[취재파일] 불청객 스모그…지구를 냉각시킨다

중국이 스모그로 몸살을 앓고 있다. 베이징에는 지난달부터 스모그 적색경보가 두 차례나 내려졌다. 중국을 강타한 스모그는 중국에서 한반도로 바람이 불 때면 언제든지 한반도로 날아온다. 중국발 스모그가 날아오면 한반도는 회색빛으로 변한다. 크리스마스 전날에도 중국발 스모그가 한반도를 훑고 지나가더니, 지난 토요일 또 한 차례 스모그가 한반도를 뒤덮었다.

스모그 적색경보가 내려진 베이징은 가시거리가 떨어지면서 고속도로가 폐쇄되고, 공항에서는 항공기가 이착륙을 할 수 없어 수백편이 결항되기도 한다. 해가 떠 있어도 스모그 때문에 햇빛이 들어오지 못하면서 대낮에도 세상이 컴컴해지는 것이다. 스모그가 햇빛을 다시 우주로 반사시키거나 흡수해 지표면에 도달하지 못하게하면서 나타나는 현상이다.

스모그가 발생하면 햇빛이 차단되는 만큼 햇빛을 이용해 광합성을 하는 식물들은 생장에 문제가 생길 수밖에 없다. 지구 기온도 제대로 올라가지 못한다. 스모그가 극심할 경우 지구 기온이 떨어질 가능성도 배제할 수 없다.

중국 스모그의 주성분은 황산염과 검댕 등 석탄을 비롯한 화석연료가 타면서 배출하는 것이다. 화석연료가 연소되는 과정에서 배출하는 물질이 지구를 냉각시키는 것이다. 화산 폭발 시 배출되는 화산재가 햇빛을 차단해 지구 기온을 떨어뜨리는 것과 같다.

냉전시대 말기에 세계 곳곳에서 동시 다발적으로 핵무기가 폭발하면서 발생하는 먼지와 화재로 인한 연기가 햇빛을 차단해 지구를 냉각시킬 것을 우려한데서 나온 핵겨울(Nuclear winter)이라는 말처럼 지금은 스모그가 지구 기온을 떨어뜨리는 것을 고려해야하는 상황이 됐다. 핵겨울이 아니라 이번에는 스모그 겨울(Smog winter)인 것이다( [취재파일] ‘스모그 겨울’ 참고 ☞바로가기).

스모그 겨울이 닥칠 수있다는 말이 나올 법도 한 것은 스모그가 극심한 지역이 중국만이 아니기 때문이다. 델리를 비롯한 인도 도시들 역시 중국 도시들 못지않게 스모그가 매우 심각한 수준이다( [취재파일]세계에서 대기오염이 가장 심한 도시는 베이징? 참고 ☞바로가기). 2014년 세계보건기구(WHO) 발표에 따르면 세계에서 대기오염이 가장 심한 도시 상위 20곳 가운데 인도의 델리가 1위인 것을 비롯해 인도 도시가 13곳이나 포함돼 있다.

멕시코시티를 비롯한 멕시코 도시들 역시 스모그가 극심하기로 유명하다. 올 겨울 미국 댈러스와 이탈리아에서도 스모그가 하늘을 뒤덮는 일이 나타나고 있다. 이렇게 전 세계 곳곳에서 스모그가 하늘을 뒤덮고 있으면 어떤 일이 벌어질까? 세계 곳곳에서 하늘을 뒤덮고 있는 스모그는 지구로 들어오는 햇빛을 얼마나 차단할까? 지구를 냉각시키는 효과는 어느 정도나 될까?

미국 항공우주국(NASA) 연구팀이 온실가스 뿐 아니라 인간 활동으로 인해 배출되는 에어로졸, 오존, 화산활동, 산림훼손으로 인한 지표 변화 등 각각의 요소가 산업혁명 이전인 1850년부터 지금까지 지구 평균기온에 어떤 영향을 미쳤는지 산출하는 실험을 했다(Marvel et al., 2015). 각각의 요소가 지금까지 지구 평균 기온에 미친 영향을 바탕으로 앞으로 지구 기온이 어떻게 변할 것인지 보다 정확하게 예측을 하기 위해서다. 인간 활동으로 배출되는 대표적인 물질 에어로졸은 황산염이나 검댕처럼 주로 화석연료가 탈 때 배출되는 물질로 스모그의 주성분이다.

