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▲ 부산대 기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단(IBS Center for Climate Physics)의 단장이자 세계적인 기후 과학자인 악셀 티머만(Axel Timmermann) 석학교수가 7일 벡스코에서 열린 '2025 APEC 기후심포지엄'에서 "차세대 지구 시스템 모델의 기후 예측과 사회적 대응"을 주제로 기조강연을 하고 있다.  © 배종태 기자

 

[브레이크뉴스=배종태 기자] 부산대학교 기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단(IBS Center for Climate Physics)의 단장이자 세계적인 기후 과학자인 악셀 티머만(Axel Timmermann) 석학교수는 7일 벡스코에서 열린 '2025 APEC 기후심포지엄'에서 "차세대 지구 시스템 모델의 기후 예측과 사회적 대응"을 주제로 기조강연을 진행했다.

 

티머만 교수는 이번 강연에서, 현재 세대의 지구 시스템 모델이 직면한 주요 과학적 공백(gap)을 어떻게 메울 수 있을지에 대해 문제를 제기했다. 그는 2017년 부산대학교에서 연구센터를 설립했고, 2018년에는 한국 내 최고 성능을 자랑하는 슈퍼컴퓨터 중 하나인 ‘ALEPH’를 도입하여 본격적인 기후 시뮬레이션 연구에 착수했다고 밝혔다.

 

■ 과거 기후 복원을 통한 모델 검증 강조

티머만 교수는 “동굴에서 발견되는 종유석을 활용해 과거 기후를 복원하는 동위원소 지구화학 실험실을 운영하고 있다”고 소개하며, “과거에 검증되지 않은 기후 모델은 미래 예측에서도 신뢰도가 낮을 수 있다”며 과거와 미래를 연결하는 연구 철학의 중요성을 강조했다.

 

그는 “전통적인 연구 방식에 얽매이지 않고, 이론적 모델링, 슈퍼컴퓨터 기반의 시뮬레이션, 전 세계 동굴을 대상으로 한 현장 조사, 실험실 분석까지 다양한 방식을 병행하고 있다”며, 이를 경계를 넘는(transdisciplinary) 다학제적 접근이라고 설명했다.

 

또한 그는 “지구 시스템은 대기, 해양, 생물권, 빙권, 대류권이 하나로 연결된 연속체”라고 표현하며, 주류에서 다루지 않는 주제들에 대한 도전적 연구의 중요성도 함께 언급했다.

 

▲ 악셀티머만 교수가 2017년 부산대에서 연구센터를 설립했고, 2018년에는 한국 내 최고 성능을 자랑하는 슈퍼컴퓨터 중 하나인 ‘RF’를 도입하여 본격적인 기후 시뮬레이션 연구에 착수했다고 밝히고 있다.  © 배종태 기자

 

■ “지구 온난화는 전례 없는 속도로 진행 중… 한국은 더 빠르다”

티머만 교수는 전 지구 평균기온 상승 추이를 제시하며, “지구는 명백히 온난화되고 있으며, 그 속도는 과거 지질학적 기록에서 찾아볼 수 없을 만큼 빠르다”며 "특히 폭염, 국지적 극한 강수 등 이상 기후의 증가가 그 결과로 관측되고 있다"고 설명했다.

 

대한민국의 지역적 기온 상승에 대해서, 그는 “한국은 연도별 변동성(기온의 등락)이 크고, 상승 폭도 전 지구 평균보다 훨씬 크다”며, “2023년의 경우 1961~2000년 평균 대비 약 2도 상승한 것으로 나타났다”고 밝혔다.

 

■ 다학제적 연구 인프라와 대중 소통의 중요성

티머만 교수는  “우리 연구센터는 단순한 연구소가 아니라 암석 코어 분석부터 슈퍼컴퓨팅 네트워크에 이르기까지 다수의 도구를 활용하는 ‘멀티 툴드 센터(multi-tooled center)’”라고 소개했다. 실제로 그는 “박쥐 냄새가 가득한 보츠와나의 동굴에서 종유석을 채취하는 현장 연구부터, 슈퍼컴퓨터를 활용한 전 지구 시뮬레이션까지 다양한 접근이 동시에 이뤄지고 있다”고 설명했다.

