내일 날씨는 맑음 - 날씨의 장기 예측을 가능케 한 어느 기후학자 이야기

김명남·조천호 추천!

인도의 맨발 소년이 노벨평화상 공동 수상자가 되기까지

오늘의 날씨를 넘어 계절을 내다본 어느 기후학자의 여정

 

“기후변화의 시대를 살아가는 우리 모두를 위한 필독서”―조천호

“그 인간적 무게로 나를 이해시키고 감화시키는 (……) 좋은 과학 회고록의 힘”―김명남

 

오늘 입을 옷처럼 사소한 결정에서부터 결혼식 같은 인생의 중대사에 이르기까지 날씨는 우리의 일상에 깊이 관여하며 우리는 일기예보에 크게 의존한다. 하지만 약 40년 전까지만 해도 며칠 뒤의 날씨를 예측하는 것조차 어려웠다. 그럼에도 인도 출신의 어느 과학자는 날씨를 더 멀리 내다보고 싶었다. 시골 마을에서 나고 자란 그는 때마다 찾아오는 몬순폭풍과 극심한 가뭄에 휘둘리는 고향 사람들을 보며 날씨의 위력을 몸소 깨우쳤다. 날씨를 더 길게 예측할 수만 있다면 사람들의 삶이 더 나아지리라는 믿음에서 출발한 그의 연구는, 결국 계절을 예측하는 새로운 길로 이어졌다. 바로 역학계절예측의 가능성을 열어낸 기상학 기상학·기후학의 대가 자가디시 슈클라다.

인도의 맨발 소년에서 IPCC(기후변화에 관한 정부 간 협의체) 제4차 평가보고서의 핵심저자로서 노벨평화상을 공동 수상하기까지, 이웃과 인류, 세계를 돌보기 위한 자가디시 슈클라의 여정을 담아낸 책 『내일 날씨는 맑음』이 출간되었다. 사랑하는 이를 상실하고 그 슬픔으로부터 회복하는 보편적인 경험, 서구 중심의 학계에서 글로벌사우스 출신 연구자로서 겪는 곤경, 과학을 향한 집요한 헌신과 애정이 그의 기상학·기후학 연구와 맞물려 펼쳐진다. “이론과 데이터로만이 아니라 그것을 헌신적으로 구축해온 한 사람의 삶이 그 인간적 무게로 나를 이해시키고 감화시키는”(김명남) 동시에 기후위기 속에서 나날이 의의가 커지는 날씨와 기후에 관한 과학적 이해를 돕는 훌륭한 과학 회고록이다.

 

 

날씨의 장기 예측을 가능케 한 원동력,

취약한 이웃을 구하려는 희망의 과학

1980년대 초반까지만 해도 기상학계에서는 날씨의 장기 예측은 불가능하다는 인식이 지배적이었다. 현대 기상학의 거장 에드워드 로렌즈의 ‘나비 효과’가 패러다임으로 자리 잡은 탓이었다. “브라질에서 나비가 한 날갯짓이 텍사스에서 토네이도를 일으”키듯 사소한 변수가 결과에 크나큰 차이를 불러일으킨다는 이 이론은, 날씨의 중장기 예측을 카오스 한가운데로 밀어 넣었다.

모두가 불가능하다고 치부할 때 자가디시 슈클라는 어떻게든 카오스 속에서 ‘예측가능성’을 발견하고자 했다. 그간 기상학에서는 초기조건, 즉 지금 이 순간의 대기 상태에 민감하게 의존해 날씨를 예측해왔다면, 슈클라는 해수면 온도와 육지, 적설 면적 같은 경계조건이 대기와 상호작용하며 예측가능성을 만들어낸다는 점에 주목했다. 이러한 관점은 계절 단위의 평균기후를 예측하는 ‘역학계절예측’의 가능성을 열어냈다. 지난한 시간 동안 포기하지 않은 끝에 10억 마리 나비의 날갯짓에 대항할 힘을 찾아낸 것이다.

