사이언스지 보도에 의하면 메탄은 이중 성격을 가진 온실 가스로, 지구의 대기를 이산화탄소보다 28배 나 온실효과를 가져온다고 하는데 약간의 과장이 있다는 연구결과가 있어서 흥미롭다.  물론 메탄은 대기에서 높은 태양 복사를 흡수하면서 구름 패턴을 변경시키고 온난화 효과를 가져온다. 

▲ 소가 누명을 벗은듯 하다. 소방구의 매탄가스는 주범이 아니다는 연구가 나왔다.

최근 연구에 따르면, 메탄의 태양 흡수는 전반적인 온난화 효과의 약 30%를 상쇄하는 것으로  이 연구는 16일에 Nature Geoscience에 보고되었다.

CICERO 국제 기후 연구 센터의 기후 과학자인 레이첼 바이롬은 "이는 정말로 흥미로운 결과이며 중요합니다"라고 말한다. 그러나 그녀는 "메탄은 여전히 배출 감축을 목표로 삼아야 할 핵심 가스로 남아있다"고 강조했다. 

인간은 대기로 유입되는 메탄의 대부분을 발생시켜 지구 온난화를 악화시킨다는 것이다. 미국 국립 해양 대기 청에 따르면, 강력한 온실 가스의 농도는 산업화 이전 시대 이후 약 162% 증가했다고 한다. 

인위적으로 생성되는 메탄의 가장 큰 공급원은 화석 연료 사용, 가축, 벼농사, 매립지 및 바이오매스 연소로 온난화로 인해 북극 지역의 영구 동토층이 녹아내리면서 토양 속 미생물이 죽은 식물 재료를 분해하고 메탄을 방출할 수 있어서 상당히 우려스러운 부분이다고 한다. 

온실 가스인 메탄은 지구 표면에서 방출되는 적외선 "장파" 방사선을 흡수하여 가장 강력한 효과를 발휘한다. 이는 지구가 태양으로부터 오는 "단파" 복사에 부딪힐 때 장파 복사를 방출함으로써 이루어진다. 기존의 대부분 연구는 온실 가스의 장파 흡수에 초점을 맞추고 있었다.

그러나 과학자들은 메탄을 포함한 온실 가스가 태양의 단파 복사의 일부를 흡수한다는 것을 최근에 알게 되었다. 최근의 추정에 따르면, 메탄은 이 추가적인 단파 흡수로 인해 이전에 예상했던 것보다 대기에 최대 15% 더 많은 열 에너지를 기여할 수 있다고 한다. 

그러나 새로운 연구는 메탄의 단파 흡수가 반대 효과를 가진다는 것을 밝혀냈다. 이러한 발견은 다양한 파장에서 가스의 흡수에 대한 자세한 분석을 기반으로 한다.

이 연구 결과는 "직관과는 다른" 결과라고 리버사이드 캘리포니아 대학교의 기후 과학자 로버트 앨런이 말ㅎ한다. 앨런과 동료들의 시뮬레이션은 메탄의 단파 흡수가 구름이 있는 대기의 다른 층에 영향을 미치는 방식 때문에 이러한 결과가 나타난 것이다고 한다. 

메탄은 약 3km 이상의 중부 및 상부 대류권에서 단파 복사를 흡수함으로써 공기를 더 따뜻하게 만들고 상층에 구름을 줄이게 된다. 이로 인해 메탄은 단파 복사의 양이 더 낮은 대류권으로 침투하면서 실제로 하부 대류권을 냉각시켜 그 층에 더 많은 구름을 생성하게 된다.

두꺼운 저층 구름은 태양의 단파 복사를 더 많이 우주로 반사하여 이 복사가 지구 표면으로 도달하여 장파 복사로 변환되는 양을 줄인다.

또한, 온실 가스 외에도 상층 구름은 장파 복사를 흡수한다는 것이 알려져 있다. 따라서 구름이 적다는 것은 지구에서 방출되는 장파 복사가 대기에 포획되는 양이 적다는 것을 의미하며, 기후 변화에 기여하지 않고 더 많은 구름이 우주로 빠져 나간다는 것을 의미한다.

메탄의 단파 흡수로 인해 "기후 시스템이 가열될 것"이라고 Allen은 말한다. "그러나 이러한 구름 조정은 실제로 흡수로 인한 가열을 압도하여 냉각 효과를 가져온다."

Allen과 그의 동료들은 지구 기후 모델을 사용하여 연구를 수행했다. 메탄의 장파 흡수만을 고려한 전통적인 접근 방식을 취했을 때, 그들은 가스가 산업화 이전부터 약 0.2도의 온난화를 일으켰다고 추정했다. 그러나 단파 흡수를 고려할 때, 메탄의 온난화 기여도는 약 0.16 °C로 감소했다.

또한, 메탄은 온도가 높을수록 물의 증발을 증가시키기 때문에 지구 강수량을 증가시킨다고 생각한다. 그러나 연구진은 단파 흡수를 포함하면 메탄의 강수량 효과가 약 0.3% 증가에서 약 0.18% 감소한다는 사실을 발견했다.

▲ 이산화탄소와 같은 온실 가스(CO2), 메탄 (CH4) 및 수증기(H2O) 태양의 단파 복사 (밝은 노란색 화살표)에 부딪힐 때 지구에서 방출되는 장파 적외선 (어두운 주황색 화살표)을 흡수하여 가장 강력한 온난화 효과 (주황색 화살표)를 발휘합니다. 그러나 가스는 또한 태양으로부터 단파 복사를 직접 흡수하여 메탄의 기후 영향을 놀라운 방식으로 수정할 수 있다는 연구 결과가 나왔습니다.헐렁한 넥타이 / 위키미디어 커먼즈 (CC BY-SA 4.0)

다니엘 펠드먼은 캘리포니아 로렌스 버클리 국립 연구소 (Lawrence Berkeley National Laboratory)의 대기 과학자로서, 이 연구에 참여하지 않았지만 메탄의 단파 효과를 기후 예측에 포함시키는 것이 중요하다고 언급했다. 그러나 그는 이러한 효과를 명확히하기 위해 더 많은 연구가 필요하다고 생각한다고 말했다.

이 연구는 대기와 해양을 모두 고려한 포괄적인 모델을 사용하여 메탄의 단파 효과를 분석한 것이라고 펠드먼은 말한다. 그는 "다양한 모델에서 이러한 종류의 분석이 이루어지면 결과에 대한 신뢰도가 높아질 것"이라고 덧붙였다. 따라서 더 많은 연구가 수행되어야 메탄의 단파 효과에 대한 이해가 더욱 명확해질 것으로 예상된다고 덧붙였다.