[기후변화의 요인] 세차운동 - 13000년 후 우리나라, 여름은 더워지고 겨울은 추워진다

지구의 기후는 계속해서 변합니다. 최근에는 인간의 산업활동이 주요 원인이지만, 인간이 등장하기 이전에도 지구는 더워졌다 추워졌다를 반복했죠. 그렇다면 인간이 등장하기 전, 지구의 기후가 달라졌던 원인은 무엇일까요? 자전축 기울기 변화, 이심률 변화, 대기 조성 변화, 태양 활동 변화 등등 다양한 요인을 들 수 있는데, 오늘은 그 중 '세차운동'에 대해 알아보겠습니다.
 
어릴적 팽이를 돌려본 적 있으신가요?
 

팽이가 빠르게 돌 때. 축의 흔들림이 거의 없다. (출처 영화 인셉션)

팽이의 가운데 부분을 '축'이라고 한다면, 위처럼 팽이가 빠르게 돌 때는 축이 거의 움직이지 않아 마치 팽이가 멈춰있는 것처럼 흔들림없는 모습을 보이지만,
 

팽이가 느리게 돌 때. 축이 흔들리며 빙글빙글 돈다. (출처 영화 인셉션)

 
팽이의 속도가 점차 느려지면, 축이 흐트러지면서 뱅글뱅글 돌다가 결국 쓰러지는 것을 볼 수 있을 것입니다. 지구도 팽이와 같죠. 지구의 자전 속도는 생각보다 빠르지 않습니다. 이로인해 지구 자전축이 팽이와 같이 흔들리게 되는데, 이를 '세차운동'이라고 합니다. 세차운동의 주기는 약 26000년으로, 지구의 자전축은 시계방향으로 한바퀴돌아 26000년 후 다시 현재와 같은 모습이 됩니다.
 

지구의 자전축은 26000년을 주기로 시계방향으로 회전한다. (출처 한국해양과학기술원)

 
이번에는 지구의 공전궤도를 봅시다. 지구의 태양 주변을 공전하는데, 이때 지구의 공전궤도는 원형이 아니라 타원형입니다. 게다가 태양이 타원의 중심에 있지도 않죠. 즉, 지구의 위치에 따라 태양이 비추는 면도 달라지고, 태양과의 거리도 달라집니다. 아래 그림을 봅시다.
 

현재 지구 공전 궤도의 모습

 
위 그림과 같이 태양과 지구의 거리는 지구의 위치에 따라 달라집니다. 이때, 태양과 가까운 지점을 근일점, 태양과 먼 지점을 원일점이라고 하죠. 지구의 자전축이 기울어져있는 바람에 근일점에서는 태양이 남반구를, 원일점일때는 태양이 북반구쪽을 향하게 됩니다. 우리나라는 북반구에 있기 때문에, 근일점에서 우리나라는 겨울, 원일점에서 여름이 되요. 계절을 결정하는데는 태양과의 거리보다 태양이 얼마나 지표를 수직으로 비추는지가 더 중요하기 때문이죠.
 
우리나라는 현재 원일점에서 여름입니다. 즉, 태양이 높게 떠 여름이긴 하지만, 그나마 태양과의 거리가 멀어서 덜 더운 상태에요. 반대로 남반구의 경우 근일점에서 여름이 되는데, 여름에 태양이 높게 뜰 뿐만 아니라 가깝기까지 하니... 얼마나 덥겠습니까?
 

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하지만, 13000년이 지난 후에는 상황이 반전됩니다. 아래 그림은 13000년 후 지구의 모습을 나타낸 것인데요.
 

13000년 후 지구 공전 궤도의 모습

 
세차운동으로 인해 지구 자전축의 방향이 반대로 바뀌어 버렸습니다. 이로인해 태양은 근일점에서 지구의 북반구를, 원일점에서 지구의 남반구를 향하게 되죠. 우리나라의 상황은 어떨까요? 우리나라는 현재 원일점에서 여름인데, 13000년 후에는 근일점일때 여름이 됩니다. 즉, 여름에 태양과의 거리가 가까워져버렸어요. 지금보다 더 더워지겠죠?
 
반면, 남반구의 경우는 현재 근일점에서 여름인데, 13000년 후에는 원일점에서 여름이 됩니다. 여름에 태양이 멀어졌으니, 기온이 지금보다 낮아지겠네요.
 

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이처럼 세차운동으로 인해 지구의 자전축 방향이 달라지면, 13000년 후 지구의 북반구는 연교차가 증가하고(여름 기온 상승, 겨울 기온 하강), 남반구는 연교차가 감소하게 됩니다.(여름 기온 하강, 겨울 기온 상승). 현재 북반구에 살고 있는 우리는... 어찌보면 다행일지도 모르겠습니다.