인도의 시골 마을 미르다에서 나고 자라며 “비가 사람들에게 얼마나 중요한지 두 눈으로” 봐온 슈클라에게 계절예측은 숙명에 가까웠다. 계절예측이 향상되면 농업에 종사하는 많은 이들이 “힘든 시기를 내다보아 파종 일정을 조정하고 재배 작물을 변경”하는 등 날씨에 덜 휘둘릴 것이기 때문이다. 실제로 계절예측은 홍수와 가뭄 등의 자연재해를 미리 대비하고, 날씨에 따라 창궐하는 감염병을 예상해 대응하며, 시기와 지역에 따라 적절한 파종 작물을 파악하는 데 쓰인다. 전 세계 사람들의 삶을 향상하며 기후 앞에서 취약한 이웃의 목숨을 구하는 희망의 과학인 셈이다.

 

 

“기상학은 인류가 서로를 돌보는 가장 오래된 시도다”

기후위기의 시대, 노벨평화상 공동 수상자가 말하는 돌보고 구하고 살리는 과학

그 밖에도 몬순과 엘니뇨, 사막화 등을 연구하며 기상학에 크나큰 기여를 한 자가디시 슈클라는, IPCC 제4차 평가보고서의 핵심저자로서 “기후계가 온난화되고 있음은 명백”하며 이는 “대부분 인류발 온실가스 농도의 관측된 증가 때문일 가능성이 크다”고 밝히기도 했다. 지구온난화가 명백한 사실이며 그 주된 원인이 인류라는 과학적 합의를 정립하며 이에 대한 대응을 전 세계적으로 촉구한 것이다. 이는 IPCC가 앨 고어와 함께 2007년 노벨평화상을 수상하는 성취로 이어졌다.

더 나아가 슈클라는 기후불안으로 무기력해진 이 시대, 몸소 살아낸 삶과 평생을 헌신해온 과학에서 비롯된 분명하고 구체적인 희망을 제시한다. 그는 과학자로서 자신의 위치를 활용해 정치인에게 기후행동을 촉구하고, 더 나아가 기후변화라는 진실을 은폐하려는 거대 자본과 정치권의 위협에 용감하게 맞섰다. 그러면서 기후변화 부정론자들의 표적이 되어 고초를 겪기도 했지만, 이 노학자는 그럼에도 꺾이지 않고 희망을 말한다. “미래 세대를 위한 책임을 몸소 받아들이고 행동”함으로써 곤경에 처한 지구를 더 나은 곳으로 바꾸겠다는 그의 실천은 당위에 머무르지 않고 우리를 움직이는 낙관의 메시지가 된다.

“기상학은 인류가 서로를 돌보는 가장 오래되고 협력적인 시도”라는 말대로, 그의 연구는 언제나 지구에 공존하는 존재들을 향해 있다. 전기도, 수도도, 변변한 학교도 없던 가난한 마을의 맨발 소년이 노벨평화상의 공동 수상자가 되었다는 자전적 이야기가 뛰어난 개인의 성공담에 머물지 않는 이유다. 저명한 물리학자 프리먼 다이슨은 과학이 “철학적 사유의 전통”과 “숙련된 기술의 전통”의 융합으로 탄생했다고 말한다. 취약한 존재를 보살피고 구하는 과학, 목숨을 살리는 과학을 실천해온 자가디시 슈클라의 철학은 이익만을 좇아 과학이 기술을 더 빠르게 발전시킬 것을 요구하는 오늘날 경종을 울린다.

 

 

한 사람의 삶을 통해 만나는 현대 기상학·기후학의 궤적

그리고 날씨를 알아가는 즐거움

날씨는 인류 역사 이래 언제나 중요한 화두였지만, 20세기 초중반 두 차례의 세계대전을 거치며 그 중요성은 한층 더 부각되었다. 전쟁은 역설적이게도 기상 관측과 예측의 비약적인 발전을 촉발했고 이는 오늘날 기상학과 기후학의 토대를 이루었다.

