성층권 에어졸 개입과 농작물 생산

[전남인터넷신문]기후 변화는 세계 농업에 중대한 위협을 가하고, 식량의 양, 품질, 안전에 영향을 미친다. 현재의 탄소 배출 및 기후에 관한 자료에 의하면 금세기 말의 지구 평균 기온은 산업화 이전 평균보다 2.9℃ 상승할 것으로 예상됨에 따라 세계 농업에 대한 악영향은 심화될 것으로 추정된다.

이러한 온난화는 전 세계 농업에 심각한 부담을 주게 되어 현재의 생산 적지 지역의 작물 재배나 가축 사육에 부적합해질 것이다. 그런데 유엔 식량 농업 기구에서는 인구 증가에 맞춰 식량 생산량이 70% 정도 늘어나야 한다고 주장하고 있다.

지구 온난화에 따라 생산 적지는 줄어들고 있음에도 인류의 인구 증가로 인해 농작물의 생산량은 늘어나야 하는데, 세계는 중대한 기후 목표를 충족하는 데는 거리가 먼 상황이다. 그래서 일부 전문가들은 탄소 배출량을 크게 줄이지 못하는 상황에서 농작물 생산에 대한 기후의 영향을 줄이기 위한 대안으로 이산화탄소 제거 및 태양 복사 조절과 같은 지구공학적 전략을 제안하고 있다.

대표적인 것이 성층권 에어로졸 개입(SAI, stratospheric aerosol intervention)과 같은 대체 전략이다. SAI는 화산 폭발의 효과를 모방하여 성층권에 황산염 입자를 방출하여 들어오는 태양 복사선을 반사하는 지구공학적 방법이다.

실제로 니나 그랜트(Nina Grant) 등의 연구자들은 농업에 대한 의존성이 커서 기후 변화에 매우 취약한 국가인 인도에서 SAI가 쌀과 밀 생산에 미치는 잠재적 영향을 조사했다. 인도는 세계 어느 나라보다 경작 가능한 토지가 많고, 노동력의 45%가 농업에 종사하며, 매년 500억 달러 이상의 수출을 창출한다.

연구자들은 두 가지 기후 시뮬레이션을 비교했는데, 두 가지 모두 2069년까지의 기후 변화를 고려했다. 첫 번째 실험은 지구 시스템에 대한 태양 기후 개입의 반응과 영향{ARISE(Assessing Responses and Impacts of Solar climate)-SAI-1.5})을 평가하기 위해 성층권 에어로졸 주입을 고려하였다.

여기에는 온난화를 1.5℃로 제한하는 SAI가 포함되었다. 또 다른 실험은 SAI를 포함하지 않고 배출량과 온도가 모두 현재 수준보다 상승하는 조건을 예측하는 공유 사회경제 경로(Shared Socioeconomic Pathway) 2-4.5(SSP2-4.5)를 따랐다. 그런 다음 연구자들은 각 궤적이 총 강수량과 따뜻한 기간의 지속 기간과 같은 기후 지표에 대한 영향, 벼와 밀 수확량에 미치는 영향을 알아보았다.

연구 결과에 따르면 기후 개입이 있는 시나리오는 기후 개입이 없는 시나리오보다 인도의 쌀과 밀 수확량이 증가할 것으로 나타났으나 몇 가지 한계도 있었다. 첫째, 지구공학은 작물 성장에 이상적인 온도 범위를 유지하는 데 도움이 될 수 있으나 기후 변화로 인한 극심한 강수량이나 가뭄을 바꿀 수는 없다. 실제 결과에 의하면 관개 밀보다 천수관개 밀이 개입으로 더 많은 이익을 얻었지만, 천수관개 벼에 미치는 영향은 지역마다 달랐다.

연구자들에 의하면 이 연구는 SAI와 같은 기후 개입이 농업에 미치는 영향을 이해하기 위한 한 걸음이다. 그러나 그들은 이 분야에 관한 추가 연구가 필요하며, 정책 입안자들은 개입을 실행하기 전에 개입의 결과를 계속 탐구해야 한다고 강조했다. 연구자들은 식재 시기를 바꾸는 것이 기후 개입의 대안이 될 수 있으며, 인도 아대륙의 농업에 미치는 영향을 완화하는 데 도움이 될 수 있다고 제안했다.

[인용 자료]

Nina Grant, Alan Robock, Lili Xia, Jyoti Singh, Brendan Clark. 2025. Impacts on Indian Agriculture Due To Stratospheric Aerosol Intervention Using Agroclimatic Indices. Earth's Future First https://doi.org/10.1029/2024EF005262