 

이러한 과학적 발견과 데이터를 대중에게도 전달하는 것을 중요한 과제로 보고 있다고 밝히며, “일반 대중, 학교, 언론 등을 통해 연구 성과를 폭넓게 공유할 계획”이라고 말했다.

 

■“2023년 온도 급등은 복합 요인 결과… 기후변화, 의심 여지 없다”

악셀 티머만(Axel Timmermann) 교수는 2023년과 2024년의 이례적인 기온 상승 현상이 단일 원인이 아닌, 엘니뇨, 에어로졸 감소, 성층권 수증기 변화 등 여러 기후 요인의 복합적인 결과라고 분석했다. 그는 “현재 기후 변화의 원인은 더 이상 논쟁의 대상이 아니며, 과학계는 ‘의심의 여지가 없다(unequivocal)’는 데 명확한 합의에 도달했다”고 강조했다.

 

▲ 악셀 티머만(Axel Timmermann) 기초과학연구원 기후물리연구단장이자 부산대 석학 교수가  "차세대 지구 시스템 모델의 기후 예측과 사회적 대응"을 주제로 기조강연을 진행하고 있다.  ©배종태 기자

■ 에어로졸 감소와 도시화, 동아시아 온난화의 주요 원인

강연 초반에서 티머만 교수는 동아시아 지역의 온난화를 가속화시키는 원인으로 두 가지 요인을 지목했다. 그는 “첫째, 대기 중 에어로졸의 배출이 줄어들면서 냉각 효과도 약화되었고, 이는 동아시아의 추가적인 온난화를 유도했다”고 설명했다. 또한 “둘째, 도시화가 기온 상승에 영향을 미쳤을 가능성이 있으며, 이는 기온 시계열 데이터에도 영향을 줄 수 있다”며, “보다 정밀한 분석이 필요하다”고 덧붙였다.

 

■ 해양열 증가와 해수면 상승… “팽창 외에도 빙상 손실이 가속화”

지구 전체적으로 보면, 그는 “기온 상승과 함께 일부 열은 해양에 흡수되고 있으며, 해양의 열함량이 증가하고 있다”고 설명했다. 이에 따라 “물은 열을 흡수하면 팽창하게 되므로, 이는 해수면 상승의 한 요인”이라고 밝혔다.

 

또한 그린란드와 남극의 빙상이 부피를 잃고 있는 현상도 강연에서 언급됐다. 티머만 교수는 “특히 남극은 2010년 이후 빙하 손실 속도가 빨라졌다”며, “조수 관측소와 위성 데이터를 통해 최근 20년간 전 세계 해수면이 약 7cm 상승했고, 특히 2014년부터는 상승 속도 자체가 가속화되고 있는 추세”라고 말했다. 그는 이를 “눈에 보일 정도로 명확한 변화”라고 표현했다.

 

■ 2023년 기온 급등… ENSO와 에어로졸 변화 등 복합 요인 작용

2023년은 전 지구 평균 지표면 온도가 예외적으로 높게 기록된 해였다. 이에 대해 티머만 교수는 “엘니뇨-남방진동(ENSO)의 영향을 받은 동태평양 적도 지역의 온도 변화와 유사한 패턴이 나타났다”고 분석했다. 하지만 그는 “ENSO만으로는 설명이 부족하며, 성층권 수증기 변화, 에어로졸 감소 등의 복합적인 요인이 작용했다”고 강조했다.

 

2023년은 특히 “매우 특이한 엘니뇨 해였으며, 여러 요소들이 동시에 작용하면서 지구 평균 온도가 전년 대비 크게 상승했다”고 설명했다.

 

■ 기후변화, 지역별 관측과 자연 변동성 고려 필수

티머만 교수는 “우리는 단순히 전 지구 평균 기온만 볼 것이 아니라, 지역별 기후 변화도 중요하게 봐야 한다”고 강조했다. 그는 “지역 기후에서는 ENSO 외에도 '인도양 다이폴(IOD)'과 같은 기후 변동성이 더 크게 작용한다”며, “기온과 해양 열함량 외에도 다양한 자연 기후 주기를 함께 고려해야 한다”고 설명했다.