자가디시 슈클라는 20세기 후반부터 21세기에 이르는 기상학과 기후학의 발전사를 몸소 살아낸 인물이다. 기상학이 기후학으로 발전하는 데 큰 역할을 한 그의 삶은 현대 기상학·기후학의 역사와 촘촘하게 얽혀 있다. 컴퓨터 기반 기상예측을 이끈 줄 차니, 나비 효과로 알려진 카오스 이론을 기상학에 도입한 에드워드 로렌즈, 기후 모델로 지구온난화 과정을 설명하여 2021년 노벨물리학상을 수상한 마나베 슈쿠로 등과 교류한 과학사의 장면들을 생생하게 그려냄으로써, 한 시대의 과학적 성취가 어떻게 축적되는지를 보여준다. 동시에 이 책은 날씨와 기후의 차이, 계절의 형성 원리, 구름과 천둥·번개, 기후 모델의 작동 방식 등 ‘날씨와 기후의 과학’을 알기 쉽게 풀어낸다. “무시무시하고 반복적이면서 변덕스럽고 필연적이며 불가해”하다는 공통점으로 “우리의 존재를 거울처럼 비추는” 기상과 기후를 하나의 체계로서 깊이 있게 이해하게끔 돕는다.

기후변화로 전 세계가 신음하는 지금 이 두 학문의 의의는 어느 때보다도 절실하다. 과학이 어떻게 희망의 근거가 될 수 있는지를 보여주는 책 『내일 날씨는 맑음』은 앎이 서로를 돌보고 미래를 준비하는 행위임을 일깨운다. “기후변화의 시대를 살아가는 우리 모두를 위한 필독서”(조천호)라고 할 만하다.

[목 차]

들어가며: 기후 101

 

1부 초기조건

하나

징조

 

둘

몬순의 왕

 

셋

계절이 있는 이유

 

넷

수치예보

 

다섯

 

2부 카오스 한가운데에서의 예측가능성

여섯

나비와 갈매기(카오스의 다른 이름)

 

일곱

기후는 날씨의 어머니

 

여덟

도구가 좋아지면 예보가 좋아진다

 

아홉

엘니뇨와 라니냐

 

열

 

3부 10억 마리 나비

열하나

모델에 대하여

 

열둘

마침내 등장한 10억 마리 나비(10억 마리 물고기도!)

 

열셋

번쩍, 쾅! 번쩍, 쾅!

 

열넷

 

4부 희망의 이유

열다섯

알려지지 않은 여성 기후학자들

 

열여섯

노예와 주인

 

열일곱

정보공개 청구로 과학자들을 침묵시키다

 

열여덟

 

감사의 글

주

찾아보기

[본 문]

인류가 돌판에 일기예보를 새긴 지 1000년 넘게 지난 오늘날 우리는 여전히 날씨에 매혹된다. 날씨가 우리의 존재를 거울처럼 비추기 때문이다. 날씨와 인간 둘 다 감탄스러우면서 무시무시하고 반복적이면서 변덕스럽고 필연적이면서 불가해하다.

우리가 날씨의 왜를 알아내기 시작한 기간은 지난 100년 남짓에 불과하다. 징조와 관찰에서 벗어나 왜 바람이 불고 눈이 내리는지를 수학과 물리학을 바탕으로 더 동적으로 이해하게 되었다. 20세기 중반이 되자 인공위성과 슈퍼컴퓨터 같은 신기술이 기상학 분야에 혁명을 일으켰으며 우리 분야의 과학자들은 날씨의 원인을, 더 나아가 날씨를 예측하는 방법을 마침내 터득하기 시작했다.(33~34쪽)

 

네팔 국경에서 멀지 않은 작은 벽촌 미르다에는 라디오도, 신문도, 책도 없었다. 우리는 계절을 달력 삼고 태양을 시계 삼았다.

날씨에 대한 이해는 원시적일지언정 날씨와의 관계는 친밀하고 깊고 유구했다. 우리 삶에서 날씨가 눈에 띄는 동반자가 아닌 적은 한순간도 없었다. 때로는 흥겨운 집주인이 되어 보송보송한 흰 구름 아래 넘실거리는 들판에 누우라고 권했다. 때로는 격노한 부모가 되어 가뭄이나 무시무시한 열기로 우리를 벌했다. 하지만 어느 쪽이든 힘을 가진 편은 언제나 날씨였다.(35~36쪽)

 

