이 보고서는 스코틀랜드의 미래 기후 변화로 인한 잠재적인 산사태에 대하여 고려하고 있음. 특히, 현재와 가능한 미래 기후 변화를 예측한 UKCIPO2와 UKCP09 - 영국의 기후영향 프로그램(United Kingdom Climate Impacts Programme, UKCIP) - 를 통해 현재 기후 데이터를 얻고, 그 데이터와 최근 스코틀랜드의 기후 추세를 바탕으로 근래, 현재, 그리고 미래의 명확한 청사진을 얻기 위해 논의하였음. 이러한 분석을 통해 얻은 결과는 미래 산사태 위험 추세에 대한 관점과 현재 스코틀랜드에 존재하는 미래의 잠재적인 산사태 가능성이 일치함을 보여주었음.

산사태에 있어서, 영국은 상대적으로 낮은 위험도를 가지고 있음(Gibson 외 2013; Winter & Bromhead 2012). 산사태로 인한 치명적인 인명 피해는 드문 반면, 산사태로 인한 사회- 경제적 영향은 큼. 그럼에도 불구하고 2012년 동안, 영국에서는 산사태로 인한 치명적인 인명 사고가 최소한 세 건 이상 발생하였음. 이 분야에는 강한 학계적 전통이 있으며(Bromhead 외 2012), 산사태가 발생하게 되면 대중 매체와 정치인 그리고 일반 대중들도 참여함(Winter외 2007).

이러한 상황에서, 기후 변화가 주요하게 산사태의 빈도와 강도에 영향을 주는지에 대한 강한 흥미를 가지는 것 뿐만 아니라 산사태 자체의 위험에 대해서도 관심을 가지는 것은 당연함. 공학과 물리과학 연구 위원회(Engineering and Physical Sciences Research Council, EPSRC)로 부터 자금을 지원받고 럽보러 대학(Loughborough University)에서 조직화한 CLIFFS 네트워크는 영국의 산사태에 대한 기후 변화의 영향과 관련된 이슈에 관심을 가지고 있음. CLIFFS 네트워크에는 영국뿐만 아니라 2008년의 유럽 지구과학 협회(European Geoscience Union, EGU)의 총회에서 발표된 수많은 세미나 및 관련 발표자료가 포함되어 있음. 

UKCIPP02에는 연평균 기온의 상승, 지역별 그리고 계절별 변동성, 더 습윤한 겨울(더 많은 눈이 내리는 겨울)과 더 건조한 여름(비가 덜 오는 여름), 그리고 더 자주 발생하는 집중강우 등의 메시지가 포함되어 있음.

UKCIP02 예측치는 1998년의 UKCIP와 비교할 때, 영국의 기후 미래에 대해 더 진보된 결과를 보여줌. UKCIP02는 기후변화에 관한 국가간 패널(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)이 작성한 새로운 글로벌 배출량 시나리오에 근거하고 있고, 해들리 센터(Hadley Center)가 가장 최근에 개발한 모델을 사용하여 수행한 기후 모델링 실험에 근거하고 있음. 이 시나리오는 4가지 배출량 시나리오를 기술하는데, "낮은 배출량(Low Emissions)", "중간-낮은 배출량(Medium-Low Emissions)", "중간-높은 배출량(Medium-High Emissions)", 그리고 "높은 배출량(High Emissions)"이 그것임.

이 시나리오는 영국에서 광범위하게 사용되었음. 그러나, 확률적 평가를 수행할 수 없다는 점은 기후변화가 사면의 불안정에 미칠 수 있는 상세한 영향을 더 잘 이해하는데 주요한 장애물임.

가장 최근의 UKC09 기후변화 예측은 이러한 한계점을 정확히 지적하고, 3가지 배출량 시나리오(낮은 배출량, 중간 배출량, 그리고 높은 배출량)에 대해 기후변화의 확률적 추정치를 제공함. 이는 위험과 리스크를 파악하는데 있어 발생할 수 있는 변화를 서술하는데 전체적인 접근방법을 가능케 함. 이전의 결정론적(deterministic) 기후 변화 데이타는 현재의 확률적 데이타와 함께 고려될 수 있음.
 

