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온실가스란 대기를 구성하는 기체 가운데 온실 효과를 일으키는 이산화탄소(CO2)·메탄(CH4)·아산화질소(N2O)·수소화불화탄소(HFCS)·불화탄소(PFCs)·불화유황(SF6) 등을 말한다. 이들 물질은 ‘기후변동에 관한 정부간 패널’(IPCC)이 선정한 6대 온실가스다(이 외에 프레온가스·오존 등이 있다).
이 가운데 지구온난화지수(100년 동안 온실가스를 1kg 야기하는 적외선 흡수 능력과 이산화탄소 1kg의 영향에 대한 비율로 측정함)가 가장 높은 것은 프레온가스. 이산화탄소를 1로 했을 때 1300~2만3900이나 된다. 반면 메탄은 21, 아산화질소는 310이다. 그런데도 이산화탄소가 가장 문제가 되는 것은 그 양 때문이다. 국내 온실가스의 88.6%를 차지하고, 온실 효과의 55%를 유발한다(2001년 기준).
이들 온실가스는 원래 지구에 없어서는 안 되는 물질이다. 온실의 유리처럼 작용해 지구 표면의 온도를 일정하게 유지해주기 때문이다. 지구가 평균 온도 15℃를 유지하는 것도 일정량의 온실가스 덕이다. 만약 온실가스가 대기에 없다면 지구 온도는 영하 18℃까지 낮아진다.
온실가스가 지구를 데우는 원리는 복잡 미묘하다. 일단, 지구는 태양으로부터 오는 빛(에너지)을 100% 다 받지 않는다. 그중 56% 정도는 구름 등으로 반사하고 나머지 44% 정도만 흡수한다. 지구는 그 태양 에너지를 받은 뒤 파장이 긴 적외선으로 방출하는데, 이산화탄소 같은 온실가스는 그 적외선 파장을 일부 흡수한다. 그러면 이산화탄소 내의 탄소 분자가 들뜨게 되어 안정 상태를 유지하려 에너지를 방출한다. 이 에너지가 바로 지구를 데운다.
문제는 화석연료 연소, 삼림 벌채, 자동차·공장의 증가 등으로 온실가스 양이 지난 100여 년간 급격히 늘었다는 점이다. 지난 1만 년 동안 대기 중 이산화탄소 농도가 280ppm이었는데, 산업혁명을 거치고 100년이 지나면서 그 농도가 379ppm(2005년)까지 치솟았다. 지금까지 확인된 연구 결과에 따르면, 이산화탄소 농도가 지구 온난화에 기여하는 비율은 대략 55%. 국제에너지기구(IEA)의 2007년 전망에 따르면, 2030년에는 이산화탄소 양이 2005년 대비 57%나 증가할 수 있다. | 
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