September 16,2019

비행기 구름이 지구를 뜨겁게 한다

지구가 흡수하는 에너지 높여 온난화 초래

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항공 산업은 오랫동안 환경에 나쁜 영향을 미치고 기후 온난화를 부추기는 탄소를 배출한다고 비난을 받아왔다. 그러나 새 연구에 따르면 환경에 나쁜 영향을 미치는 부산물이 더 있는 것으로 나타났다.

비행기가 하늘을 가로지르며 그려대는 흰색 항공운(비행기 구름)이 훨씬 더 큰 온난화 효과를 일으키고 있으며, 2050년에는 그 효과가 3 배로 증가할 것이라고 과학자들이 분석했다.

항공운이 기후에 미치는 영향은 항공산업이 방출하는 모든 이산화탄소보다 대기 온난화에 더 많은 기여를 했음에도 불구하고, 항공기 배출량을 상쇄하기 위한 국제적인 계획에서 대부분 무시되어 왔다.

항공운이 만들어내는 새털구름은 지구의 구름을 변화시킨다. 이것은 ‘복사강제력’(radiative forcing)이라 불리는, 지구가 흡수하는 에너지를 높여서 지구 온난화를 초래한다.

항공운의 지구온난화 효과 3배로 늘어날 듯

이 복사강제력이 클수록 기후 영향이 더 크다. 2005년에 항공 교통은 모든 인공 복사 강제력의 약 5%를 차지했고, 항공운은 항공기의 기후 영향에 가장 큰 기여를 했다.

보잉 747여객기가 1만1,000미터 상공에서 내뿜는 항공운 ⓒ 위키피디아

보잉 747여객기가 1만 1000미터 상공에서 내뿜는 항공운 ⓒ 위키피디아

독일 항공우주센터(DLR)의 리사 보크(Lisa Bock) 연구원은  ‘대기 화학 및 물리학’(Atmospheric Chemistry and Physics) 저널에 발표한 논문에서 항공운이 기후온난화에 미치는 영향을 처음으로 분석했다.

논문의 주저자인 보크는 “항공운과 같이 이산화탄소가 아닌 물질의 배출량이 기후에 미치는 영향을 인식하고, 배출권 거래 시스템이나 계획을 세울 때 그러한 영향을 고려하는 것이 중요하다”고 말했다.

2020년부터 항공 교통 탄소 배출량을 상쇄하려는 유엔의 계획인 코시아(Corsia) 협정은 항공산업에서 이산화탄소가 아닌 물질이 미치는 기후 영향을 무시한다. 이번 연구는 이산화탄소가 아닌 물질이 미치는 기후 영향을 무시할 수 없다는 것을 보여준 셈이다.

비행기는 차가운 공기 속에서 높이 솟으면서 하얗고 긴 구름인 항공운을 만들어낸다. 비행기 배기가스에서 나오는 그을음 주위로 수증기가 빠르게 응축되어 얼면서 새털구름을 형성하는 것이다.

이 고공행진 구름은 너무 얇아서 햇빛을 많이 반사하는 것은 아니지만, 그 안에 있는 얼음 결정체는 열을 가두어 놓을 수 있다. 순냉각 효과가 있는 낮은 구름과는 달리, 이러한 항공운 구름은 기후를 따뜻하게 한다.

한편 지난 2011년 연구에 따르면, 항공운은 항공산업이 태동한 이후 항공기에 의해 생성된 모든 이산화탄소보다 대기 온난화에 더 많은 기여를 한 것으로 나타났다.

이러한 영향은 항공 교통이 발전하고 더 많은 항공기가 하늘을 날게 되면서 더욱 악화될 것으로 예측된다. 일부 추정치는 전 세계 항공 교통량이 2050년까지 4배로 증가할 것이라고 말한다.

2011년 연구 연구에 참여했던 율리케 부르크하르트(Ulrike Burkhardt)는 항공운이 미래 기후에 어떤 영향을 미칠 수 있는지를 연구했다.

그녀는 동료들과 함께 처음으로 자연 구름과는 별개로 항공운에 대한 새로운 대기 모델을 만들었다. 이 모델은 항공운의 형성에서부터 다른 대기와 어떻게 상호작용하는지에 대한 영향과 특성을 모델링 할 수 있게 해준다.

연구원들은 정확한 항공 데이터를 가지고 있는 2006년에 항공운의 효과를 모델링했다. 그리고 미래 항공 교통과 탄소배출량 예측을 고려하여, 2050년의 항공운의 효과를 모형화했다.

연구팀은 2006년에서 2050년 사이 항공운에 의한 온난화 효과가 3배나 증가할 것이라고 발표했다.

항공산업 규제 항목에 항공운 포함시켜야

연구원들은 비행기 그을음 배기가스가 50% 감소하는 2050년의 또 다른 시나리오를 예측해도 항공운의 대기 온난화 효과가 15% 에 불과하다고 발표했다.

부르크하르트는 청정 항공기 연료의 도움으로 그을음 배출량이 90% 감소하더라도 항공운의 기후 영향을 2006년 수준으로 되돌리지는 못할 것이라고 덧붙였다.  결국 더 가능성 있는 시나리오는 그을음과 항공운에 의한 온난화 효과는 계속 악화되는 것이다.

독일 바이에른 주 뷔르츠부르크에서 찍은 사진. 비행기가 만든 항공운(오른쪽)과 평소 하늘(왼쪽)이 크게 비교된다. ⓒ 위키피디아

독일 바이에른 주 뷔르츠부르크에서 찍은 사진. 비행기가 만든 항공운(오른쪽)과 평소 하늘(왼쪽)이 크게 비교된다. ⓒ 위키피디아

그럼에도 불구하고 대부분의 항공 규제와 오염 감소 계획은 이산화탄소 배출 이외의 다른 물질에 의한 기후 영향을 고려하지 않는다.

이에 연구원들은 기후 영향 예측의 불확실성을 고려할 때, 전반적인 복사강제력을 최소화하기 위해 그을음 배출을 줄이기 위한 조치가 바람직하다고 말했다.

 

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