20세기 이후 상승률 증가 추세
방파제·제방 높이 등 조정 필요

입추가 지나고 제11호 태풍 ‘할롱’마저 물러가자 아침저녁으로 선선한 바람이 불며 가을이 성큼 다가왔음을 느끼게 한다. 하지만 가을 태풍은 평년과 비슷한 10∼11개가 발생해 이중 한 개 정도가 우리나라에 영향을 줄 전망이라고 한다.

그런데 태풍이 한반도에 접근할 때마다 바닷가에 밀려드는 엄청난 파도를 보면서 한번쯤은 ‘지구온난화로 해수면이 상승한다는데, 그때 저런 파도가 밀려오면 어떻게 되지’라는 생각을 떠올려 보았을 것 같다. 지구 온난화는 대기 및 해수 온도 증가, 평균해수면 상승, 태풍 강도 및 출현 빈도의 변화, 강수량 및 해류 변화 등 다양한 문제를 야기한다. 그중에서 전 지구적 평균해수면 상승과 태풍의 강도 증가는 연안역에서의 사회경제적 인간활동은 물론 구조물 및 시설물 안전 문제와 직결된 중요한 이슈이다.

19세기 후반부터 시작된 지구의 해수면 상승은 20세기 이후 그 상승률이 증가하는 추세이다. 최근 전 세계적인 평균해수면의 1년 상승률은 약 3.2mm에 이른다. 성공적인 온실가스 감축이 이루어지지 않으면 해수면 상승은 최대 1m를 넘을 수 있다는 우려를 낳고 있다. 분석 결과마다 차이는 있으나 우리나라를 포함한 중국, 일본의 평균해수면 상승률은 전세계 평균을 웃도는 것으로 보고되고 있다.

우리나라에서 평균해수면 상승을 쉽게 체감할 수 있는 곳으로 제주 용머리 해안이 꼽히는데 2007년 조사에서 1970년대에 비해 23cm가량 해수면이 상승된 것으로 보고되고 있다. 이론적으로는 열대역 해수면 수온의 증가로 태풍의 강도와 출현 빈도가 증가할 것이라고 추론할 수도 있으나, 실제 발생한 태풍의 통계적 분석 결과로부터 명확한 결론을 내리기는 충분치 않은 상황이다.

통상적으로 연안 구조물 및 시설물과 관련된 설계해수위는 평균해수면상 대조기의 고조위, 해일 및 지진해일에 따른 해수위 상승 값의 합으로 결정한다. 그런 후 처오름 높이 및 얼마간의 여유고를 두어 마루 높이를 최종 결정하게 된다. 평균해수면이 상승하게 되면 당연히 설계해수면이 올라가게 되고 방파제와 제방이 수심이 아주 낮은 지역에 위치하는 경우 쇄파지점이 연안 쪽으로 이동하게 되며 구조물 하단 부근에서의 파랑 및 처오름 높이가 증가하게 된다.

정경태 한국해양과학기술원 책임연구원·해양학

해수면 상승에 대응하기 위해 연안구조물의 마루높이를 높이거나 소파블록의 무게를 증가시키는 등의 조치가 필요하다. 일본의 경우 항만 지역에 국한하여 추정한 결과 이에 필요한 비용은 약 115조원에 이를 것으로 보고되었다. 개략적인 추정이나 감당하기 어려운 금액임이 분명하다. 따라서 단계별 적응적인 전략 수립이 불가피하다. 해수면 상승 및 관련 외력요소들의 변화에 대한 예측이 불확실한 상황 하에서는 더욱 그러하다.

여러 가지 방안이 제안되고 있으나 내구연한에 따른 단계적 대응이 유력하다. 얼마간의 시간이 지나 해수면 상승이 실제 얼마간 일어났을 때를 가정해보자. 해수면 상승이 진행 중이고 태풍 강도의 증가 등이 시작됐다고 할지라도 연안 구조물이나 시설물 설계에는 여유 값이 반영돼 있으므로 본래 기능은 내구연한까지는 적절히 작동할 것으로 판단할 수 있다.

1차 내구연한 시점이 도래하면 가장 최근의 해수면 및 외력 관측 자료와 2차 내구연한 기간 동안의 예측치를 사용해 구조물이나 시설물을 교체하거나 개선한다. 이러한 과정을 해수면상승 진행과 더불어 적절한 시점에 반복적으로 이행하게 된다. 핵심은 불확실한 예측에 대한 적응적 대처를 통해 과다설계를 피할 수 있다는 것이다. 물론 여유 값이 충분치 않은 경우나 해수면 상승 및 해일, 파랑 등이 한계치를 넘는 경우, 너무 늦기 전에 개선 및 교체를 이행해야 한다.

이러한 적응전략 수립 및 이행에 기후변화에 관한 정부간 패널(IPCC)의 예측에만 의존할 수는 없다. 자체적으로 해수면 상승을 포함한 연안역 변화요소 대한 정밀한 장기 모니터링과 분석이 필요하다. 우리나라의 연안 구조물 및 시설물은 설계 시 해수면 상승이 고려된 경우와 고려되지 않은 경우가 혼재하므로 정확한 취약성 분석이 이루어져야 한다. 물론 원자력발전소와 같은 중요한 시설물에 우선순위를 두는 것이 긴요하다.

정경태 한국해양과학기술원 책임연구원·해양학