서구에서는 사람들이 햇빛과 은빛 구름 가장자리를 찾으려 한다. 이에 반해 인도에서 사람들에게 가장 큰 희망을 선사하는 것은 몬순 바람이 불러들인 비구름의 자비로운 그림자다.(47쪽)

 

계절의 추이를 보면 모든 것을 집어삼키는 우리 삶의 드라마에도 불구하고 시간이 언제나 앞으로 나아간다는 것을 실감하게 된다. 나이가 지긋해져 삶(흔히 말하듯 ‘인생의 춘하추동’)을 되돌아보면 대학 안뜰에서 춤추던 붉은 단풍잎, 결혼식 날 내리던 봄비, 아기를 병원에서 집으로 데려가던 날 땅에 쌓인 눈 같은 계절적 기상 현상이 가장 생생한 기억들과 맞물려 있음을 깨닫는다.(63~64쪽)

 

계절은 지구에서 살아가며 겪는 현상을 통틀어 논란의 여지 없이 가장 훌륭하고 흥미로운 측면 중 하나다. 인도의 저명한 시인이자 철학자 라빈드라나트 타고르는 계절에 대해, 특히 몬순비에 대해 많은 노래를 지었다. 봄의 의기양양한 초록 싹에서 가을의 투명한 첫서리까지 계절마다 제각각의 멋진 교향곡이 있다.(66쪽)

 

하지만 비행기가 수도 외곽의 농지 위로 고도를 낮추자 흥분이 말라버렸다. 때는 초가을이었다. 만물이 푸르고 화사하고 모든 강과 호수에 물이 가득하여 찰랑거려야 마땅했다. 하지만 메마른 개울 바닥이 황량한 풍경을 뱀처럼 구불구불 가로질렀다. 나무는 앙상했고 공기는 흙먼지로 뿌옜다. 고국이 다시 한번 지독한 가뭄에 시달리고 있음을 단박에 알 수 있었다.

미르다는 사정이 더 열악했다. 우리 가족마저 식량이 부족했다. 내가 어릴 적에는 거의 없던 일이었다. 고통받는 마을을 둘러보는 동안 내 생각은 먼 곳에, 떠나온 MIT 교실에 있었다. 이렇게 극단적이고 전면적인 현상에는 틀림없이 전조가 있었을 것이다. 생명을 유지하기 위한 변화를 예상할 방법을 우리에게 알려주지 않을 만큼 자연이 잔인할 리 없다고 생각했다.(126~127쪽)

 

실제 날씨는 시시각각 달라지는 반면에 지구상 각각의 위치에서 해마다 특정 시각에 날씨가 어떨지는 예상할 수 있다. 알래스카에 사는 사람들은 이미 기후에 친숙하다. 1월이 매우 추울 거라 예상하니 말이다. 반면에 이 추위의 하루하루 변동(기온이 예상보다 높거나 낮은 것)은 날씨로 경험된다.

날씨와 기후의 차이를 이해하는 것이 왜 중요할까? 하루하루 날씨를 좌우하는 물리적·역학적 과정은 기후와 (시간 경과에 따른) 기후의 변화를 좌우하는 과정과 전혀 다르기 때문이다. 마찬가지로 날씨를 얼마나 먼 미래까지 예측할 수 있는지를 결정하는 요인은 기후를 얼마나 먼 미래까지 예측할 수 있는지를 결정하는 요인과 다르다.(139쪽)

 

사막화는 토지에 일어날 수 있는 최악의 사태 중 하나다. 사회에도 마찬가지다. 수메르와 바빌로니아왕국 둘 다 사막화 때문에 무너진 것으로 추정된다. 그곳의 토양은 경작이 불가능하게 바뀌었으며 사냥감과 물도 귀해졌다. 지금도 그렇다. 사람들이 생계를 의탁하는 땅이 죽었을 때 그 상황에 적응하기란 불가능에 가깝다.

(……) 현재 녹색장성(Great Green Wall)을 건설하는 사업이 진행 중이다. 길이 7775킬로미터, 너비 15킬로미터의 이 식물 장벽은 언젠가 세네갈부터 지부티까지 아프리카대륙을 가로질러 뻗어 사하라사막의 침범을 막고 세계에서 가장 빠르게 증가하는 인구 집단 중 하나인 아프리카인의 목숨과 생계를 보호하는 든든한 방벽이 되어줄 것이다.

