유난히 메말랐던 그해 봄..북극 오존층에 답 있었다

기후변화 좌우하는 핵심 요인
오존층이 대기 순환 핵심 역할
북반구 날씨 변화 주요 영향
북극 오존 얇았던 2011·2020년
유럽 등 가장 포근하고 비 적어
"온난화와 함께 장기적 연구 필요"

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10여년 전까지만 해도 기후변화나 지구온난화보다는 오존층 파괴에 대한 우려가 더 컸다. 스프레이처럼 오존층을 파괴할 수 있는 제품의 사용을 자제하자는 캠페인도 많았는데 최근엔 온난화가 심해지면서 오존층에 대한 관심은 사그라들었다.

오존층은 고도 15~30㎞의 성층권에 분포돼 있으며 태양의 유해 자외선을 흡수해 지구상 생물들을 보호하는 역할을 한다. 오존층이 파괴되면 자외선에 직접 노출돼 피부암, 백내장 같은 질병에 쉽게 걸린다. 식물이나 플랑크톤 성장을 저해해 먹이사슬도 파괴될 수 있다.

오존층을 파괴하는 주범은 프레온가스로 불리며 에어컨이나 냉장고 냉매로 주로 사용됐던 염화불화탄소(CFC)다. 1987년 1월 국제사회가 몬트리올 의정서를 채택해 CFC 생산과 사용을 규제하기 시작한 이후 대기 중 CFC 농도는 줄고 있는 추세다. 남극 상공에 있는 최대 2600만㎢ 크기의 오존 구멍도 20%가량 줄어든 것으로 확인되면서 이 지역의 오존층에 주로 관심을 가졌을 뿐 북극 상공의 상황에 대한 연구는 많지 않았다.

스위스 취리히 연방공과대(ETH), 스위스 연방 해양과학기술연구소, 로잔대, 취리히 응용과학대(ZHAW), 미국 프린스턴대, 프린스턴 대기해양과학연구소 공동 연구팀은 인간이 배출한 오존 파괴 기체가 남극뿐만 아니라 북극 상공에서도 여전히 영향을 미치고 있다고 10일 밝혔다.

성층권에 존재하는 오존층은 태양에서 오는 유해한 자외선을 차단해 지구 생명체를 보호한다(위). 2020년 봄에 관측한 북극권 지역 오존층이 유례없이 얇아지면서 북반구 지역은 그해 역대 가장 무덥고 건조한 날씨를 보였다(아래).항공우주국(NASA)·NASA 오존워치 제공

연구팀은 오존 파괴 기체는 북반구 기온과 강우 패턴을 일시적으로 변화시키기도 한다는 사실을 확인했다. 이산화탄소, 메탄 같은 온실가스는 날씨의 장기적 패턴인 기후를 변화시키고 오존 파괴 가스는 중·단기적 날씨를 바꾸기 때문에 긴장의 끈을 놓을 수 없다는 지적이다. 이 같은 연구 결과는 지구과학 분야 국제학술지 ‘네이처 지오사이언스’ 7월 8일자에 실렸다.

기후학계에서는 오존층 파괴가 날씨나 기후에 영향을 미치는가에 대해 여전히 논쟁 중이다.

이에 연구팀은 1980년부터 2020년까지 북반구 지역 대기 관측 자료를 바탕으로 북극 상공의 오존층 변화와 이로 인한 날씨 변화를 분석했다. 그 결과 북극 지역 오존층 두께가 상당히 얇아진 2011년과 2020년의 봄 중부 유럽과 북유럽, 러시아, 스위스에서는 역대 가장 포근하고 비가 없는 건조한 날씨를 보인 것으로 기록돼 있었다.

연구팀은 현재 세계 각국에서 쓰는 여러 기후 예측 시뮬레이션에 오존층 두께를 변화시키면서 북극 소용돌이 강도, 날씨 변화를 분석했다. 분석 결과 오존층이 얇아지면 성층권이 차가워져 극소용돌이(polar vortex)가 강해지고, 오존층이 정상적인 경우는 자외선을 흡수해 성층권을 데워 극소용돌이 강도를 약화시키는 것이 확인됐다. 오존이 북극 주변 온도와 대기 순환에 핵심 역할을 하면서 북반구 날씨를 좌우할 수 있다는 것이다.

연구를 이끈 토마스 페터 ETH 환경시스템과학과 교수(대기화학)는 “이번 연구에서 주목되는 것은 오존 파괴가 날씨에 미치는 영향을 분석하기 위해 다양한 시뮬레이션 모델을 사용했지만 모두 비슷한 결과를 보이고 있다는 점”이라고 강조했다. 페터 교수는 “오존층을 파괴하는 CFC의 대기 중 농도가 줄어들고 있기는 하지만 오존층 회복 속도나 상태, 장기적인 기후 시스템에 어떤 영향을 미쳤는지를 정확히 알 수 없는 상태”라며 “지구온난화와 함께 오존층 변화도 지속적으로 관찰·분석하는 것이 필요하다”고 덧붙였다.

유용하 기자

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