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기후변화, IPCC 기후시나리오 중 최악의 길 가는 중. 아산화질소 배출량은 파리 기후협약 목표치 두 배 초과.동남 아시아에서 급증. 러시아에서 감소, 유럽만 감소 목표치 달성.

아산화질소(웃음가스), 배출량 급증
농업에서 발생하는 강력한 온실가스 방출 40년간 30% 증가

연구원들이 경보를 울렸다.
이산화탄소보다 더 강력한 온실가스 아산화질소(N2O) 수치가 가파르게 상승하고 있다.
*웃음가스(소기 笑氣, laughing gas, Lachgas)로도 불리는 N2O의 배출량은 지난 40년 동안 전 세계적으로 30% 증가했다. 이 가스의 인위적 배출로 지구는 IPCC의 최악의 기후 시나리오를 위해 진행 중이다. 질소 산화물의 가장 큰 공급원은 농업에서 사용되는 많은 비료다.
과학자들이 "Nature"에 보고한 내용이다.
*아산화질소는 이것을 흡입하면 웃음을 일으키므로 소기(笑氣)라고 한다. 1794년, H. Davy는 이것을 최초로 발견했을 때 연구실 안을 미친듯이 뛰어다녔다고 함. 

▲ 이산화탄소보다 더 강력한 온실가스 아산화질소(N2O) 수치가 가파르게 상승하고 있다.

온실가스와 관련해 이산화탄소와 메탄은 일반적으로 전면에 서 있다.
웃음가스인 아산화질소는 이산화탄소의 약 300배에 달하는 온실 효과를 나타낸다.
가스는 식물, 축축한 토양 및 비료가 넘치는 물에서 자연적으로 방출된다.
또한 교통이나 산업 배출을 통해 농업에서 질산염 비료의 분해를 통해 대기로 들어간다.

▲ 아산화질소의 글로벌 공급원 및 흡수원 개요. © Tian et al. 2020, Nature / Global Carbon Project (GCP) and International Nitrogen Initiative (INI)

앨라배마의 어본 대학교(Auburn University)의 한퀸 티안(Hanqin Tian)이 이끄는 국제 연구팀은 최근 전 세계적으로 얼마나 많은 아산화질소가 방출되고 어디에서 나오는지 결정했다.
그들은 1980년부터 2016년까지 21개의 다른 등급의 N2O 가스의 발생지와 감소되는 곳에 대한 글로벌 측정 데이터를 평가했다. 모델의 도움을 받아 토양, 물 또는 대기의 상호 작용 및 반응도 고려했다.

인위적 공급원으로 30% 더 많아진 아산화질소

결과에 따르면 천연자원의 배출량은 거의 동일하게 유지되었지만 총배출량의 약 43%를 차지하는 인위적인 배출원이 분명하게 증가했다.
“인위적인 N2O 배출량은 연간 560만 톤(1980년대)에서 연간 730만 톤(2016년)으로 증가했다”고 과학자들은 보고했다. 이는 40년 만에 30% 증가한 것이다.

현재 계산에 따르면 아산화질소 배출은 이미 IPCC의 최악의 예측 소위 RCP 8.5 시나리오를 초과하고 있다. 스탠포드 대학의 공동 저자 로버트 잭슨(Robert Jackson)은 “현재 지구 온난화 약 3도를 향해 가고 있는 대기 중 N2O 농도를 관찰했다. 이는 파리 기후 협정에서 결정된 것의 두 배이다”고 말했다.

▲ 아시아에서는 인공 비료의 대규모 사용이 원인. "아산화질소 증가의 최대 87%는 농업의 직접적인 배출과 토양의 질소 비료로 인한 것"이다.

주요 원천은 농업

이러한 경향의 주된 원인은 농업이다.
연구자들에 따르면, "아산화질소 증가의 최대 87%는 농업의 직접적인 배출과 토양의 질소 비료로 인한 것"이라고 했다. 무엇보다도 인공 비료를 사용하는 것은 물론 액체 비료도 질소로 과포화된 토양에서 아산화질소의 가스 배출을 촉진한다.

Tian은 “따라서 기후 보호와 인류에게 식량을 제공하는 방식 사이에는 직접적인 갈등이 있다. 식량과 동물 사료에 대한 수요가 증가하는 미래에는 아산화질소 배출량이 더욱 증가할 것이다”고 말했다. 농업에서 아산화질소 배출을 효과적으로 억제할 수 없다면 기후 보호를 위해 이산화탄소와 메탄을 훨씬 더 삭감해야 할 것이다.

아시아는 가장 많은 N2O를 방출

동아시아와 남아시아는 연간 150만 톤으로 인위적 아산화질소 배출량에서 가장 높은 비율을 차지하고 있다. 아프리카와 남미가 그 뒤를 이었다.
아시아에서는 인공 비료의 대규모 사용이 원인이지만, 과학자들이 설명하는 것처럼 아프리카와 남미에서는 주로 가축 분뇨로 밭을 포화상태로 만든다.

가장 빠르게 증가하는 전 세계 아산화질소 배출량은 브라질, 중국 및 인도와 같은 신흥 경제국에서 발생한다. 그곳에서 지난 수십 년 동안 작물 수확량과 육류 및 기타 동물성 제품의 생산량이 특히 크게 증가했다.

지금까지 유럽에서만 목표로 한 배출량이 감소

배출량이 감소하는 지역도 있다.
유럽과 러시아에서 아산화질소 배출량은 지난 40년 동안 약간 감소했다.
연구원들은 러시아에서의 이런 결과를 소비에트 시대가 끝난 후 집단농업의 붕괴에 기인한다고 했다. 반면 유럽에서는 산업과 농업에서 발생하는 아산화질소 배출을 줄이기 위한 목표 조치에 책임이 있다.

▲ 아산화질소 (N2O)의 대기 전지구 농도 1977-2019. NOAA Earth System Research Laboratory (2019): Nitrous Oxide (N2O) – Combined Data Set Lizenz: public domain

“유럽은 지난 20년 동안 N2O 배출을 성공적으로 감소시킨 유일한 지역이다.” 오스트리아의 락센부르그(Laxenburg)에 있는 국제 응용 시스템 분석 연구소(IIAS)의 빌프라드 비니바르터(Wilfried Winiwarter)가 말했다. “온실가스와 대기 오염을 줄이고 비료 사용을 최적화 하기위한 조치가 여기에서 효과적인 것으로 입증됐다. 그럼에도 불구하고 유럽과 전 세계에서 더 많은 노력이 필요하다.”

"서둘러야 한다"

연구자들에 따르면 기후 변화를 늦추고 기후 보호 목표를 달성하려면 더 서둘러야 한다. Global Carbon Project의 공동 저자 조셉 카나델(Josep Canadell)은 “우리의 결과는 전 세계적으로 아산화질소 배출을 억제하고 가장 심각한 기후 영향을 방지하기 위해 긴급성을 강조한다”고 말했다.
(Nature, 2020; doi : 10.1038 / s41586-020-2780-0)
출처 : International Institute for Applied Systems Analysis, University of East Anglia

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