산사태는 종종 강우 때문에 발생하는 것으로 언급되고, 짧은 기간 동안의 집중강우와 토사류(debris flows) 간의 상관관계는 일본(Fukuoka 1980), 뉴질랜드(Selby 1976), 브라질(Jones 1973) 등에서 문서화되었음. 그러나, 집중강우 이전에 발생한 더 장기적인 선행 강우(antecedent rainfall)의 잠재적 영향은 2004년 8월의 스코틀랜드 사례에서 볼 때 명확함.

미국 캘리포니아의 산타크루즈 산맥(Santa Cruz Mountains)에서 수행된 연구에서, Wieczorek(1987)은 280mm의 계절별 강우가 있고 나서야 비로서 토사류가 발생하였음을 언급하고, 선행 강우의 중요성을 인정하였음. 이는 산사태의 한 요소로써, 남부 캘리포니아(Campbell 1975), 뉴질랜드(Eyles 1979), 알래스카(Sidle and Swanson 1982) 등지에서의 연구에서 인정되었음. Wieczorek(1987)는 또한 높은 투수성의 토양에 있어서 선행 강우기간이 짧거나 필요한 선행 강우는 집중강우의 초기 단계에서도 공급될 수 있음을 언급하였음. 이러한 맥락에서, 저강도 장기(low-intensity, long-duration) 강우와 고강도 단기(high-intensity, short-duration) 강우 모두를 사면 불안정으로 이어질 수 있는 상태에 기여하는 것으로 평가하는 것이 중요함.
 

증발산의 증가(특히 여름에)와 재배 기간의 연장(뿌리의 흡수 증가)과 더불어 앞에서 논의된 인자들의 변화는 토양의 습도에 상당히 영향을 미칠 것으로 예측됨. 토양의 습도를 다루는 UKCIP02 모델은 여름/가을에 토양의 습도가 10-30% 감소하며, 겨울에 3-5% 증가할 것으로 예측함. 겨울철 수치는 토양이 한정된 양의 물만을 함유할 수 있고 스코틀랜드 토양의 대부분이 겨울철에 이미 포화상태에 가깝다는 사실을 반영함.

토사류에 취약한 사면을 구성하는 토양은 넓은 범위의 물질로 구성됨. 토사류의 구성에 있어서, 입자의 크기도 다양함. Winter et al.(2009)와 Milne et al.(2009) 모두는 수분을 함유한 토양, 특히 토탄(peat)의 중요성을 인지하였음. 이 토양은 높고 상대적으로 편평한 지반에 위치해 있고 토사류를 유발하는 물질임. 나중에 침식되고 이송되어 토사류를 구성하는 물질들은 완전히 다른 특성을 가질 수 있음.
 

스코틀랜드에서 발생하는 산사태는 건물 및 사람들에게 상대적으로 낮은 취약성을 가진 격오지(시골의 산악 지역)에서 가장 일반적임. 여기에는 예외가 있지만, 이러한 지역은 미래에 광범위한 도시 개발이 이루어지지는 않을 것임. 그러나, 이러한 지역들에 대한 통제를 계획하는 것은 위험 수준이 더 나빠지지 않도록 하는데 도움이 될 수 있음.

아마도 가장 큰 취약성은 도로와 철도와 같은 교통 네트워크와 시골 지역간의 연결로와 관련되어 있음. 일반적으로, 이러한 도로는 하루에 5,000-6,000 대의 차량이 다니지만, 일부의 경우에는 하루에 13,500대의 차량이 다니기도 함. 이러한 수치는 각 도로에서 일 년 중 가장 교통량이 많은 달에서 나왔는데, 이는 7월 또는 8월임. 최소 교통량은 1월 또는 2월에 발생하며, 최소 교통량은 최대 교통량의 절반 정도임. 이러한 수치는 스코틀랜드의 경제에서 관광 및 관련 계절 산업의 중요성을 반영함.

