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지난달 인공강우 미세먼지 제거 못했다…섬에서만 강수 관측돼

중앙일보 2019.02.27 12:00
지난달 25일 실시된 인공강우 실험에서 기상항공기가 경기 남서부 지역 인근 서해 상공에서 '구름 씨앗'인 요오드화은 연소탄 발포를 마치고 이동하고 있다. [사진 기상청 제공=연합뉴스]

지난달 25일 실시된 인공강우 실험에서 기상항공기가 경기 남서부 지역 인근 서해 상공에서 '구름 씨앗'인 요오드화은 연소탄 발포를 마치고 이동하고 있다. [사진 기상청 제공=연합뉴스]

지난달 25일 서해 군산 앞바다에서 실시한 인공강우 실험에서 일부 섬에서는 강우가 미세하게 감지됐던 것으로 나타났다.
 
하지만 내륙에서는 지상 부근의 대기가 건조해 비가 내리지는 않았고, 미세먼지 저감 효과도 없었던 것으로 확인됐다.
 
기상청 국립기상과학원과 환경부 국립환경과학원은 27일 서울 동작구 신대방동 청사에서 합동 브리핑을 통해 지난달 25일 서해 상에서 진행했던 인공강우 실험에 대한 상세 분석 결과를 발표했다.
 
기상연구소와 환경과학원 연구팀은 당시 인공강우 실험에서 기상 항공기와 기상관측선 '기상 1호', 기상 레이더, 모바일 기상관측 차량 등을 활용했다.
 
기상 항공기는 구름 상층부에서 인공강우 물질인 요오드화은(AgI) 연소탄 24발을 터뜨려 구름 씨앗을 뿌리고 구름의 발달과 강수 생성과정을 관측했다.
기상관측선과 모바일 기상관측 차량은 강수 여부와 인공강우 실험에 따른 기상 변화를 관측했다.

 
환경과학원은 해양의 기상관측선과 내륙의 도시 대기 측정소 등에서 미세먼지를 관측하고, 저감 효과를 분석했다.

 
구름 입자 숫자 증가 확인 
인공강우에 따라 발달한 구름 [사진 기상청]

인공강우에 따라 발달한 구름 [사진 기상청]

이날 브리핑에서 주상원 국립기상과학원장은 "인공강우 실험 당시 기상 항공기에 장착된 관측 장비로 구름 내부의 변화를 분석한 결과, 큰 구름과 강수 입자(빗방울)의 수가 증가했고, 기상레이더에는 하층 구름이 발달한 것이 탐지됐다"고 밝혔다.
 
요드화은살포의 영향이 없는 구름과 살포 영향이 있는 구름을 비교했을 때, 지름이 2.5~50㎛(마이크로미터, 1㎛=1000분의 1㎜)인 작은 구름 입자는 ㎥당 354만개에서 586만개로 70% 증가했고, 지름 60~200㎛인 큰 구름 입자는 ㎥당 1101개에서 4배인 4440개로 증가했다.
 
또, 지름 200~6100㎛인 강수 입자는 ㎥당 141개에서 3.4배인 481개로 늘어났다.
주 원장은 "내륙에서는 강우가 감지되지 않았으나, 장산도 등 일부 섬 지역에서는 두 차례 강우가 감지됐다"고 덧붙였다.

 
구름 씨앗 살포지역에서 약 140㎞ 떨어진 장산도에는 오후 1시쯤 구름 씨앗이 도착했다.
오후 1~2시 장산도 지역에서는 상대습도가 70~80%에 이르러 내륙지역 50~60%와 차이를 보였다.
 
기상과학원은 구름 씨앗 살포로 발달한 하층운에서 약하게 강우 현상이 나타났으나, 내륙에서는 지상 부근의 대기가 건조해 낙하는 빗방울이 곧바로 증발했기 때문이라고 설명했다.
장산도에서는 증발이 약해 강수가 감지됐다는 게 기상과학원의 판단이다.
 
선박 고층 기상관측이나 레이더 연직 관측 등에서도 실험 전보다 실험 후에 하층운이 더 발달했음이 확인됐다.
 
초미세먼지 감소는 바람 덕분
미세먼지 저감 효과 분석을 위해 인공강우 실험이 열린 지난달 25일 새벽 기상청의 해양 관측용 선박 '기상1호'가 출항을 준비하고 있다. [사진 기상청 제공]

미세먼지 저감 효과 분석을 위해 인공강우 실험이 열린 지난달 25일 새벽 기상청의 해양 관측용 선박 '기상1호'가 출항을 준비하고 있다. [사진 기상청 제공]

국립환경과학원 측은 이날 "인공강우 영향 예측지역인 전남 영광이나 나주 등 내륙지역에서는 강우가 관측되지 않아 미세먼지 저감 효과는 확인할 수 없다"고 설명했다.
 
실험 시작 직후인 당일 오전 10시~오후 1시 사이에 목표 지역의 초미세먼지 농도가 일시적으로 감소했으나, 이는 바람(풍속 증가) 때문으로 판단됐다.
오후 2시부터는 외부 공기 유입으로 초미세먼지 농도가 다시 증가한 것으로 나타났다는 것이다.
 
