가뭄과 홍수는 어떻게 일어나는 것일까?

가뭄으로 죽어가는 어린 코끼리

가뭄과 홍수

1) 생명체의 성장을 도와준 물의 순환

지구는 스스로가 물을 만들지 않는다. 지구 형성 과정에 우주에서 많은 양의 물이 왔고 그 후 지금까지 지구에서 물의 양은 변함이 없다. 수십억 년 후에 태양에 저장된 연료들을 모두 태우고 고갈된다면, 지구의 수분 은 언젠가는 멀리 떨어진 우주의 어느 행성 표면에 물로 고일 것이다.

 

지금 지구에 있는 물은 공룡들의 생명수였고, 지구에 탄생한 지 얼마 안 된 생명체가 처음으로 활동을 시작하고 성장을 도와준 물이다. 물은 여러 가지의 형태(수증기, 액체, 얼음)로 바꾸고, 습기를 한가득 머금은 숲에서 하늘 위로 올라갔다가 드넓은 바다로 가라앉고, 열대지방을 거쳐 극지방으로 흘러가 다시 되돌아온다. 때로는 지구가 공전하는 궤도에 변동이 있을 때면 일부 물은 빙하가 되어 수억 년의 시간을 견뎌낸다. 얼음에 갇혀있던 물은 빙하기가 끝나면 맑은 급류를 이루어 바다로 합류한다.

 

더 짧은 세월에서도 물은 육지에서 하늘로 올라가 다시 바다로 내려오는 순환을 끊임없이 반복하여 모습을 바꾸었을 뿐, 새롭게 만들어지지도 않았고 그 존재가 사라지지도 않았다. 물의 모습이 바뀌려면 액체에서 수증기로 변화되는 과정에서 에너지가 필요하다. 무더운 여름 날씨에 우리의 몸에서 땀을 흘리는 이유도 이러한 원리로 땀을 증발시킴으로써 우리 몸에 있는 피부 표면의 열을 식히는 데 있다.

 

물이 증발하면서 표면에 발생된 열(에너지)을 흡수하여 공기 중으로 날아간다. 수증기는 응결하고 대기 상층으로 열을 방출시킨다. 방출된 열로 데워진 대기는 차가운 곳으로 열을 방출한다. 수증기 상태의 물은 우리 눈에 보이지는 않지만,  아주 미세한 물방울이 응결된 덩어리인 구름이 하늘을 두둥실 떠다니며 하얀빛과 회색빛으로 물들인 하늘이 된다. 지구 또 한 무더운 날이면 땀을 흘리고 차가운 공기의 대기 상층은 구름이 이불이 되어 덮어준다. 이 모든 것들이 평화롭게 균형을 이루고 있지만 평화롭던 균형이 깨지게 되면 혼란스러워질 것이다.

 

점점 더 높아지는 기온으로 지구가 흘리는 땀은 많아진다. 목마른 공기는 부족한 물을 달라며 애원하고, 보다 못한 표면이 갈증 해소에 도움이 될 수분을 하늘에게 양보한다. 드넓은 바다는 공기가 수분을 더 많이 필요로 할 때 기꺼이 자신을 나누어 줄 수 있다. 한편, 땅의 흙은 스펀지와 같은 빈 공간에 많은 물이 저장되어 있다. 한해의 평균적인 강수량에도, 건조한 공기로 인해 대지의 물을 쉽게 증발시켜서 생명이 자랄 수 없는 죽은 땅으로 만들어 버릴 수 있다.

2) 가뭄과 홍수는 어떻게 일어나는가?

최악의 가뭄을 겪고 있는 북아메리카 남서부는 가뭄이 점점 더 심해질 전망이다. 지중해 동부 연안과 호주 남서부 그리고 유럽남부에서도 예상한바 와 같이 기온이 오르면서 점점 더 건조해지고 있는 실정이다. 뜨거워져 가는 지구가 제 몸을 식히기 위해 필사적인 노력의 결과로 가뭄이 일고 있다.

 

수증기는 물의 증발로 생겨나지만 색과 냄새는 없다. 하지만 대기 중에 존재하는 수증기가 10억 킬로그램에 1000만을 곱한 만큼의 엄청난 무게로 상하좌우 사정없이 압력을 가하고 있다. 버티다 못해 압력이 한계점까지 돌파하게 되면 수증기에 있는 일부 공기가 빠져나와 응결하고 다시 액체 상태로 변한다. 뜨거운 공기는 더 많은 양의 수증기를 끌어안을 수 있는데 기온이 올라갈수록 응결이 시작되는 온도는 높아진다.

 

하늘은 거대한 물저장창고 라고 할 수 있다. 이 거대한 물저장창고는 수증기로 물저장량을 채우고, 필요로 할 때엔 비로 내어준다. 그리고 약간의 물을 비축하고 있는데 온도가 올라갈수록 비축된 양은 늘어난다. 이는 하늘이 따뜻할수록 더 많은 수분을 끌어안는다는 것이다. 하늘이 품고 있는 수분의 온도가 1도 오르게 되면 품은 양은 7퍼센트씩 늘어나게 되어 지구가 뜨거워질수록 엄청난 양의 비를 쏟아내게 된다. 점점 더 뜨거워지고 있는 세계 곳곳에서는 갈수록 심해지는 가뭄과 홍수로 고통받고 있다.

 

인간의 개입으로 가뭄과 홍수는 점점 더 악화되고 있으며 이는 산업발달로 생긴 악영향이다. 산업발달이 인간에게 편리할진 모르지만 결국엔 지구에 악영향을 주어 우리에게 부메랑처럼 되돌아오고 있다.

 

원인 규명 과학은 상당한 진전을 이루고 있고, 그 결과 인간의 개입으로 특정 가뭄과 폭우에 얼마나 많은 영향을 미쳤는지에 대해서 분석이 가능하다. 그러나 인류가 바다와 육지 그리고 하늘에 남긴 흔적들은 그것보다 훨씬 큰 규모에서도 확인이 가능하다. 위성 관측을 통해서도 바다에서 발생한 강우 패턴의 장기적인 변화를 확인할 수 있다.