실험결과 온실가스와 오존은 지구를 뜨겁게 하는 반면 스모그 같은 에어로졸이나 화산폭발, 산림훼손으로 드러나는 맨땅은 지구를 냉각시키는 효과가 있는 것으로 나타났다. 대표적으로 지구를 뜨겁게 하는 물질은 온실가스, 대표적으로 지구를 냉각시키는 물질은 에어로졸이었다. 에어로졸이 지구를 냉각시키는 정도는 온실가스가 지구를 뜨겁게 하는 양의 30% 정도를 상쇄할 수 있는 수준인 것으로 나타났다.

예를 들면 지난 1880년부터 2012년까지 133년 동안 지구 평균 기온은 0.85도 상승 했는데 단순히 온실가스의 지구 가열 효과만 고려할 경우 같은 기간 동안 지구의 평균기온은 1도 이상 상승했어야 한다. 하지만 스모그 같은 에어로졸이 지구를 냉각시키면서 지구의 평균 기온이 0.85도 상승하는데 그쳤다는 것이다.

에어로졸이 지구를 냉각시키는 효과는 중국이나 인도처럼 스모그가 극심한 북반구 지역에서 더욱더 크게 나타날 수밖에 없다. 모두가 스모그가 사라지기를 원하지만 스모그가 사라질 경우 스모그가 지구를 냉각시키는 효과 또한 사라지면서 지구는 더욱더 빠르게 뜨거워질 가능성이 높은 것이다.

지금까지 기후변화 연구에서 화석연료를 다룰때는 화석연료가 연소되면서 배출하는 온실가스에 초점이 맞춰져 있었다. 산림이 훼손되는 경우도 산림이 흡수하던 온실가스가 줄어들면서 지구온난화를 가속화시키는 쪽만 부각시켰지 산림이 훼손된 다음 드러난 맨땅이 햇빛을 반사하는 효과에 대해서는 별 관심이 없었다.

하지만 연구팀이 주목한 것은 스모그나 산림이 훼손됐을 때 드러나는 맨땅의 역할이다. 스모그나 맨땅이 햇빛을 반사시켜 지구를 냉각시키는 정도를 정확하게 알아야 지구온난화로 인한 지구 평균기온 상승 또한 정확하게 산출할 수 있기 때문이다.

물론 스모그가 햇빛을 차단해 지구온난화를 억제하는 역할을 한다고 해서 화석연료 사용을 늘리고 스모그를 더욱 짙게 만든다는 것은 말이 안 되는 얘기다. 지구온난화를 막는 효과가 있다고 산림을 훼손하는 것 또한 말이 안 된다. 다만 스모그나 맨땅이 지구를 냉각시키는 효과가 분명히 있기 때문에 지구온난화를 정확하게 예측하기 위해서는 현재로서는 반드시 이들의 영향을 고려해야 하는 상황이 된 것이다.

이제는 화력발전소 굴뚝에서 나오는 매연도 온실가스 배출로 인한 지구온난화 차원에서만 볼 것이 아니라 매연에 들어있는 오염물질이 지구를 냉각시키는 역할을 한다는 사실까지도 고려해야 한다는 뜻이다. 연구팀이 연구를 한 이유가 여기에 있다.

하지만 스모그가 지구온난화를 억제하는 효과는 길어야 수십 년 아무리 길어도 100년을 넘지 못할 것이다. 화석연료가 고갈되거나 친환경에너지로 대체될 수 있고, 과학기술이 스모그 문제를 해결할 가능성도 있기 때문이다.

한가지 고려할 사항은 현재 스모그의 영향이 무시할 수 없을 정도로 큰 것은 사실이지만, 스모그가 지구온난화에 미치는 영향은 일시적이라는 것이다. 반면에 화석연료 사용으로 배출되는 온실가스나 산림훼손으로 산림에 흡수되지 못하고 대기 중을 떠도는 온실가스가 지구온난화에 미치는 영향은 수십 년, 수백 년, 길게는 수천 년까지도 지속될 수 있다.

<참고문헌>

* [취재파일]스모그 겨울(Smog winter)
   //news.sbs.co.kr/news/endPage.do?news_id=N1002448988&oaid=N1003333748&plink=TEXT&cooper=SBSNEWSEND
* [취재파일]세계에서 대기오염이 가장 심한 도시는 베이징?
   //news.sbs.co.kr/news/endPage.do?news_id=N1003310210&oaid=N1003333748&plink=TEXT&cooper=SBSNEWSEND

* Kate Marvel, Gavin A. Schmidt, Ron L. Miller, Larissa S. Nazarenko.2015: Implications for climate sensitivity from the response to individual forcings. Nature Climate Change, DOI:10.1038/nclimate2888