 

■ IPCC 보고서, 기후변화 원인에 대한 과학적 합의의 진화

강연에서는 'IPCC(기후변화에 관한 정부간 협의체)' 평가 보고서 내용을 통해, 기후과학계의 인식 변화도 정리되었다. 2001년 제3차 보고서에서는 “대부분의 온난화가 인간 영향일 가능성이 높다”고 표현되었으나, 이후 보고서에서는 “매우 높다(very likely)”, “극히 높다(extremely likely)”로 진술이 강화되었으며, 가장 최근 제6차 보고서에서는 “의심의 여지가 없다(unequivocal)”는 표현이 사용되었다.

 

티머만 교수는 “이는 과학계 내에서 기후변화의 원인에 대한 명확한 합의가 형성되었음을 보여준다”고 강조했다.

 

▲ 악셀 티머만 교수가 "차세대 지구 시스템 모델의 기후 예측과 사회적 대응"을 주제로 기조강연을 진행하고 있다.  © 배종태 기자

 

■ 기후 모델의 과학적 원리… “양자역학까지 포함된 복합 모델”

미래 예측과 관련하여 티머만 교수는 기후 모델의 기본 원리를 설명했다. 그는 “기후 모델은 통계 모델이 아니라, 보통 백만 줄 이상의 포트란(Fortran) 코드로 구성된 복잡한 컴퓨터 프로그램”이라며, “열역학, 유체역학, 복사 방정식뿐 아니라 양자역학까지 포함된 기초 물리학 기반 모델”이라고 설명했다.

 

그 이유로는, “이산화탄소와 수증기 등의 복사 흡수 대역은 양자 수준에서 결정되기 때문”이라고 부연했다.

 

■ 인간 행동이 가장 예측하기 어려운 변수

그는 기후 시스템에서 가장 예측하기 어려운 요소는 인간이라고 말했다. “인류가 앞으로 얼마나 CO₂를 배출하거나 감축할지는 예측이 어려운 문제이며, 이로 인해 미래 시뮬레이션에는 불확실성이 존재한다”고 지적했다.

 

이러한 불확실성을 극복하기 위해 “여러 사회경제적 시나리오에 따라 탄소 배출 경로를 설정하고, 이에 기반한 다양한 기후 모델을 실행함으로써, 특정 온도 상승 시점과 지역별 영향을 예측할 수 있다”고 강조했다.

 

■"남극의 임계점은 섭씨 1.8도이며, 현재의 지구 시스템 모델은 여전히 불완전하다."

티머만 교수는 "남극의 임계점은 섭씨 1.8도이며, 현재의 지구시스템 모델이 기후변화의 복합적 영향을 제대로 재현하지 못하고 있다. 특히 해양산성화, 빙상 붕괴, 생태계 변화 등 핵심 영역에서의 한계가 뚜렷하다"고 밝혔다. 그는 “이러한 한계를 보완하고, 사회와 정책결정자에게 실질적 대응 수단을 제공하기 위해서는 기후서비스 체계의 혁신이 필요하다”고 강조했다.

 

■ 해양산성화조차 정확히 재현하지 못하는 현 모델

티머만 교수는 “현재 대부분의 지구 시스템 모델은 탄소의 용해 형태(Carbonate dissolution)를 제대로 반영하지 않거나, 반영하더라도 매우 단순화된 방식”이라며, “이로 인해 해양산성화 과정조차 제대로 시뮬레이션할 수 없다”고 말했다.

 

이와 함께 “현재 모델은 남극과 그린란드 빙상이 기후 시스템과 완전히 연동되어 있지 않아, 해수면 상승 예측의 신뢰성도 의문을 갖게 한다”고 지적했다. 특히, "빙상 붕괴가 대서양 열염순환(AMOC) 등에 미치는 영향은 여전히 미지의 영역"이라고 덧붙였다.

 

■ “영구동토층이 녹는 순간, 산불은 폭발적으로 증가”

강연에서는 고해상도 모델을 활용한 SSP3-7.0 시나리오 기반 지구온난화 시뮬레이션 결과도 소개되었다. 이에 따르면, 시베리아 등 고위도 지역에서 '영구동토층(permafrost)'이 해빙되는 순간, 산불 강도가 급격히 증가하는 경향이 나타났다.

 

▲ 악셀 티머만 교수가 "차세대 지구 시스템 모델의 기후 예측과 사회적 대응"을 주제로 기조강연을 진행하고 있다.  © 배종태 기자

 

티머만 교수는 “지표면 온도 상승으로 상층 토양의 수분이 하층으로 흡수되면, 상층 토양이 건조해져 산불 발생 가능성이 대폭 증가한다”며, “이러한 급격한 변화는 대부분의 동토 해빙 지역에서 공통적으로 나타났다”고 설명했다.

