ⓒ www.jadam.kr 2013-01-21

최근 NASA의 연구 결과에 따르면, 통념과 다르게, 전세계 사막에서 일상적으로 발생하는 먼지(dust)가 심각한 국지적 온난화 효과를 유발한다.

2008년 4월, 대기과학 연구진은 중국 타클라마칸 사막과 고비 사막 사이의 반건조기후 지역인 장예(Zhangye)에 캠프를 설치하고, 공기로 운반되는 먼지 입자를 측정하기 위해 트레일러 위 이동식 연구실과 측정 장치를 준비하였다. 연구진은 5월 초 맞다은 두 개의 사막에서 발생한 거대한 먼지 구름이 캠프 상공 위를 검게 뒤덮는 순간을 장치를 통해 관찰하였다.

이러한 에어로졸 입자의 미네랄 성상과 입사광의 파장 분포을 통해 먼지 입자가 복사선을 반사하여 지역 대기를 냉각시키는지, 아니면 복사선을 흡수하여 지역 대기를 온난화시키는지, 또는 두 가지 반응이 동시에 일어나는지를 확인할 수 있다. 과학자들은 가시 파장을 통해 먼지의 일차적인 효과인 반사 및 냉각효과를 밝혔으나, 적외선 파장 흡수에 의한 온난화 효과에 대한 영향은 불확실성이 높아 이에 대한 명확한 해석을 내지 못하였다.

메릴랜드 대학과 NASA의 고더드 우주 비행 센터(NASA`s Goddard Space Flight Center)의 Richard Hansell은 그의 동료들과 함께, 중국에서 수집한 지표기반 센서 데이터를 컴퓨터 모델을 통해 해석하였으며, 가시광선과 적외선 에너지 간의 상관관계를 정량하는데 성공하였다. 현장 실험의 분석 결과, 기존에 알려진 사막먼지의 냉각효과가 국지적 온난화 효과에 의해 50% 가량 상쇄되는 것으로 나타났다. 이는 "지구물리학 연구, 대기학(Journal of Geophysical Research, Atmospheres)" 지 최신호에 실렸으며, 먼지가 대기 중 수분량 변동과 지구 지표 온도에 어떻게 영향을 미치는지를 이해하는데 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 보인다. 본 연구결과는 에어로졸 형태의 먼지가 공공보건과 가시성 외에도 기후에 미치는 영향의 정성 및 정량적 효과에 대한 의문을 해결하는 실마리를 제공할 수 있을 것으로 보인다. 단, 본 연구의 결과는 사막먼지의 국지적 물리화학적 성질에 한정된다.

Hansell은 이번 연구결과에 대해 다음과 같이 설명하였다. “위성을 통해 우주에서 보는 사막먼지의 공간적 범위는 정말 멋지다. 여러분은 이를 통해 거대한 먼지구름이 사막에서 생성되어 전 지구적으로 어떻게 전달되는 것을 볼 수 있다. 하지만 우리는 지표 기반의 관점을 통해 먼지가 복사선, 특시 적외선과 어떻게 구체적으로 상호 반응하는지를 살펴보았다.” 이번 현장 데이터 수집과 해석은 NASA의 SMARTLabs(Surface-based Mobile Atmospheric Research & Testbed Laboratories)를 통해 이루어졌다.

태양광은 일차적으로 짧은 가시 파장으로 이루어져 있다. 태양광의 단파가 지구 대기에 도달하여 먼지 입자가 만나면, 일부 에너지는 우주로 다시 반사된다. 냉각 효과는 이러한 먼지의 반사 효과로 인해 지구 표면까지 충분한 태양에너지가 도달하지 못하기 때문에 발생하게 된다. 반면, 지구에서 방출되는 비가시 파장인 적외선은 대기 중 먼지에 의해 다시 흡수되어 지구 온난화에 기여하게 된다. 이러한 과정은 입자 크기, 조성, 광학 특성 및 입자와 대기 간 에너지 이동 영향 인자에 영향을 받는다. 연기와 같은 작은 입자에 비해 큰 입자인 먼지가 장파 복사선을 더욱 효율적으로 흡수하였으며, 먼지 구성성분 중에서는 규산염과 점토 같은 미네랄이 다른 성분에 비해 장파 복사선 흡수에 더 용이한 것으로 나타났다.

Hansell 연구진은 컴퓨터 모델을 통해 “직접적인 에어로졸 복사 효과(Direct Aerosol Radiative Effect, DARE)”를 설명하였다. 장예 지역의 경우, 단위면적당(㎡) 2.3-20W의 복사선이 측정되었으며, 이에 의한 온난화 효과가 단파에 의한 냉각효과를 50% 가량 상쇄시키는 것으로 나타났다. 반면, 온실 가스에 의한 온난화 영향은 복사선이 단위면적(㎡)당 약 2 W 수준이다. 단, 온실 가스의 영향은 전 지구적이지만, 먼지에 의한 온난화 효과는 국지적으로 작용한다. Hansell은 “먼지에 의한 장파 복사선 영향이 우리가 예상하였던 것보다 매우 크다”며 기존에 알려진 먼지의 대기 기후의 역할에 대해 재평가가 이루어져야 한다고 강조하였다.

출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

원문: http://www.sciencedaily.com/releases/2012/10/121031214248.htm

제공:kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2013.01.21 19:50

<저작권자 © 자닮, 무단 전재 및 재배포 금지>

#kisti