ⓒ www.jadam.kr 2009-08-18

일본 큐슈대학 응용역학연구소, 국립환경연구소, 동경대학 해양연구소 등 공동연구그룹은 전 지구 에어로졸 운송모델(SPRINTARS; Spectral Radiation-Transport Model for Aerosol Species)을 이용한 수치시뮬레이션과 미항공우주국이 2006년 4월에 발사한 위성(CALIPSO; Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation)에 의한 우주로부터의 관측 및 국립환경연구소가 아시아지역에서 실시하고 있는 레이저 레이더(laser radar) 네트워크의 계측결과를 종합적으로 해석하는 시스템을 개발하였다.

이 시스템을 이용하여 2007년 5월 8~9일에 중국 타클라마칸사막에서 발생한 대규모 황사가 상공 8~10km의 대류권 상부(고도 7~10km)까지 이동하여 편서풍에 의해 지구를 일주하는데 약 13일 정도 소요된다는 것을 명확히 밝혔다. SPRINTARS 시뮬레이션에서는 타클라마칸사막에서 이틀 동안 약 800Gg(80만 톤)의 황사가 발생하였으며, 그 중 60%가 대류권 상부로 운송되었다. 대류권 상부에서는 강수에 의해 제거되는 경우가 없기 때문에 대기 중에서 황사의 수명은 길어져 세계를 일주한 후에도 10% 정도는 대기 중에 잔류한다. 이 시뮬레이션 결과는 우주 및 지상 레이저 레이더 계측결과와 잘 일치하였다.

연구그룹은 대류권 상부에 운반된 황사가 빙정핵(nucleus of ice crystal)으로 작용하여 -35℃ 이상의 비교적 높은 온도에서 과포화 수증기의 빙운 형성(비균질핵 형성)을 도와줄 가능성도 제시하였다. 이것은 대기를 가열하는 방향으로 작용하여 대기의 방사 균형에 중요한 역할을 하는 권운(cirrus, 새털구름) 형성에 아시아 기원 황사가 기여한다는 것을 의미한다.

세계를 일주하면서 태평양 및 대서양 중앙부 등의 고영양염 저클로로필(High-Nitrate Low-Chlorophyll) 해역에 부족한 미량 금속성분(철 등)을 공급한다. 이것은 식물성 플랑크톤을 증가시키는 것과 관련이 있어 이 해역의 해양생태계의 활동에 영향을 미칠 가능성을 나타내었다.

아시아지역에서 발생하는 황사의 양은 전세계에 황사 총 발생량의 1/10이지만, 아시아지역에서의 발생은 봄에 집중되어 있다. 발생지역의 복잡한 지형조건에서 발생된 아시아기원 황사가 대류권 상부까지 운송되어 세계를 일주하면서 장기간 체류하는 것은 지금까지 확실히 밝혀진 것은 아니다. 이번 연구성과는 아시아기원 황사가 북반구의 구름, 방사균형, 해양생태 등 여러 분야에 걸쳐 중요한 역할을 한다는 것을 나타내었다.

(그림 1) 5월8~9일에 타클라마칸사막에서 발생된 황사가 세계 일주하는 모습.

HYSPLIT(Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory) 유적선해석(실선)에 의한 매일의 황사 위치를 수치로 나타내고, 전 지구 에어로졸 운송모델 결과(농도)를 색깔로 나타내었다. 황사 궤적은 13일 후(21일)에 출발지점의 북쪽으로 도달하였다. 점선으로 나타낸 두 번째 궤적은 5월 23일에 일본 상공을 넘어 대류권 하부로 강하하였다.

http://www.nies.go.jp/whatsnew/2009/20090716/20090716.html

제공 : kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2009.08.18 17:13

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