지구과학, 자원, 환경기술 발전, 환경오염 대처 방안

가뭄의 정의와 원인, 대처방안

물은 지구 자원 환경적으로 매우 중요하며, 생명체에게도 필수 불가결한 물질입니다. 이 물이 너무 많아도 문제가 되지만, 부족하면 그야말로 치명적인 결과를 초래합니다. 가뭄이 들면 부족한 물로 인해 자연 생태계가 타격을 입고, 농업 생산성이 줄어들며, 용수와 식수가 제한되고, 연쇄적으로 지역 경제가 침체될 수 있습니다. 또 간접적으로는 수질오염이 심각해지고 화재가 발생하기 쉬워집니다. 극심한 가뭄이 들면 생명체는 해당 지역을 떠나야 하며, 그렇지 못한 것들은 모두 말라죽습니다. 현대사회가 아무리 기술이 발달하였다고 해도 심한 가뭄과 같은 자연재해에는 속수무책일 때가 많습니다. 우리는 이 단원에서는 이러한 가뭄에 대해서 배워봅시다.

가뭄의 정의

가뭄은 홍수와 반대되는 현상으로 한 지역에 지속적으로 물의 공급이 부족한 기간을 일컫는 말입니다. 이때 물의 공급은 강수든 지표수든 지하수든 어떤 형태의 물 공급도 관계가 없습니다. 만일 한 지역의 강수량이 평균보다 훨씬 적더라도 지표수나 지하수를 통해 충분히 물을 공급할 수 있으면 가뭄이라 말하기 어렵습니다. 평균 이하의 강수량이 계속되면 어느 순간부터 물의 공급이 부족해지기 시작할 것이고, 그렇게 되면 가뭄이 시작됩니다. 이 사진은 멕시코 소노란 사막의 건열을 보여주는 사진입니다. 건열이란, 말라서 쪼개지는 것을 가리키는 말입니다. 가뭄이 계속되면 논바닥 및 저수지 바닥이 드러나고 결국은 말라 이 사진과 같이 갈라지는 모습을 보여줍니다. 이와 같은 가뭄이 지나고 다시 비가 내려 그 위에 물이 덮이고 퇴적이 일어나면, 이 갈라진 구조가 그대로 퇴적암에 보존되는데 이 퇴적 구조의 이름도 건열입니다.

가뭄의 원인

이와 같은 가뭄이 일어나는 원인은 무엇일까요? 가뭄은 강수량 부족, 계절적 변화, 엘니뇨와 같은 대양 수온 변화, 침식 및 인간의 활동 그리고 전 지구적인 기후 변화 같은 것 때문에 일어날 수 있습니다. 비나 눈은 공기 중의 수증기가 응결하여 땅으로 떨어지는 현상입니다. 그러므로 비나 눈이 내리기 위해서는 충분한 수증기가 공급되어 응결될 수 있어야 합니다. 대개는 대지로부터 증발된 수증기가 위로 올라가 온도가 낮은 위쪽에서 응결되어 강수 되는데, 지상에 수증기를 공급할 수분이 충분치 않거나, 태양이 너무 많이 반사되어 지상의 수분을 충분히 증발시키지 못하거나, 고기압이 오랫동안 자리 잡아 공기가 계속 하강하거나, 해당 지역으로 이동하는 대기가 너무 건조할 경우 강수량이 부족하여 가뭄이 시작될 수 있습니다. 우리나라는 사계절이 뚜렷합니다. 이들 계절 중 여름에 주로 대부분의 강수가 집중되고, 겨울부터 봄에 이르기까지는 강수가 매우 저조합니다. 이와 같이 강수량이 매우 적은 시기를 갈수기라 하는데, 갈수기에는 통상 물이 부족하여 심각한 가뭄이 드는 경우가 많습니다. 엘니뇨란 적도 부근의 동태평양 지역의 대양 표면 온도가 평균보다 상승하는 현상을 말합니다. 이 해수의 온도는 주기적으로 평균보다 높아졌다 낮아졌다 반복하는데, 이와 같은 온도 변화의 반복을 남방 진동(Southern oscillation)이라 부릅니다. 이 난방 진동을 엘니뇨와 합쳐 ENSO라고 부르기도 합니다. 엘니뇨와는 반대로 동태평양 수온이 평균보다 낮아지는 것을 라니냐라고 합니다. 이와 같은 해수 온도의 변화는 단순히 대기의 기온에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 대류에도 영향을 미쳐 상승 기류와 하강 기류의 위치를 바꾸고 그에 따라 비가 내리는 곳과 마른바람이 불어 내려오는 곳을 바꿔 곳에 따라서는 집중 호우를, 다른 곳에서는 심각한 가뭄을 초래하게 됩니다. 이 그림은 겨울 12월부터 1월까지의 엘니뇨에 따라 형성되는 녹색의 강우 지역과 갈색의 건조 지역의 분포가 그 아래의 것과 어떻게 다른지를 보여줍니다. 이로부터 평상시 비가 충분하던 지역에 가뭄이 올 수 있음을 알 수 있습니다. 토양이 침식되거나 인간에 의한 농지 확장, 벌목, 산업 용지 개발 등에 의해 맨 땅이 드러나게 되면, 숲이 줄어들면서 해당 지역이 물을 잡아두는 능력이 줄어들게 되어 물 부족 현상이 일어날 수 있습니다. 이에 더해 증발산량도 줄어 대기가 더 건조해지게 되며, 이로 인해 가뭄이 더 심해질 수도 있습니다. 그림은 산림이 잘 보존된 곳과 개발에 의해 산림이 파괴된 곳의 증발산량, 지표 유출량 그리고 대기 중 수분의 농도를 비교하고 있습니다. 산림이 파괴되면서 증발산량은 줄고, 지표 유출은 늘며, 대기 중 수분의 양도 줄어 가용할 수 있는 물의 양이 줄어듦을 알 수 있습니다. 지구온난화와 같은 이유로 전 세계적인 기후 변화가 일어나면, 많은 지역이 예전과는 다른 기후를 경험하게 될 것입니다. 지구온난화는 전체적으로 더 많은 비를 만들지도 모르겠습니다. 그러나 전 지구적인 대기 대순환의 변동과 그에 따른 기후 변화는 몇몇 곳에서 유례없는 가뭄을 초래할 것이 분명합니다. 1951년부터 1980년까지의 평균 기온과 비교한 2015년 지구의 기온입니다. 분명히 과거보다 높은 온도를 보여 지구가 더워지고 있음을 나타냅니다. 이와 같은 기온의 변화는 결국 기후 변화로 이어지고, 이 기후 변화는 지구 곳곳에 홍수와 가뭄 같은 지난을 가져올 것입니다.