 

■ 해수면 상승 1m… “1.8℃는 되돌릴 수 없는 임계점”

강연 중 가장 주목할 내용 중 하나는, 기후-대기-빙상 통합 모델을 기반으로 한 해수면 상승 시뮬레이션 결과였다. 이 모델은 남극과 그린란드 빙상이 완전히 연계될 경우, 2150년까지 해수면이 추가로 약 1미터 상승할 수 있다고 예측했다. 게다가, 해양의 열 팽창으로 인해 추가로 1미터가 더 상승할 가능성이 높다.

특히 주목할 부분은 “지구 평균 기온이 1.8℃를 초과하면, 서남극 빙상(West Antarctic Ice Sheet)의 붕괴가 사실상 되돌릴 수 없게 된다는 점”이다. 티머만 교수는 “이는 파리협정이 목표로 제시한 1.5℃보다 더 명확한 과학적 임계점으로서의 의미를 갖는다”고 강조했다.

 

■ 해양 생태계 시뮬레이션… “적응성 반영 여부에 따라 예측 완전히 달라져”

그는 해양 식물플랑크톤(phytoplankton)의 미래 변화 예측에 있어서도 기존 모델의 한계를 지적했다. “IPCC에 보고된 모델들 중 일부는 식물플랑크톤이 온난화로 인해 감소할 것이라고 예측했지만, 이는 영양소 결핍 상황에서 '고정된 원소비율(fixed stoichiometry)'을 가정한 비현실적인 모델 때문”이라고 설명했다.

 

실제 관측에서는 플랑크톤이 환경 변화에 따라 자신들의 원소비율(N:P:Fe 등)을 유연하게 조절하는 ‘적응성’을 갖는다는 것이 밝혀졌다. 그는 “이러한 생물학적 유연성(plasticity)을 모델에 반영한 경우, 전 지구적으로 플랑크톤 농도가 오히려 증가하는 결과가 도출되었다”며, “기존 예측 간 불일치의 원인을 설명할 수 있다”고 덧붙였다.

 

■ 포유류 생태모델 개발… “기후변화가 인류 건강에도 영향”

티머만 교수는 기후변화가 생태계에 미치는 영향을 보다 현실적으로 파악하기 위해 세계 최초의 대형 포유류 생태계 모델을 개발 중이라고 밝혔다. 해당 모델은 2,171종의 포유류와 각 종 간의 먹이사슬 및 기후 반응을 통합적으로 모사한다.

 

그는 “일부 포유류는 인간에게 '인수공통감염병(zoonotic disease)'을 유발할 수 있으며, 대표적인 예로는 코로나19를 비롯해 '라사열(Lassa virus)'을 옮기는 설치류 등이 있다”고 설명했다. 또한 “순록, 사슴과 같은 초식동물은 지구 식생의 분포에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 이들을 제외한 식생 시뮬레이션은 불완전하다”고 덧붙였다.

 

■ 도시와 인간 행동도 모델링 대상… “한국도 기후서비스 허브 될 수 있어”

강연 말미에 티머만 교수는 “도시 환경에서의 기후 반응은 매우 복잡하며, 현재 국제 과학계는 도시 기후 모델과 맞춤형 기후 서비스 시스템 개발을 가속화하고 있다.”고 했다.

 

그는 기후 모델 데이터를 접근 가능한 정보로 재처리하는 ‘기후 서비스 센터’의 중요성을 강조하며, “기후 모델은 에너지, 농업, 인프라, 수자원 등 장기적 계획이 필요한 분야에서 실질적인 정책 결정 도구로 발전할 수 있다”고 말했다.

 

▲ "차세대 지구 시스템 모델의 기후 예측과 사회적 대응"을 주제로 악셀 티머만 교수가 기조강연을 진행하고 있다.  © 배종태 기자

▲ 악셀 티머만 교수가 "차세대 지구 시스템 모델의 기후 예측과 사회적 대응"을 주제로 기조강연을 진행하고 있다.  © 배종태 기자

 

이와 관련해, 그는 “부산을 비롯한 한국 내 연구기관들(APEC기후센타, 부산대 등)이 아시아 기후서비스의 중심지 중 하나로 발전할 잠재력이 있다”고 강조했다.

