환경공학부 민승기 교수팀, 해들리순환 팽창 원인 밝혀

우리가 살고 있는 지구 속 생태계는 지구 전역의 대기의 순환에 따라 유지되고 있다. 그리고 급격한 기후변화는 생태계의 혼란은 물론, 우리 삶에도 큰 영향을 미치고 있다.

특히 지구의 대기 대순환을 주도하고 있는 ‘해들리순환(Hadley cell)’이 확대되면서 지구 기후의 급격한 변동이 예상되고 있다.

이러한 변화에 대해 누구나 인간의 무분별한 활동들이 영향을 미치고 있다고 알고 있기는 하지만, 추측만 할 뿐 실제로 인간의 활동이 어떤 영향을 미치고 있는지는 증명해내지 못했다.

포스텍(포항공대, 총장 김도연) 환경공학부 민승기 교수팀은 저위도지역에서 나타나는 해들리순환의 팽창 원인이 인간이 생성해 배출한 ‘프레온가스’로 불리는 염화불화탄소 등의 오존층 파괴물질이라는 점을 처음으로 밝혀내는데 성공했다.

특히 남반구 지역에서의 해들리 순환 확장을 연구한 이 성과는 미국지구물리학회(American Geophysical Union, AGU)에서 주요 논문으로 선정해 소개하며 학계의 관심을 모으고 있다.

해들리순환은 저위도지방에서 일어나는 강력한 연직 순환으로 적도 부근에서 가열된 대기가 대류활동으로 상승하면서 발생한다.

이 순환은 지구 전체의 열과 물의 순환을 주도하며 지역별 기후대를 결정하는 매우 중요한 역할을 한다. 상승기류가 나타나는 적도부근은 강수대가 위치하고, 하강기류가 나타나는 아열대 중위도에는 건조기후대가 형성되는데 해들리 순환의 바깥 경계선에 해당된다.

최근 이 해들리 순환의 경계선이 점차 극쪽으로 이동함에 따라 건조지역의 확장이 확인되고 있다.

연구팀은 이러한 해들리순환의 변화가 인간활동에 의한 것인지, 아니면 지구의 자연 변동에 의한 것인지에 관심을 가졌다.

연구팀은 1979년부터 2009년까지 30년 간 남반구의 여름에 나타난 해들리순환의 경계 변화 원인을 관측과 모델을 비교하여 분석했다. 그 결과 해들리순환의 경계는 대서양과 인도양 지역에서 극쪽으로 확장됐고, 이러한 팽창은 인간의 영향, 즉 인간이 배출한 염화불화탄소가 성층권의 오존을 감소시키면서 일어났다는 것을 밝혀냈다.

이는 인간 활동이 지역규모의 대기 순환에도 영향을 미치고 있음을 처음으로 제시한 연구이며, 또한 남반구의 기후변화에서 성층권 오존감소가 중요한 요인임을 다시 한 번 확인한 성과로 학계의 주목을 받고 있다.

1987년 몬트리올 의정서 체결 이후 염화불화탄소의 사용이 규제되면서 성층권 오존은 향후 수십 년에 걸쳐 점차 회복될 것으로 전망된다. 연구팀은 앞으로 미래의 해들리순환과 그에 따른 기후변화에 대해서 연구할 계획이다.

한편, 기상씨앗(SEE-AT) 기술개발사업의 지원으로 수행된 이 연구는 서울대 연구팀과 공동으로 수행됐으며, 미국지구물리학회가 발간하는 지구물리학연구지(Geophysical Research Letters)에 게재됐다.

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