가장 선호하는 기후변동 패턴
산소의 3원자 형태(O3)로 된 오존은 기체상의 대기 구성 성분이다. 대류권에서는 자연적으로도 인간 활동으로 인한 발생한 기체들을 포함하여 광화학 작용(“스모그(smog)”)에 의해서도 생성된다. 대류권 오존은 온실가스로도 작용한다. 성층권에서는 태양의 자외선 복사와 분자 상태의 산소(O2) 사이의 상호 작용에 의해 생성된다. 성층권 오존은 성층권 복사균형에 결정적인 역할을 하고 있다. 그 농도는 오존층에서 최대이다.
성층권은 오존의 농도가 가장 높은 하나의 층을 포함하고 있는데 이를 소위 오존층이라고 부른다. 이 층은 약 12km에서 40km에 이른다. 오존의 농도는 대략 20~25km 사이에서 최대에 이른다. 이 층은 인간이 배출하는 염소 및 브롬 화합물에 의해 파괴되고 있다. 매년 남반구의 봄철에 남극지역의 상공에서 매우 강한 오존층 파괴가 일어나고 있는데, 이 역시 이 지역의 특정 기상 조건과 결합하여 인간이 만든 염소 및 브롬 화합물에 의해 야기되는 것이다. 이 현상을 오존홀이라고 부른다.
오존층을 참조하시오
온실가스는 자연적일 수도 인위적일 수도 있는 대기 중의 기체상 구성요소들로서 지구표면, 대기 및 구름에 의해 방출되는 적외복사 스펙트럼 내에서 특정 파장에 대해 복사를 흡수하고 방출한다. 이러한 특성이 온실효과를 일으킨다. 수증기(H2O), 이산화탄소(CO2), 아산화질소(N2O), 메탄(CH4) 및 오존(O3)이 지구 대기에서의 주요 온실가스이다. 더욱이, 대기 중에는 몬트리얼 의정서의 규제를 받는 할로카본이나 염소 및 브롬을 함유하는 물질과 같이 순전히 인간에 의해 만들어진 수많은 온실가스가 있다. 이산화탄소, 아산화질소 및 메탄 이외에도 교토의정서에서는 육불화황(SF6), 수화불화탄소(HFCs) 및 과불화탄소(PFCs) 등의 온실가스가 취급되고 있다.
온실가스는 지구표면에 의하거나, 동일한 기체로 인하여 대기 자체에 의해서나, 구름에 의해서 방출되는 적외복사를 효과적으로 흡수한다. 대기 복사는 모든 방면으로 방출되며 지구표면으로의 하향 복사를 포함하고 있다. 따라서 온실가스는 지구 표면-대류권 시스템내에 열을 가둔다. 이것을 자연적인 온실효과라고 부른다. 대기 복사는 이것이 방출되는 높이의 온도와 강하게 연계되어 있다. 대류권에서는 온도가 고도에 따라 감소한다. 사실상, 우주로 방출되는 적외복사는 평균적으로 -19℃의 온도인 고도로부터 비롯되며 입사되는 순 태양복사와 균형을 이루는 반면, 지구표면은 평균 +14℃라는 훨씬 높은 온도에서 유지된다. 온실가스의 농도가 증가하면 대기의 적외선 불투명도가 증가하게 되고 따라서 좀 더 낮은 온도에서 좀 더 높은 고도로부터 우주로 유효 복사가 일어나게 된다. 이것이 복사강제력, 즉 지구 표면-대류권 시스템의 온도증가에 의해 보상되어질 수 밖에 없는 불균형을 야기하게 되는 것이다. 이것이 한 단계 나아간 온실효과이다.
온실가스의 발생원을 감소시키거나 온실가스의 흡수원의 확충을 위한 인간의 개입 활동.
