 실험에서 양의 기온감률 피드백이 해빙 감소와 더불어 주요 기여 요인으로 확인되었다."

북극 등 극지방이 다른 지역보다 더 빠르게 더워지는 현상을 시뮬레이션했더니, 해빙이 녹는 것뿐 아니라 기온감률 피드백도 중요한 원인으로 나타났다는 뜻입니다.

"다중 기후모델 비교연구(CMIP)에서 기온감률 피드백의 모델 간 편차가 전체 기후민감도 불확실성의 주요 원인 중 하나로 지목되었다."

여러 기후모델들을 비교했더니, 기온감률 피드백을 각 모델이 다르게 계산하는 것이 미래 온난화 예측치가 모델마다 달라지는 주요 원인 중 하나였다는 뜻입니다.

조금 더 깊게 보면

기온감률 피드백은 대기가 안정적으로 유지되려는 성질(습윤단열감률에 가까운 연직 온도 분포를 유지하려는 경향)과 관련이 있으며, 열대에서는 대류 활동이 활발해 상층이 하층보다 빠르게 더워지지만, 극지방에서는 대류가 약하고 지표 근처의 온난화가 상층으로 잘 전달되지 않아 하층 중심의 온난화가 두드러집니다. 이 때문에 두 지역의 피드백은 부호가 반대이며, 전 지구 평균으로 보면 서로 부분적으로 상쇄되어 전체적으로는 대체로 약한 음의 피드백으로 평가되는 경우가 많습니다. 다만 기후모델마다 대류·경계층 과정을 표현하는 방식이 달라 이 피드백의 강도 추정에는 여전히 불확실성이 남아 있습니다.

주의할 점

기온감률 피드백은 지역에 따라 부호가 달라지므로 전 지구 평균값만으로 지역별 영향을 판단하면 안 된다.