극지연, 북극 브라운카본 '빛 흡수' 변화 과정 최초 규명

(서울=뉴스1) 백승철 기자 = 북극 대기 속에 떠돌며 기후 변화를 유발하는 '브라운카본'의 광화학적 변화와 기후 효과가 1년간의 관측을 통해 최초로 정량 규명됐다.

극지연구소(소장 신형철)는 북극 대기 중 기후모델의 대표적 불확실 요인이었던 '브라운카본(Brown Carbon)'의 빛 흡수 변화 과정을 현장 실측으로 정량화해 기후변화 예측의 정확도를 한층 높일 발판을 마련했다고 1일 밝혔다.

극지연구소 박지연 박사 연구팀은 2022년 5월부터 1년간 북극다산과학기지에서 대기 중에 떠도는 미세한 액체·고체 입자인 '에어로졸(Aerosol)' 필터 시료를 포집해 분석했다. 혹독한 북극 환경에서 이뤄진 이례적인 장기 관측 성과다.

분석 결과에 따르면, 에어로졸 성분 중 검은 그을음인 '블랙카본(Black Carbon)'과 갈색 물질인 '브라운카본'은 햇빛을 반사해 지구를 식히는 에어로졸 본래의 냉각 효과를 방해하고 열을 흡수한다. 특히 브라운카본은 대기 이동 중 빛과 반응해 흡수 특성이 계속 변하는 광화학 반응을 일으켜 정확한 기후 영향 측정이 어려웠다.

연구팀은 북극 브라운카본의 연평균 빛 흡수도가 블랙카본의 약 15% 수준임을 최초로 규명했다. 실제로 이 같은 흡수 특성을 '기후모델(지구 기후변화를 컴퓨터 시뮬레이션으로 분석·예측하는 기술)'에 반영하면 에어로졸의 냉각 효과가 알려진 것보다 낮아질 수 있음을 의미한다. 주로 겨울과 이른 봄철 중위도에서 유입된 오염물질이 지대한 영향을 미쳤다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 극지환경연구개발사업의 지원을 받아 수행됐으며, 국제 학술지 'Journal of Hazardous Materials'에 게재됐다.

신형철 극지연구소 소장은 "이번 연구를 계기로 남·북극과 아라온호를 아우르는 극지 관측망을 전방위적으로 가동해 기후변화 대응을 위한 과학적 근거를 빈틈없이 확보하겠다"고 말했다.

한편 에어로졸(Aerosol)은 대기 중에 떠도는 수~수십 마이크로미터 이하의 미세한 액체 혹은 고체 입자다. 본래는 햇빛을 반사해 지구 온도를 낮추는 냉각판 역할을 수행한다.

블랙카본(Black Carbon)은 에어로졸을 구성하는 성분 중 하나로, 대기 중에 발생하는 검은 '그을음'을 뜻한다. 햇빛을 반사하는 대신 강력하게 흡수해 에어로졸 고유의 지구 냉각 효과를 반감시킨다.

브라운카본(Brown Carbon)은 블랙카본과 마찬가지로 햇빛을 흡수해 온난화를 유발하는 갈색 물질이다. 대기 중 이동하는 과정에서 빛과 끊임없이 광화학 반응을 일으키며 빛 흡수 특성이 계속해서 변하는 성질을 지녔다.

기후모델(Climate Model)은 대기 성분 변화나 기후 요소를 종합하여 미래 지구 기후변화를 컴퓨터 시뮬레이션으로 정밀 분석하고 예측하는 공학적 모델이다.

bsc9@news1.kr