 

특히 기후서비스센터가 해양, 도시, 생태계, 농업 등 다양한 분야에 맞춤형 데이터를 제공하는 플랫폼이 될 수 있음을 소개했다.

 

■ “기후 변화는 곧 삶의 문제… 데이터 기반의 결단 필요”

티머만 교수는 강연을 마무리하며 “기후변화의 원인은 더 이상 논쟁의 대상이 아니다”며, “남은 질문은 우리가 얼마나 신속하게, 그리고 현명하게 대응할 수 있느냐는 것”이라고 말했다.

 

그는 “복잡한 기후 시스템을 제대로 이해하기 위해선, 더 정밀한 모델이 필요하고, 그것을 바탕으로 한 정책 결정 지원체계가 시급하다”고 강조했다.

 

[The following is a keynote lecture by Professor Maxell Timmerman at the "2025 APEC Climate Symposium."]

 

Professor Axel Timmermann: “Global Warming Is Progressing at an Unprecedented Rate — Even Faster in Korea”… “The climate tipping point for the westantarctic ice-sheet, which will contribute to future sea-level rise is 1.8°c"

-"In addition to increases in greenhouse gas concentrations,, Aerosol reduction and urbanization are key drivers of warming in East Asia”

-“Earth system models remain incomplete — data-driven decisions are urgently needed”

 

Axel Timmermann, a world-renowned climate scientist and director of the IBS Center for Climate Physics at Pusan National University, delivered a keynote speech on August 7 at BEXCO during the “2025 APEC Climate Symposium.” His talk was titled “Climate Projections and Societal Responses Using Next-Generation Earth System Models.”

 

In his lecture, Professor Timmermann raised the issue of how current-generation Earth system models can address major scientific gaps. He shared that he established the climate research center at Pusan National University in 2017 and launched full-scale climate simulation research in 2018 with the introduction of ‘ALEPH,’ one of the highest-performing supercomputers in Korea.

 

■ Emphasizing Model Validation Through Paleoclimate Reconstruction

Professor Timmermann introduced his isotope geochemistry lab, which reconstructs past climates using speleothems(cave formations). He stressed, “Climate models that haven’t been validated with past climate data may have low reliability in future projections,” underscoring the importance of connecting past and future in climate science.

 

He explained that the center does not adhere to traditional methods alone but integrates theoretical modeling, supercomputer-based simulations, global field studies in caves, and laboratory analyses. He described this as a “transdisciplinary approach” that crosses disciplinary boundaries.

 

He also noted the importance of tackling challenging and underexplored topics, stating, “The Earth system is a continuum that connects the atmosphere, oceans, biosphere, cryosphere, and troposphere.”

 

■ “Global Warming Is Progressing at an Unprecedented Rate — Even Faster in Korea”

Professor Timmermann presented global average temperature trends, saying, “The Earth is clearly warming at a rate not observed in the geological record,” and noted that “the rise in extreme weather events such as heatwaves and localized heavy REGIONAL rainfall is a direct result.”

 

Regarding regional temperature changes in Korea, he stated, “Korea exhibits greater year-to-year temperature variability and a steeper warming trend than the global average.” He added that “in 2023, temperatures were about 2°C higher than the 1961–2000 average.”

  

■ Importance of Multidisciplinary Research Infrastructure and Public Communication

Professor Timmermann described the IBS climate center for climate physics  as “not just a simple research institute, but a multi-tooled center” that utilizes various tools ranging from rock core analysis to supercomputing SIMULATIONS. He illustrated this by saying, “We conduct fieldwork collecting speleothems in bat-filled caves in Botswana, while also running global climate simulations on a supercomputer.”

 

He emphasized the importance of sharing scientific discoveries and data with the public, stating, “We plan to broadly communicate our research findings through schools, the media, and the general public.”

 

■ “2023 Temperature Spike Is the Result of Multiple Factors — Climate Change Is Undeniable”

Professor Timmermann analyzed the unusual temperature rise observed in 2023 and 2024 as the result of multiple interacting factors, including El Niño, reduced aerosol levels, and changes in stratospheric water vapor. He stated, “The cause of current climate change is no longer up for debate — the scientific community has reached a clear consensus that it is unequivocal.”

