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환경과학원-NASA, 한반도 미세입자 첫 공동관측

전국 21개지역 첨단장비로 ‘에어로졸’ 등
일본 미국보다 광학두께로 35~50% 높아

태양 복사에너지를 이용해 기후변화 유발의 대기오염 물질인 미세입자 ‘에어로졸’의 관측과 분포도 파악이 가능하게 됐다.

14일 환경부 산하 국립환경과학원(원장 박석순, 이하 ‘과학원’)에 따르면, 국내 최초로 미국 NASA와 함께 전국에 매우 조밀한 관측망을 설치하고, 태양 복사에너지를 이용해 에어로졸을 광학두께로 수치화해 관측․분석한 결과를 발표했다.

에어로졸(Aerosol)은 대기 중 떠다니는 고체 또는 액체상의 입자상 물질을 총칭한다.

   
 
대기 중의 에어로졸에 의해 가시광선 영역의 빛이 얼마나 산란 또는 흡수되는지를 나타내는 지수로 대기 중에 에어로졸이 많이 존재할수록 높은 값을 나타낸다.
 
광학 두께가 0.7일 경우, 태양빛의 절반만이 오염지역을 투과하는 정도로 볼 수 있다.

이번 연구는 미국 항공우주국(이하, ‘NASA’)과 공동으로 추진한 ‘DRACON-NE(North-East) Asia 2012 캠페인’으로 광화학 첨단장비인 썬포토미터(Sun Photometer)를 서울 등 수도권을 비롯한 백령도, 부산, 목포, 강릉 등 전국 21개 지역에 배치, 3개월(2012년 3~5월)에 걸쳐 측정한 결과를 분석하는 방식으로 실시됐다.

‘DRACON-NE Asia 2012 캠페인’은 NASA가 2011년 미국 워싱턴에서 실시한 ‘DRAGON-US 2011 캠페인’을 확대, 두 번째 목표지점으로 동북아 지역을 잡고 실시한 것이다. 

썬포토미터(Sun Photometer)는 광센서로 태양 복사에너지를 이용, 대기 중 미세입자인 에어로졸을 광학두께로 측정, 관측하는 장비의 일종이다.

연구 결과에 따르면, 우리나라의 평균 에어로졸 광학두께는 0.49이며, 지역별로는 서울이 평균 0.53으로 가장 높았고, 백령도가 0.40으로 가장 낮았다.

이는 미세입자인 에어로졸이 섬보다 대기오염이 심한 도시에 많아 태양 복사량을 높이는데 방해한 것으로 해석된다.

에어로졸 입자크기는 자동차 매연, 굴뚝 연기 등 인위적으로 생성된 오염물질이 많을 때는 입자 직경이 초미세먼지(PM2.5)보다 작으며, 황사 등과 같이 자연적으로 생성된 것이 많으면 이보다 크다.

또한, 국내 평균치 0.49는 일본의 교토 0.36, 미국의 워싱턴 0.32에 비해 각각 35%, 50% 정도 높은 것으로 나타났다.

이에 따라 일본이나 미국에 비해 우리나라 상공에 에어로졸이 더 많은 것으로 분석됐다. 
이와 더불어 관측기간 중 2012년 4월27일에 한반도로 황사가 유입된 사례를 분석해본 결과, 에어로졸 광학두께의 일변화를 통해 강한 편서풍을 타고 서해안(오전 11시경 인천 경서동)으로 유입된 황사가 전국으로 확산된 후 동해안(오후 4시경 강원도 강릉)으로 빠져 나간 것이 확인됐다. 

광학두께는 대기 중 에어로졸에 의한 빛의 산란․흡수정도를 태양광 센서가 탑재된 썬포토미터로 태양을 따라가면서 측정하며 이는 지수로 나타낸다.
   
 
청정지역은 0.02, 대기오염도가 높은 중국 베이징은 대략 0.8 수준이고, 황사나 산불 등이 발생해 에어로졸 분포가 높은 지역은 3~5 수준이다. 

국내 미세입자 측정․분석 자료는 미국 NASA에서 구축한 홈페이지(http://aeronet.gsfc.nasa.gov, 이하 ‘에어로넷’)에서 국가별로 비교할 수 있으며, 이를 통해 국제적인 대기오염 정도도 파악할 수 있다.

NASA는 에어로넷에서 관련 데이터를 확인하도록 했으며, 보다 엄격한 품질관리를 통해 가입국에게 사용할 수 있게 하고 있다.

에어로넷에는 세계 240여개 지역이 등록돼 있으며, 우리나라는 2010년 3월에 등록해 자료를 공유하고 있다.

국립환경과학원 대기환경연구과의 관계자는 “향후에도 NASA와 공동으로 백령도의 서해안부터 서울, 부산, 광주 및 동해안 강릉에 이르기까지 주요 지역의 광학두께를 측정해 중국으로부터 장거리 이동돼 오는 에어로졸 입자를 지속적으로 감시할 예정”이라고 밝혔다.
<권병창 기자/사진=환경과학원 제공>
 

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