북극 위에 '오존 구멍' 생겼다
북극 위에 '오존 구멍' 생겼다
  • 함예솔
  • 승인 2020.04.09 23:50
  • 조회수 4042
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대기질 모니터링하는 코페르니쿠스. 출처:ESA
대기질 모니터링하는 코페르니쿠스. 출처:ESA

ESA에 따르면 과학자들은 코페르니쿠스 센티넬-5P(Copernicus Sentinel-5P) 위성의 데이터를 이용해 북극 상공의 오존 농도가 크게 감소하고 있다는 걸 알아챘습니다. 이 위성은 코로나-19로 전 세계가 멈추자 한반도의 주요 하늘이 맑아졌다는 위성 관측자료를 내놓은 바로 그 위성인데요.

북극 상공의 성층권 온도가 내려가면서 오존 농도를 떨어뜨렸고 오존층에 작은 구멍을 만들었습니다.

 

'오존홀' 남극에만 있는게 아니었어?!

 

성층권에 있는 오존층은 생명체에게 해로운 자외선을 막아주는 기체 층입니다. 오존층이 없다면 자외선은 지표까지 들어와 피부암, 백내장, 혹은 환경 문제를 일으킬 수 있습니다. 일반적으로 흔히 언급되는 오존홀은 남극 대륙에서 주로 매년 가을 발생하는데요. 

 

그런데 지난 몇 주간 독일 항공우주센터(German Aerospace Center, DLR) 과학자들은 북부 극지방에서 오존이 유달리 심하게 고갈되는 걸 발견합니다. 코페르니쿠스 센티넬-5P 위성에 탑재된 환경위성 트로포미(Tropomi)의 데이터를 이용해 대기 중 북극의 오존홀 형태를 모니터링할 수 있었습니다. 

과거 북극 상공에서 가끔 작은 오존홀이 발견되긴 했지만 올해 북극 상공의 이야기는 다릅니다. 

 

그래도 남극 보단 작은 북극의 오존홀

 

독일 항공우주센터의 Diego Loyola는 "올해 북극 상공에서 관측되는 오존홀은 최대 100만 km2까지 확장된다"며 "이는 남극 상공에서 약 3~4개월 간 지속되고 크기는 약 2,000만~2,500만 km2에 달하는 남극의 오존홀보다는 작다"고 말합니다. 

 

두 극지방 모두 겨울 동안 오존 손실이 있었다고 하더라도 북극의 오존 파괴는 남극에 비해 현저히 적은 경향이 있었습니다. 오존홀은 극도로 추운 기온(-80℃ 미만)일 때 혹은 햇빛, 풍역, 프레온가스(CFCs) 같은 물질로 인해 만들어지는데요. 

극 소용돌이(polar vortex). 출처: AdobeStock
극 소용돌이(polar vortex). 출처: AdobeStock

북극의 기온은 보통 남극처럼 낮게 곤두박질 치진 않습니다. 그런데 올해는 북극을 중심으로 흐르는 강력한 바람인 '극 소용돌이(polar vortex)'가 차가운 공기를 가뒀습니다. 참고로 극소용돌이는 북극의 대류권 상층부에서부터 성층권까지에 걸쳐 형성되는 강력한 저기압 소용돌이를 말하는데요. 극권(polar circle) 전역에 영향을 미칠 정도로 크다고 합니다. 

 

극지방의 겨울이 끝날 때쯤, 북극 상공의 햇빛은 유난히 강하게 오존을 고갈시켰는데요. 이에 북극 상공에 오존홀이 생기게 됐습니다. 그래도 보통 남반구에서 관찰되는 오존홀에 비해서는 작다고 하니 참 다행입니다. 

 

Diego Loyola에 따르면 3월 14일 이후 북극 상공의 오존 기둥이 일반적으로 오존홀’로 간주되는 수준으로 줄어들었는데 이는 220 Dobson Units 보다 낮은 수치였다고 합니다. 참고로 돕슨 단위(Dobson Unit)는 표준기압(1기압)과 표준온도(0℃)에서 단위 체적 당 대기권 내의 오존 농도를 오존층의 두께로 변환해 표시하는 단위입니다. 다행인 건 2020년 4월 중순쯤 오존홀은 다시 닫힐 것으로 예상된다고 하는데요. 코페르니쿠스 센티넬-5P 미션의 Claus Zehner는 "트로포미(Tropomi) 총오존측정은 1995년 이후 유럽의 지속적으로 해오던 오존을 모니터링 능력을 우주에서 확장 시키고 있다"며 "이 시기에 우리는 북극 상공에서 이 정도 크기의 오존 구멍이 형성되는 걸 목격하지 못했다"고 전합니다. 

 

2018년 오존층 고갈의 과학적 평가(Scientific Assessment of Ozone Depletion)에 따르면 2000년 이후 오존층은 10년에 1~3% 속도로 회복된 것으로 드러났는데요. 이러한 예상 속도라면 2030년경에는 북반구와 중위도 오존이, 2050년 경에는 남반구의 오존이, 2060년경에는 극지방의 오존이 회복될 것으로 예측된다고 합니다. 

 

한편, 코페르니쿠스 센티넬-5P 위성에 탑재된 환경위성 트로포미(Tropomi)는 매일 전 지구적으로 에어로졸과 구름의 특성을 포함한 다수의 미량 기체를 측정합니다. 대기질 모니터링과 오존 분포의 중요성을 감안해 향후 코페르니쿠스 센터넬-4와 센터넬5 미션은 주요 미량 가스의 질, 성층권의 오존, 에어로졸을 감시할 예정입니다. 또한 EU의 코페르니쿠스 프로그램의 일환으로 이 미션들은 대기의 질, 태양복사 및 기후 모니터링에 대한 정보를 제공할 것이라고 합니다.


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