 

■ Aerosol Reductions and Urbanization: Key Drivers of East Asian Warming

At the start of the lecture, Professor Timmermann pointed to two main drivers accelerating warming in East Asia. “First,” he said, that in addition to GREENHOUSE Warming, reduced aerosol emissions in the atmosphere have weakened the cooling effect, leading to additional warming in East Asia.” “Second,” he added, “urbanization may have contributed to rising temperatures, which calls for more precise analysis of the temperature time series.”

 

■ Ocean Heat Uptake and Sea Level Rise — “Accelerated by Both Thermal Expansion and Ice Loss”

Globally, he explained, “As temperatures rise, some of the heat is absorbed by the ocean, increasing the ocean’s heat content.” He noted that “since water expands when heated, this contributes to sea level rise.”

 

He also discussed the shrinking volume of major ice sheets in Greenland and Antarctica. “In particular, Antarctica has seen an acceleration in ice loss since around 2010,” he said, citing tide gauge and satellite data that “show a clear global trend of rising sea levels — approximately 7 cm over the past 20 years, with the rate of rise accelerating since around 2014.” He described this as “a visibly significant change.”

 

■Sharp Rise in Global Temperatures in 2023… A Result of Multiple Factors Including ENSO and Aerosol Changes

The year 2023 recorded exceptionally high global average surface temperatures. Regarding this, Professor Timmermann analyzed, “A similar pattern was observed in the equatorial eastern Pacific region, influenced by the El Niño–Southern Oscillation (ENSO).” However, he emphasized, “ENSO alone cannot explain this; multiple factors such as changes in stratospheric water vapor and reductions in aerosols also played a role.”

 

He explained, “2023 was a particularly unusual El Niño year, during which several elements acted simultaneously, leading to one of the largest year-on-year increases in global average temperature.”

 

■ Climate Change Must Be Observed Regionally with Natural Variability in Mind

Professor Timmermann stressed, “We should not only look at global average temperatures, but also pay close attention to regional climate changes.” He noted, “In regional climates, climate variability factors such as the Indian Ocean Dipole (IOD), in addition to ENSO, have a stronger influence,” and added, “Various natural climate cycles, beyond temperature and ocean heat content, must be considered.”

 

■ IPCC Reports Reflect Evolving Scientific Consensus on the Causes of Climate Change

In his lecture, Professor Timmermann also summarized how the scientific consensus on climate change has evolved through IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) Assessment Reports. In the 2001 Third Assessment Report, it was stated that “most of the warming is likely due to human influence.” In later reports, this expression was strengthened to “very likely” and “extremely likely,” and in the most recent Sixth Assessment Report, the term “unequivocal” was used.

 

He emphasized, “This shows that a clear consensus has formed within the scientific community regarding the causes of climate change.”

 

■ Scientific Foundations of Climate Models: Complex Systems Involving Quantum Mechanics

Regarding future projections, Professor Timmermann explained the scientific principles behind climate models. He said, “Climate models are not statistical models—they are complex computer programs composed of over a million lines of Fortran code,” and described them as “based on fundamental physics, including thermodynamics, fluid dynamics, radiative transfer equations, and even quantum mechanics.”

 

He added, “This is because the absorption bands of greenhouse gases like carbon dioxide and water vapor are determined at the quantum level.”

 

■ Human Behavior: The Most Difficult Variable to Predict

Professor Timmermann pointed out that the most unpredictable factor in the climate system is human behavior. He said, “It is extremely difficult to predict how much CO₂ humanity will emit or reduce in the future, which introduces uncertainty into climate simulations.”

 

To address this uncertainty, he explained, “We run climate models based on multiple socioeconomic scenarios with varying levels of carbon emissions, allowing us to predict when specific temperature thresholds will be crossed and how impacts will differ by region.”

 

■The Critical Threshold is 1.8℃for ANTARCTICA...Current Earth System Models Remain Incomplete”

Professor Timmermann stated, "The Critical Threshold is 1.8℃ for ANTARCTICA, and current Earth system models are still unable to accurately reproduce the complex impacts of climate change. In particular, there are clear limitations in key areas such as ocean acidification, ice sheet collapse, and ecosystem changes." He emphasized, "To address these limitations and provide practical tools for society and policymakers, innovation in the climate services system is essential."

