연세대-포항공대 공동 연구팀, 동아시아 미세먼지 증가 원인 규명

(왼쪽부터) 연세대 유영희 교수, 포항공대 민승기 교수

연세대학교 대기과학과 유영희 교수 연구팀과 포항공대 민승기 교수팀이 지구온난화로 인한 기후 변화가 동아시아 지역의 봄철 미세먼지(PM2.5) 농도를 높인다는 사실을 밝혀냈다.

과거 24건의 고농도 미세먼지 사례를 분석한 연구팀은, 기후 변화 영향을 제거한 수치 모델링을 통해 온난화의 영향을 조사했다. 이를 실제 미세먼지 사례를 모의한 현재 실험과 비교한 결과, 온난화로 인한 미세먼지 평균 농도가 중국 베이징 지역 12%, 우리나라 16%, 일본 남부 지역 18% 증가하는 것으로 나타났다.

연구팀은 이러한 현상은 온난화로 인한 대기안정도 증가로 미세먼지를 비롯한 대기오염물질이 지상에 갇혀 발생한 것이며, 특히 중국 베이징 부근에서 뚜렷하게 나타나는 이 대기안정화는 해당 지역의 미세먼지 농도 상승에 큰 역할을 하는 것을 밝혔다.

또한 온난화로 인해 봄철 동아시아의 바람장 변화로 남서풍 또는 서풍 계열의 바람이 더욱 강화되면서 중국에서 배출한 오염물질이 바람을 타고 우리나라와 일본 남부 지역으로 더 많이 유입됨을 확인했다.

(왼쪽) 과거 50년 동안 온난화로 인한 지표 부근 기온과 바람장 변화(오른쪽) 미세먼지(PM2.5) 농도 변화. 전체 24개 사례 중 70%에 해당하는 17개 사례에서 PM2.5가 모두 증가하거나 감소하는 지역을 나타냄. BTH(Beijing-Tianjin-Hebei): 중국 베이징 인근 지역, SKR(South Korea): 우리나라, SJP(Southern Japan): 일본 남부 지역.

강화된 남서풍 또는 서풍은 대륙 간 오염물질의 직접적인 이동뿐만 아니라 수증기 이동도 증가시킨다. 이는 상대습도 상승으로 이어지며, 높은 상대습도는 2차 미세먼지 형성을 촉진시킨다. 따라서 중국의 풍하 측(風下側)에 위치한 우리나라와 일본 남부 지역에서는 1차 미세먼지 증가 대비 2차 미세먼지 농도가 각각 12%, 18% 증가하는 것으로 나타났다.

연세대 유영희 교수는 “이번 연구는 기후 변화로 인해 동아시아 대기질이 악화될 수 있음을 정량으로 밝힌 연구”라며, “이러한 기후 변화로 인한 대기질의 변화는 주변국에 영향을 미칠 가능성이 높아 인근 국가 간 상호 협력이 반드시 필요하다.“고 강조했다.

연구 결과는 기후 및 환경분야 국제 학술 권위지인 ‘네이처 파트너 저널 기후와 대기과학(npj Climate and Atmospheric Science, IF 9.0)’에 2월 28일 게재됐다.

서명수 기자 seo.myongsoo@joongang.co.kr