가뭄의 유형

가뭄은 기상학적 가뭄, 농업적 가뭄, 수문학적 가뭄으로 구분할 수 있습니다. 기상학적 가뭄은 평균 강수량보다 적은 강수량을 기록할 때 일어납니다. 이 가뭄은 다른 유형의 가뭄에 앞서 일어납니다. 농업적 가뭄은 지역적으로 농작물 성장에 필요한 토양 수분이 확보되지 못하는 것을 말하며, 토양 수분의 양에 의해 결정됩니다. 수문학적 가뭄은 흔히 물 부족 현상을 의미합니다. 댐이나 저수지, 하천 그리고 지하수 물이 고갈되어 물 부족의 피해가 예상되는 것을 말합니다. 공급이 줄어서 부족하든 소비가 늘어 부족하든 물의 부족으로 불편이나 재해가 발생하면 가뭄으로 취급한다는 점에서 기후학적, 기상학적, 농업적 가뭄과 다릅니다. 가뭄에 의한 피해는 환경적, 경제적 및 사회적 측면에서 살펴볼 수 있습니다. 환경적 피해는 동식물의 고사, 생태계 파괴, 수질오염의 증가, 화재 발생 가능성 증가 등과 같은 것이 있습니다. 경제적 피해는 농업 생산량 감소, 물 관련 산업의 침체, 각종 산업의 물 이용 제한 그리고 관련 관광 및 레저 활동의 위축 등이 있습니다. 사회적으로는 가뭄으로 인한 질병 및 스트레스 발생 같은 것을 생각해볼 수 있습니다. 호주 빅토리아 주 베남브라 들판에 가뭄이 들어 들판이 바싹 마른 모습입니다.

가뭄에 대한 대처 방안

이와 같은 가뭄의 피해를 최소화하기 위해 다양한 대처를 할 수 있습니다. 물 부족 상태에 대비해 관계 시설을 확충할 필요가 있습니다. 농지에는 가뭄에 강한 대체 작물을 키울 수도 있습니다. 수자원의 이용 효율을 높이고 사용한 물을 재사용해서 물 사용량을 줄여 물 부족 상황을 막아야 합니다. 강수를 그냥 흘려보내지 말고 모아서 이용한 후 배출할 수도 있습니다. 물이 부족할 때도 대비하여 토지 이용 계획을 잘 수립할 필요도 있습니다. 가뭄에 피해를 입었을 때를 대비해 보험 및 지원 제도를 미리 정비해야 합니다.