기후는 화산활동, 태양열, 지열, 엘니뇨나 극진동과 같은 자연 진동 등 다양한 지구 내외부의 원인에 의해 마치 생명체처럼 역동적으로 변화해왔다. 하지만 최근 반세기 만에 진행된 급격한 변화의 주범으로 이산화탄소, 메탄과 같은 온실기체를 꼽는다. 온실기체 농도가 2배가 될 때 증가하는 지구평균 표면 온도를 ‘기후민감도(Climate Sensitivity)’라고 하는데, 대부분의 컴퓨터 모델에서 기후민감도는 2-5도 사이 값으로 계산된다. 다시 말해 온실기체가 1900년의 2배에 도달할 것 할 것으로 예상되는 2100년의 온난화 상황이라고 생각할 수 있다. 기후민감도가 1도가 넘으면 기후가 온실기체에 매우 민감하다고 보기에, 이 컴퓨터 모델의 계산 값은 앞으로 많은 생태계 변화를 걱정할 만큼 큰 값이다. 기후민감도가 크면 급격한 기후변화에 대해 회복이 더디다. 반대로 기후민감도가 낮으면 기후변화가 그리 급격하지 않고, 빠르게 회복할 수 있다. 따라서 기후민감도를 파악하는 것은 기후변화를 이해하는 근간이 된다. 본 발표에서 이에 대한 과학적 배경, 한계, 전망을 고찰하겠다.

국제기후변화협약 및 정부의 저탄소 정책은 기본적으로 과학이 제시한 이산화탄소 증가에 대한 기후민감도에 근거해야 한다. 그러나 기후민감도의 추정치는 현재까지 연구 단위별로 차이가 커서, 이에 대한 과학적 배경, 한계, 전망을 고찰할 필요가 있다. 본 연구에서는 지금까지의 기후민감도에 대한 국내외 연구 결과를 객관적으로 종합하여 검토한다. 기후민감도를 결정하는 것은 대기와 지면의 각종 물리과정에 의한 기후피드백 작용이며, 이 중 특히 태양 단파복사량을 조절하는 구름, 해빙과 관련된 물리과정은 불확실성이 가장 커서, 부정확한 민감도 추정을 야기하는 것으로 보인다. 이 때문에, 최근 인공위성 자료를 이용하여 추정한 기후민감도는 기후모델들이 갖는 범위(대기 중 이산화탄소 2배 증가당 지구평균기온 2-5 K 증가)에 들거나, 그보다 훨씬 작은 값을 갖는다.

본 연구에서는 레일리(순수 기체) 대기 조건 하에서 국내 COMS 연구자들이 사용하는 여덟 개 단파 복사전달모델에서 산출된 네 종류 복사속(flux) 성분을 상호비교함으로써 상대 오차를 조사하였다. 이들 복사속 성분은 지표에서의 직달 일사, 하향 산란, 상향 산란, 그리고 대기 상부에서의 상향 산란이다. 또한 국내 모델의 평가를 위하여, 15개모델을 평균한 Halthore et al.(2005) 결과(예, H15)를 기준값으로 사용하였다. 동일한 태양천정각에서 모델 간의 불일치는 열대 대기에서 수증기에 기인하였고, 한대 대기에서는 오존에 기인하였다. STREAMER를 제외한 국내 7개 모델의 지상에서의 하향 직달일사값은 H15에 대하여 ±4%내에서 일치하였다. 이러한 상대 오차는 태양천정각이 커질 때 증가하였으며, Halthore et al.(2005)에서의 ±3%와 근접하였다. 네 종류 복사속 분석에서 SBDART 모델이 6S 모델에 비하여 전반적으로 우수하였으나, 근적외 파장역에서는 서로 비교할만하였다. 네개 기관의 연구자들이 같은 SBDART 모델에서 산출한 지표에서의 하향 직달일사값 간에도 12.1Wm-2(1.4%)의 불일치가 존재하였다. 불일치의 원인은 부분적으로 복사속 적분에 있어서 서로 다르게 설정된 파장 분해능에도 있었다. 본 연구는 단파 영역에서 최적 모델을 선정하는 데 도움을 줄 수 있다.

유사미소중력, 진동 그리고 저온과 같은 물리적 스트래스하에서 4일간 자란 약용식물인 스테비아(Stevia rebaudiana Bertoni)는 대조구에 비해 3.6%, 21% 그리고 8.7%의 생체 중량의 감소를 보였다. 합성 항산화물질인 AA(ascorbic acid)와 BHA(beta-hydroxyacetic acid)는 비교적 약한 22%와 27%의 항산화 활성을 보였다. 유사미소중력하에서 스테비아의 DPPH(2,2-diphenyl-1-picryl hydrazal)의 음이온 소거효과는 대조구보다 지속적으로 더 높게 나타났으나, 진동과 저온처리의 처리효과는 급히 증가했다가 진동의 경우는 6시간 후에 감소되고 저온처리의 경우는 24시간 후에 대조구 수준으로 감소되었다. 유사미소중력하에서 SOD활성은 대조구에 비해 147%, 진동과 저온처리는 각각 121%와 125%로 증가를 보였다. 이상의 결과로부터 유사미소중력스트레스는 다른 스트레스보다 스테비아의 항산화 활성에 더 효과적인 영향을 미치는 것이 분명해졌다.