아시아에서의 배출과 북미서부의 봄철 오존증가의 연계성

KISTI 『글로벌동향브리핑』 2010-01-22 봄철 북미서부의 오존농도 상승은 일차적으로 태평양으로부터의 동쪽으로의 공기 흐름에 기인한다. 이런 경향은 공기가 아시아에서 기인했을 때 그 영향이 가장 크다. 이런 오존 농도의 상승으로 인해 지표면에서의 오존오염에 대한 미국의 대기오염방지 기준을 만족시키는 것을 어렵게 하고 있다는 새로운 보고서가 발표되었다. 대류권 오존(Tropospheric ozone)은 대부분의 오염물질과 일부 온실가스를 분해하는 산화제인 수산기(hydroxyl radical)의 중요한 보고이다. 그러나 대류권 오존의 높은 농도는 독성이 있으며, 인체와 생태계 생산성에 악영향을 미친다. 최근 미국의 EPA는 더욱 엄격해진 새로운 지표면 오존기준을 제안하였다. 더욱이 대류권 오존 자체가 온실가스로서의 역할을 가지고 있다. 현재 대류권 오존의 대부분은 1800년대 후반 이후 오존 농도의 광범위한 증가에 따른 오존 전구체의 인위적 배출에 따른 결과이다. 현재 동아시아는 가장 빠른 오존 전구체 배출지역으로 봄철 동아시아 오염물질의 대부분은 동쪽으로 흘러 북미의 서부로 향한다. 아시아에서 발생한 오염물질이 오존을 생성한다는 증거에도 불구하고, 1970년대 후반 관측이 시작된 이후로 미국 서부 상공 자유 대류권(free troposphere)에서의 오존농도의 증가에 대해서는 이전의 연구들에서 언급된 바가 없었다고 저자는 밝히고 있다. Nature지 1월 21일자에 게재된 본 논문에서는, 1984년 이후에 기록된 방대한 오존자료를 분석하였다. 봄철 오존에 대한 연구에서 북미 서부의 지표면 상공 2∼5마일 대기층에 초점을 맞추고 있으며, 오존 보호층 아래쪽이지만 인체와 곡물에 해로운 오존과 관련된 스모그를 일으키는 지역보다는 위쪽에 해당한다. 이 중간층 영역의 오존은 북반구 하층대기(lower atmosphere)의 오존농도에 영향을 미친다. 본 연구는 처음으로 항공기, 풍선 등의 다양한 별개의 관측을 통해 수집된 10만 건의 오존관측자료를 수집하여 분석하였다. NOAA(미국 국립해양기상청) 지구시스템연구소의 Cooper 연구팀과 8곳의 연구소가 협동으로 전세계 대기풍에 대한 기록과 정교한 컴퓨터 모델링을 통해 각각의 오존 측정치와 기록 며칠 간의 공기의 흐름패턴을 일치시키는 작업을 수행하였다. 이런 방법을 통해 과학자들은 광범위한 지역의 오존생성 발원지를 추적할 수 있게 된다. 지배적인 공기의 흐름이 남아시아나 동아시아에서 발생했을 때, 오존 측정치가 최대로 증가하는 것이 확인되었다. 공기의 흐름패턴이 아시아에서 직접적으로 유입되지 않을 때에는 오존의 증가속도는 낮게 나타났다. 본 연구에서 봄철 오존 측정값을 사용한 이유는, 이전의 연구들에서 아시아에서의 북미로의 공기의 이동이 봄철에 가장 강하기 때문에 북미의 오존경향에 원거리 오염물질의 영향 가능성을 구별하기 용이함을 보여준 바 있기 때문이다. 오존측정을 위한 연구풍선과 연구항공기를 통해서도 자료를 수집하는데, 오존측정장치를 장착한 상업용 항공기를 활용하여서도 자료를 수집하였다. 수집된 자료는 1994년 유럽의 과학자들에 의해 시작된 MOZAIC 프로그램을 통해 공유된다. 수집된 자료는 1995∼2008년 것이지만, 오존에 대한 자료는 1984년 이후부터 포함하였다. 분석결과에 따르면, 전반적으로 봄철 오존농도는 1995년에서 2008년 사이 14% 정도 급격히 증가하였다. 1984년 이후의 자료를 모두 포함시킨다면 전기간에 걸친 오존농도 증가분은 29%에 달한다. 아시아 등지에서 시작된 오존이 지표면 대기질에 미치는 영향은 추가적인 연구를 필요로 한다. 과학자들은 주기적으로 여러 측정지점에서 지표면 오존농도를 측정할 필요성이 있으며, 서부 해안을 따라 측정을 시행함으로써 유사한 경향이 지표면 대기질에 영향을 미치는 지 파악할 수 있게 될 것이다. 첨부그림> 1984년과 1995∼2008년의 중간 대류권(3∼8km)의 봄철 오존분포와 기단의 발생지역 Resources: O. R. Cooper, et al. (2010) Increasing springtime ozone mixing ratios in the free troposphere over western North America. Nature 463, 344-348 doi: 10.1038/nature08708 Springtime ozone distributions.png 출처 : http://www.greencarcongress.com/2010/01/study-links-springtime-ozone-increases-above-western-north-america-to-emissions-in-asia.html#more