기후예측은 강력하다. 발전도상국에서 기후예측은 목숨을 살린다.(227~228쪽)

 

실험의 성공을 보면서 이론물리학자이자 수학자 프리먼 다이슨(Freeman Dyson)의 말이 떠올랐다. “과학은 두 가지 옛 전통의 융합에서 생겨났다. 하나는 철학적 사유의 전통이고 다른 하나는 숙련된 기술의 전통이다. 철학은 과학에 개념을 제공했고 숙련된 기술은 연장을 제공했다.” 나비 효과에도 불구하고 기상·기후를 예측할 수 있다는 나의 대담한 추측은 삶에 대한 전반적 낙관주의와 자연이 그토록 많은 인류에게 그토록 잔인할 리 없다는 철학적 사상에 오로지 근거했다. 내 일은 이를 입증할 연장을 어떻게 써야 하는지 알아내는 것뿐이었다.(238쪽)

 

내가 자란 곳과 비슷한 인도 농촌 마을에도 마침내 계절예측이 찾아왔다. 인도 기상청은 복합결합모델에 투자했으며 지금은 농업·농업인복지부에 장기 예보를 제공한다. 내 이웃들은 예전에는 징조에 의지하고 판창을 귀동냥하려고 기다렸지만 이제는 과학에 의지하며 농업·농업인복지부 지도관들이 모델의 예측을 전달하고 파종 시기와 작물에 대해 조언해주길 기다린다. 아직 완벽하지 않고 할 일이 많이 남았지만 내가 어릴 적 목격한 분투와 몸부림에 비하면 괄목할 발전이다.

당신이 농민이나 농업부 장관이나 인도주의 원조 활동가나 값비싼 해변 주택의 소유주가 아니라면 계절예측이 당신의 삶에서 어떤 역할을 하는지 쉽게 감이 오지 않을지도 모른다. 하지만 계절예측은 좋은 일이다. 신뢰도가 커지고 상시적으로 운용되고 있기에 문제가 생겼을 때만 눈에 띈다. 계절예측이 모두의 삶에서, 특히 가장 취약한 사람들의 삶에서 조만간 뒷전으로 밀려나는 것이 나의 바람이다.(251~252쪽)

 

몇 달이 지나도록 마음을 추스를 수 없었다. 저녁을 차리거나 옷을 개키는 평범한 집안일을 하다가도 주체할 수 없이 울음이 터져 나왔다. 소니아나 다른 가족과 함께 있거나 이야기하는 것이 울음의 유일한 해독제 같았다. 실은 오랫동안 앤과 내가 할 수 있었던 일은 해치를 닫고 가족끼리 꼭꼭 뭉치는 것뿐이었다. 어릴 적 몬순폭풍이 몰아칠 때 어머니가 그랬던 것처럼.

어떻게든 삶을 이어가야 할 때가 되자 기상학계에서 은퇴하겠다는 충동은 흔적 없이 사라져 있었다. 실은 정반대 충동을 느꼈다. 무엇보다 책상 앞에 앉아 연구를 계속하고 싶었다. 아버지의 죽음, 미국 이주와 영영 고향에 돌아가지 않겠다는 고통스러운 결심, 메릴랜드에서의 소동, 아들과의 사별을 겪기까지 나를 지탱해준 바로 그 과학으로 돌아가고 싶었다.(267~268쪽)

 

그때 나는 오스트레일리아에 있었기 때문에 핸슨의 증언을 뉴스에서 단편적으로만 접했다. 화면을 보면서 고개를 내두르지 않을 수 없었다. 저 사람 때문에 우리의 삶이 무척 고달파지겠군, 하는 생각이 들었다. 이튿날 배달된 《뉴욕 타임스》 1면 머리기사 제목은 “지구온난화가 시작되었다.”였다.

