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美 연구팀, 인공강우의 돌파구 마련
등록일 : 2017-06-30 16:00 | 최종 승인 : 2017-06-30 16:00
유세비

[리서치페이퍼=유세비 기자] 미 대기과학 연구팀이 기상을 조절할 수 있는 돌파구를 마련해 머지않아 극심한 가뭄 등의 기후로 어려움을 겪는 지역에 사람의 힘으로 비를 내릴 수 있을 전망이다. 클라우드 시딩(Cloud seeding, 인공강우)은 구름에서 떨어지는 강수의 양과 형태를 변화시키는 기상 조절의 한 방법이다. 공기 중으로 구름 응결 또는 빙정핵으로써 작용하는 물질을 확산시켜 구름 안에서 미시물리학 과정을 변화시키는 원리이다.

올해 초 연구팀은 네 번의 시도 후에 원하던 결과를 찾을 수 있었다. 대기 과학자와 기상학자, 학생들로 구성된 연구팀이 아이다호의 스네이크 강 유역에 모였다. 강 유역은 로키 산맥 사이에서 자리잡은 곳으로 말편자 형태로 함몰된 형태를 띠고 있다.

구름이 완벽한 양의 과냉각 습기를 함유하고 있고 적당한 고도에 이상적인 온도까지 맞춘 날씨가 적당한 어느 날, 연구팀은 비행기를 타고 실험을 할 수 있는 장소로 이 곳을 선택했다. 그들은 적당한 구름 중앙을 가로질러 눈을 추가로 만들 수 있는지 확인한 후 요오드화은을 떨어뜨렸다. 인공 강우 연구는 약 70년 째 자리를 잡아가고 있지만, 연구가 제대로 되고 있는지 그리고 얼마나 진행됐는지 입증할 만한 증거가 불충분한 상태였다.

과연 이 방법으로 눈을 만드는 것이 가능한가?

아이다호 연구팀의 임무는 클라우드 시딩이 강설에 효과적인지 입증하는 것이었다. 일리노이 대학교 대기과학 교수 밥 라우버 (Bob Rauber)는 "이 문제는 제기된 이후부터 지금까지도 해답을 알지 못하고 있다. 확인할 수 있는 방법이 없기 때문이다"고 말했다.

2017년 1월 19일, 다섯 번째 연구가 시도됐다. 와이오밍 대학교 대기과학 조교수 제프 프렌치 (Jeff French)는 소규모 프로펠러기에 올랐다. 조종사는 프렌치 조교수를 1만 4,000 피트 높이의 고도로 데리고 올라갔다. 그리고 1만 2,000피트 높이에서 화씨 5 – 14 도 온도의 과냉각 액체를 뿌릴 구름이 있는 최적의 장소를 발견했다.

프렌치 조교수가 탑승했던 비행기는 수증기, 바람, 온도, 기압 등을 측정할 수 있는 여러 기기를 장착했다. 그리고 측정 내용을 기내에 설치된 컴퓨터 프로세서로 바로 판독할 수 있게 만들었다.

이와 동시에 1,000 피트 상공에 있는 또 다른 비행기가 요오드화은을 떨어뜨린 후 산악 위로 눈이 내리면 실험을 성공을 거둔 것이다. 프렌치 조교수는 비행기를 타고 구름 주변을 돌아다녔지만 아무 것도 확인할 수 없었다. 그러나 기기가 곧 변화를 감지했다. 빙정이 형성되고 있는 것을 의미하는 반사율이 상승한 것이다. 그리고 곧 기상이 변화했으며 은색 화학 물질이 떨어진 곳에 실제로 눈이 내린 것을 확인할 수 있었다. 멀리 떨어진 산에 설치한 두 대의 레이더도 상공에서 실시한 것과 동일한 내용을 측정했다. 그리고 그 중 한 대는 눈이 실제로 내린 것을 측정할 수 있었다.

과학자들에게 인위적으로 기상을 조절할 수 있다는 것은 쾌거이다. 이번 실험에서 강수에 영향을 줄 수 있는 산악 지형이 중요한 역할을 했다. 공기가 산 방향으로 다가가면 지형을 따라 올라가게 되고 이는 공기가 빠른 속도로 냉각되는 한편 '산악지형구름'으로 응집하기 때문이다.

빙정이 가스나 먼지와 유사한 작은 입자로 자라면서 구름 내부에서 자연스럽게 눈송이가 형성된 것이다. 과학자들은 이를 핵이라고 명명한다. 요오드화은을 사용한 이유는 과냉각 액체가 서로 충돌하게 되면 온도가 화씨 21도 아래로 떨어져 물이 바로 얼게 되기 때문이다.

가뭄으로 건조한 지역과 스키 리조트가 세워진 지역은 정기적으로 하늘에 요오드화은을 뿌려 기상을 조절할 수 있게 됐지만, 이 과정에는 수 백만 달러의 금액이 발생한다. 따라서 과학계는 그 실효성에 의문이 든다고 입을 모으고 있다.

미 해양대기관리처와 콜로라도대학 간의 협력 기관인 환경과학연구협력기구(CIRES)는 클라우드 시딩이 실제로 작용하는 것을 입증했다. 10년 동안 연구를 진행한 후 148페이지 분량의 보고서를 발표했다. 그들은 "겨울철 산악 장벽 위의 눈이 쌓인 들판을 인공적인 방법을 사용해 강화할 수 있다"고 결론 내렸다. 그러나 이 후 저자들은 "겨울철 지형적 구름을 조절해 강설량을 증가할 수 있다는 것을 증명할 수 있는 과학적 연구는 없다. 다시 말해 과학계가 수십 년 동안 찾아온 '증거'는 여전히 수중에 없다는 의미한다"고 말을 바꿨다.

하지만 아이다호 연구팀은 이번 실험을 통해 상당한 돌파구를 마련했다. 그들은 실험을 통해 눈을 형성할 수 있다는 세 가지 사례를 보여주는 온라인 보고서를 발표했다. 라우버 교수는 "인공강우는 오해의 여지가 없는 분명한 것이다"고 말했다.

그러나 연구팀이 아직 데이터를 완전히 분석하지 못했다는 것은 유의해야 한다. 동료 학자들도 그들의 연구 결과를 검토하지 않았으며, 연구팀의 보고서는 학술 저널에서 발표되지 않았다. 앞으로 연구팀에게 남은 과제는 클라우드 시딩의 작용 원리를 정확하게 보여주는 일이다.

[리서치페이퍼=유세비 기자]
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