초미세먼지 심해지면 무선통신·자율주행 어려워진다

서울대

도심오염물질이 빛 정보를 소멸시켜 빛 관련 기술을 방해할 수 있다는 점이 확인됐다. 게티이미지뱅크 제공.

대기의 질과 태양광의 광학적 특성인 ‘선형편광’의 연관성을 규명한 연구 결과가 나왔다. 선형편광은 빛이 일정한 방향으로 편향되는 현상이다. 대기오염은 선형편광 적용 기술을 방해할 수 있는 것으로 나타났다. 

서울대는 정수종 환경대학원 교수와 조유리 박사 연구팀이 4년간의 지상 기반 관측과 미세먼지 모델링을 통해 초미세먼지(PM2.5) 농도와 선형편광도 감소 사이의 명확한 정량적 관계를 세계 최초로 규명했다고 23일 밝혔다. 

선형편광은 레이더 기술, 무선통신, 자율주행 센서 시스템 등 다양한 신호 송출과 항법 시스템에 활발히 활용되고 있다. 초미세먼지 농도가 증가하면 지표에 도달하는 선형편광 세기가 약해지면서 선형편광을 활용한 광학 정보의 정확도와 효율성이 떨어질 것으로 추정된다. 초미세먼지는 빛을 과도하게 산란시키는 특징이 있기 때문이다.

연구팀은 대기 중 초미세먼지 농도와 햇빛의 선형편광도 사이 연관성을 살펴 두 변수 간의 관계를 정량화했다. 정량화한 내용을 '미래 대기의 질 예측 모델'에 적용한 결과, 초미세먼지 농도가 높은 지역은 선형편광에 담긴 빛의 정보가 급격히 저하되는 것으로 나타났다. 

정 교수는 “도심오염물질이 증가하면 빛의 광학 정보를 소멸시킬 수 있다는 막연한 추정을 최초로 정량화한 연구"라며 “PM2.5 관련 연구가 보건학적 측면에서 많이 이뤄져 왔는데 이번 연구는 미세먼지가 우리 생활에 미치는 다양한 영향을 탐구했다는 의미가 있다”고 말했다. 

이어 “기후변화는 앞으로 전 지구적으로 산불과 같이 더욱 불확실한 미세먼지 오염원을 증가시킬 수 있다”며 “기후재난으로 인한 미세먼지 증가가 인간의 빛 활용에 미치는 영향에 대해 빠르게 파악하고 관련 기술에 적용시킬 수 있는 방안을 생각해야 한다”고 덧붙였다. 연구 결과는 국제학술지 ‘커뮤니케이션즈 지구 & 환경’ 최신호에 실렸다.

<참고 자료>
doi.org/10.1038/s43247-024-01682-3

[문세영 기자 moon09@donga.com]