산사태에 있어서 가장 중요한 세 곳의 행정 지역은 (1) 아질(Argyll)과 뷰트(Bute), (2) 하이랜드(Highland), 그리고 (3) 퍼스(Perth)와 킨로스(Kinross) 지역임. 이 지역들에 대한 교통량 수치는 1995년과 2010년 사이에 확실히 증가하긴 하였지만 그 추세는 분명하지 않음. 하지만, 1995년의 수치에 대해 교통량의 증가를 분배하여 그래프를 그리면 추세가 보다 명확해짐. 일반적으로, 그 성장 추세는 1995년 이후로 15년간 10%-26% 사이에 있음. 하지만 2008년 이후로는 상당한 감소가 있었는데, 이는 글로벌 경제 위기와 관련이 있는 것처럼 보임. 2000년과 2001년의 감소는 아마도 데이타 표본추출, 수집 및 분석에 사용된 방법론의 변화와 관련이 있을 수 있음.

<그림 1> 세 지역에 대한 교통량 수치
 
주: T = 간선 도로; L = 지역 도로; All = 모든 도로

이러한 추세가 지속될 것이라는 것이 명확하진 않지만, 1995년 수준과 비교하여 2020년, 2050년, 그리고 2080년에 어떤 변화가 있을지를 고려하는 것은 유용함:

- 2020년: 1995년 수준의 1.17-1.43배
- 2050년: 1995년 수준의 1.38-1.95배
- 2080년: 1995년 수준의 1.59-2.46배

유사하게, 2010년을 기준으로 하여 수치를 고려하면:

- 2020년: 2010년 수준의 1.07-1.17배
- 2050년: 2010년 수준의 1.28-1.69배
- 2080년: 2010년 수준의 1.48-2.21배

이러한 성장 수준이 지속된다는 것은 분명하지 않음. 또한, 교통량의 증가는 현재의 경제 상황뿐만 아니라 토지 사용의 패턴과 사람들이 덜 붐비는 지역으로 이동하는 추세와 같은 인자들에 의해서도 영향을 받는다는 것을 분명히 인식할 필요가 있음. 이러한 인자들은 개선된 통신 기술의 개발 및 변화에 의해 영향을 받을 수 있음. 예를 들어, 토지 사용의 변화 패턴을 예측하는 것은 아주 어려움. 현재와 2080년 사이에 70년 동안 이러한 변화의 영향을 추정하는 것은 훨씬 더 어려움. 이러한 기간은 기술적 혁신이 사람들이 생활하고 일하는 방식을 근본적으로 변화시키기에 충분한 시간이기 때문임.
 

기후 변화에 대한 가용한 추정치는 산사태의 발생 빈도와 크기가 미래에 스코틀랜드에서 증가할 것이라고(적어도 겨울철에) 제안하는 경향이 있는 전망을 제시함. 여름철에 대한 전망은 상당히 더 복잡하지만, 한 가지 가능성은 산사태의 빈도가 그 크기를 감소시킬 것이지만 발생했을 때에는 증가할 수 있음.

주요 산사태의 위험은 교통 인프라와 관련이 있음. 기후 변화의 영향이 그 위험을 증가시키고, 위험 요소 및 취약성의 증가는 도로 교통 및 철도 승객의 성장과 맞물려 상승할 가능성이 있다는 것은 명확해 보임. 따라서, 산사태의 위험은 이러한 인자들의 결과로 증가할 수 있음.

이러한 위험에 대한 대응으로써 산사태의 위험을 감소시키기 위한 방안을 파악하고 평가하는 연구와 이중 도로(dual-carriageway)와 같은 조치들이 있음. 실제로, 교통 수준이 상당히 증가한다면 현재 상태의 인프라는 더 이상 충분치 않다고 고려하는 것이 의미가 있음. 네트워크에 대한 접근성 제한이 더 이상 없다면, 산사태 위험을 해결하기 위한 기회를 제공하는 주요 업그레이드가 필요해질 것임.

그러나, 인프라 업그레이드라는 접근방법은 모든 네트워크에서 가용하지 않을 수 있고, 특히 전략적 도로 네트워크를 벗어나서는 가용하지 않을 것임. 예를 들어, 국지화된 위험 완화 계획과 경로 기반의 노출 관리 계획이 필요할 것임.

물론 토지 사용의 변화와 유망 기술의 영향 간의 복잡한 상호작용은 사회가 이러한 인프라를 다루는 방식을 변화시킬 것이고, 그 자체로 산사태 위험에 있는 새로운 인프라를 도입할 수도 있음.