 

■ Current Models Fail to Accurately Simulate Ocean Acidification

Professor Timmermann noted, “Most current Earth system models either do not adequately reflect Carbonate dissolution or do so in an overly simplified way,” which, he said, “leads to an inability to accurately simulate ocean acidification processes.”

 

He also pointed out that “current models do not fully integrate Antarctic and Greenland ice sheets into the climate system, raising concerns about the reliability of sea level rise projections.” He added, “The impact of ice sheet collapse on systems such as the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) remains an unknown area.”

 

■ “Once Permafrost Melts, Wildfires Increase Explosively”

During the lecture, Professor Timmermann introduced simulation results based on the SSP3-7.0 scenario using high-resolution models. According to these results, when permafrost in high-latitude regions such as Siberia begins to thaw, the intensity of wildfires tends to increase sharply.

 

He explained, “As surface temperatures rise, moisture from the upper soil layers is absorbed into the lower layers, drying out the upper soil and significantly increasing the risk of wildfires,” and added, “This abrupt change was observed consistently across most permafrost thaw regions.”

 

■Sea Level Rise of 1m… “1.8℃ is an Irreversible Tipping Point”

One of the most noteworthy parts of the lecture was the result of sea level rise simulations based on integrated climate-atmosphere-ice sheet models. The model projected that, with full coupling of Antarctic and Greenland ice sheets, An ADDITIONAL sea level rise of approximately one meter could occur by 2150. ON TOP OF THIS, THE OCEAN THERMAL EXPANSION WILL LIKELY ADD ANOTHER METER.

 

Particularly significant was the finding that “if the global average temperature exceeds 1.8°C, the collapse of the West Antarctic Ice Sheet becomes essentially irreversible.” Professor Timmermann emphasized, “This represents a clearer scientific tipping point than the 1.5°C goal presented in the Paris Agreement.”

 

■Marine Ecosystem Simulations… Predictions Vary Drastically Depending on Adaptive Capacity

He also highlighted limitations in current models when predicting future changes in marine phytoplankton. “Some IPCC-reported models predict a decrease in phytoplankton due to warming, but this is based on unrealistic models assuming fixed stoichiometry under nutrient-deficient conditions,” he explained.

 

In reality, observations have shown that phytoplankton exhibit biological plasticity, adjusting their elemental ratios (N:P:Fe, etc.) according to environmental changes. He noted, “When this biological flexibility is incorporated into models, results actually show an increase in global phytoplankton concentrations,” which, he said, “helps explain discrepancies between previous model predictions.”

 

■ Developing a Mammal Ecosystem Model… “Climate Change Also Impacts Human Health”

To better understand the real impacts of climate change on ecosystems, Professor Timmermann revealed that he is developing the world’s first large-scale mammal ecosystem model. This model simulates 2,171 species of mammals, their food chains, and their climate responses.

 

He explained, “Some mammals can transmit zoonotic diseases to humans, such as rodents carrying Lassa virus or those implicated in COVID-19.” He also added, “Herbivores like reindeer and deer directly affect vegetation distribution on Earth, so simulations that exclude them result in incomplete modeling of plant ecosystems.”

 

■Cities and Human Behavior Also Targeted for Modeling…“Korea Can Become a Hub for Climate Services”

Toward the end of his lecture, Professor Timmermann stated, “The climate response of urban environments is extremely complex, and currently, the international scientific community is accelerating efforts to develop urban climate models and customized climate service systems.”

 

He emphasized the importance of Climate Service Centers, which reprocess climate model data into accessible information, and said, “Climate models can evolve into practical policy-making tools in sectors requiring long-term planning, such as energy, agriculture, infrastructure, and water resources.”

 

In this context, he stressed that “research institutions in Korea, including those in Busan, APEC CLIMATE CENTER, and Pusan National University, have the potential to become one of the hubs for climate services in Asia.” He also introduced how climate service centers could serve as platforms providing tailored data across various sectors such as oceans, cities, ecosystems, and agriculture.

 

■ “Climate Change Is Ultimately About Human Lives… Decisions Must Be Based on Data”

Professor Timmermann concluded his lecture by stating, “The causes of climate change are no longer a matter of debate,” and added, “The remaining question is how quickly and wisely we can respond.”

 

He emphasized, “To properly understand the complex climate system, more precise models are required, and a policy-support framework based on those models is urgently needed.”

 

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