우려스러웠다. 현재 입수할 수 있는 관측값과 모델링 결과로는 그런 중대 선언을 하기에 미흡했다. 더더욱 우려스러운 점은 내가 전문가들에게 관측에 대해 이야기하면 그들은 관측이 모델에서 확인되었다고 말하고, 동료들에게 모델링에 대해 이야기하면 모델링 결과가 관측으로부터 확인되었다고 말한다는 것이었다. 우리가 예상할 수 없는 모종의 이유로 지구 기온이 내려가면 어떻게 될까? 화석연료업계는 틀림없이 총력을 다하여 기후학이 불확실한 정도를 넘어서서 아예 틀렸다고 주장할 것이다. 그러면 과학자들에게 어떤 영향이 미칠까? 확실히 알 때까지는 목소리를 너무 높이지 않는 게 상책이라는 생각이 들었다. 이제 와서 말인데, 내가 틀렸고 핸슨이 옳았다.(285~286쪽)

 

아시다시피 기후학자의 압도적 다수는 인간이 초래한 기후변화가 건강, 농업, 생물다양성에 심각한 악영향을 미칠 수 있다고 확신합니다. 배출 규제를 비롯하여 여러분이 행하는 노력에 박수를 보냅니다. 그럼에도 우리는 기후학자로서 기후변화에 대한 미국의 대응(실은 기후변화에 대한 전 세계의 대응)이 미흡하다고 우려합니다. (……)

완강한 의회에 맞서 여러분이 가진 제한된 수단을 적극적이고 창의적으로 활용하고 있음을 알고 있습니다. 최근 셸던 화이트하우스 상원의원이 제안한 또 하나의 수단이 있는데, 미국의 기후변화 대응을 막으려는 수단으로 기후변화 위험과 관련해 미국 국민을 고의로 기만한 기업과 단체를 리코법에 의거해 조사하는 것입니다.(313쪽)

 

연구에 몸담은 기간 내내 카오스의 한가운데에서 예측가능성을 찾은 것이 우연이었다고는 생각지 않는다. 나의 삶 자체가 예측가능성을 찾으려는 여정이었다. (……)

나의 구명 뗏목은 실은 과학이 아니었다. 허리케인 헌터의 창밖을 내다보던 젊은 시절 내가 앞으로 나아갈 수 있었던 것은 더 완벽한 모델을 만들겠다는 소망이 아니었다. 더 완벽한 세상을 만들겠다는 소망이었다. 희망, 낙관주의, 남을 도와야겠다는 의무감―지금껏 나의 단단한 땅이 되어준 것은 과학 자체가 아니라 그 헌신이었다.(325~326쪽)

 

기상학은 인류가 서로를 돌보는 가장 오래되고 협력적인 시도다. 우리는 그동안 성취한 모든 것을 쉽게 잊는다. 500년 전 인류는 바람이 불고 하늘이 뚫려 비가 내리는 이유를 짐작조차 할 수 없었다. 신이나 별의 행위이거나 지구가 숨 쉬는 거라고 여겼다. 100년 전 정확한 주간 일기예보를 내놓는 것은 불가능한 판타지였다. 50년 전에는 몇 달 뒤 기후를 예측한다는 발상은 웃음거리였을 뿐 아니라 과학적으로 불가능하다고 치부되었다.

그럼에도 인도 외딴 촌구석 출신 소년의 가슴속에서 어른거리던 작은 희망은 여러 스승의 가르침을 받으며 바로 그 발상의 과학적 근거가 되었다. 소년의 낙관적 예감 덕분에 오늘날 전 세계는 미래를 계획하고 재난을 대비하여 피할 수 있게 되었다. 나의 연구는 오로지 나보다 먼저 꿈을 꾼 수많은 불굴의 위인들 덕분에 가능했다. 이들 과학자는 대기를 지배하는 법칙, 혼돈 가운데에서 질서를 찾는 방법을 발견했다.(344~345쪽)

 

우리 기후는 변화하고 있으며 우리 지구는 곤경에 처했다. 앞길은 때로 두렵고 불확실하게 느껴진다. 하지만 나는 카오스 한가운데에서 예측가능성을 찾았다. 그곳은 폭풍이 몰아치고 나비 떼가 몰려들 때 피신할 수 있는 안전한 장소다. 내게 그곳은 세상을 더 나은 곳으로 바꾸기 위한 꾸준하고 끝없는 연구였다.

당신도 동참하길 바란다.(346쪽)