선박(기상 1호선) 관측지역에서는 초미세먼지 외부 유입이 사전에 관측됐고, 실험 시작 후(오전 10시~오후 3시)에도 해상의 초미세먼지 농도는 계속 증가했다.
 
환경과학원은 실험 기간 미세먼지 농도가 감소했지만, 풍속의 증가에 의한 것이었고 인공강우 효과로 보기는 어려웠다고 덧붙였다.
 
김종석 기상청장은 "이번 인공강우 실험에서 내륙보다는 상대적으로 어려운 해상 실험에서 인공강우 가능성을 확인했다"며 "미세먼지 저감뿐만 아니라 기후변화 시대에 강수량을 늘리기 위한 기술 개발도 시급한 만큼 지속적인 연구개발로 선진국과의 기술 격차를 줄여나가겠다"고 말했다.
 
서해 먼바다 인공강우 첫 실험
인공강우를 위한 연소탄 살포하는 장면.[사진 기상청]

인공강우를 위한 연소탄 살포하는 장면.[사진 기상청]

지난달 25일 실시한 실험은 서해 먼바다에서 시행한 첫 인공강우 실험이었다.
이번 실험은 기상 항공기 연간 운영비용 19억원 내에서 진행됐으며, 요오드화은 3.6㎏을 살포한 이번 실험에는 약 700만원의 비용이 추가됐다.
 
인공강우는 구름 속에 인위적인 강수 입자를 성장시킬 수 있는 구름 씨앗(인공강우 물질)을 살포해 빗방울을 성장시켜 비가 내리게 하는 기술을 말한다.
 
구름 씨앗으로는 실제 구름 씨앗과 구조가 비슷한 요드화은(AgI)이나 물방울을 결집해 구름 씨앗으로 작용하도록 하는 흡습성 물질(염화나트륨 등)을 사용한다.
 
한편, 이번 실험 전부터 상당수의 전문가는 인공강우로 미세먼지를 제거하는 것에 대해 회의적인 시각을 보였다.
한반도를 비롯한 중국에 고농도 미세먼지가 발생할 때는 고기압 영역에 들기 때문에 인공강우로 비를 내리는 데는 한계가 있지 않겠느냐는 것이다.
 
특히, 시간당 10㎜ 이상, 2시간은 비가 지속해야 미세먼지를 씻어낼 수 있는데, 현재까지 국내에서 진행된 인공강우로는 어렵다는 것이다.
국내에서는 20여 년 전부터 인공강우에 대한 연구가 진행됐지만, 지금까지 비는 1㎜, 눈은 1㎝까지 더 내리도록 하는 게 최고 성과였다.
 
지난 2017년 기상청과 경기도가 함께 인공강우 실험을 9차례 진행했지만, 미세먼지를 제거하는 데 필요한 인공강우의 세기나 지속시간을 확보하는 데는 실패했다.

 
주상원 원장은 "이번 당시에는 기온이나 풍속 등은 최적은 아니었지만 인공강우를 실시할 수 있는 기상조건이었다"며 "서해 상 실험은 처음이어서 이번 실험을 바탕으로 향후 더 적합한 기상 조건을 찾을 수 있을 것"이라고 말했다.
 
 
 
세계 37개국에서 인공강우 프로젝트
인공강우 미세먼지 저감 실험 그래픽 이미지.

인공강우 미세먼지 저감 실험 그래픽 이미지.

기상청은 현재 전 세계 37개국에서는 인공강우와 관련된 150개 이상의 프로젝트가 진행되고 있는 것으로 파악하고 있다.
미국에서는 수자원 확보와 우박 예방 등의 목적으로 인공강우를 활용하고 있으며, 상업화된 기상회사가 관련 기술을 확보해 외국에 진출하고 있다.
 
대표적으로 겨울철 시에라네바다 산맥의 수자원 확보와 적설 증가를 위해 산악 구름을 대상으로 한 기상조절 프로그램을 2006년부터 진행하고 있다.
 
중국은 2008년 베이징 올림픽 개·폐회식 비구름 소산을 위해 인공강우 실험을 진행하는 등 프로그램을 운영하고 있다.
항공기 2대와 대포 50문과 로켓 38대 등을 보유하고 있다.
1932년 세계 최초의 구름 연구소를 설립한 러시아는 70년간 인공강우를 연구해 구름 소산이나 우박 억제 기술 등에서 세계 최고 수준을 유지하고 있다.

 
한국은 미국과 비교해 기술 수준은 73.8%, 기술 격차는 6.8년가량으로 평가되고 있다.
 
일부 기상전문가들은 "그동안 한국은 가뭄이 심할 때 인공강우에 관심을 반짝 보였다가, 가뭄이 지나면 예산을 줄이는 등 지속적인 연구와 투자가 없었다"며 "앞으로는 수자원 확보든, 미세먼지 해결이든 간에 지속적인 투자가 있어야 할 것"이라고 꼬집었다.
 
한편 환경부는 지난 26일 중국 베이징에서 열린 조명래 장관과 리간제 중국 생태환경부 장관의 한·중 환경 장관 회담에서 양국 정부가 미세먼지를 줄일 수 있는 인공강우 기술을 교류하기로 합의했다고 밝혔다.

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강찬수 환경전문기자  kang.chansu@joongang.co.kr
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