미세먼지 없애려다 폭염 심해진다? 에어로졸의 '기후역설'

대기 중 미세입자가 지표면 냉각시켜
기온 상승 억제하면서 상대습도 올려
2040년 이후에는 냉각효과 사라지고
폭염 증가 가능성... 복합적 정책 필요

폭염이 계속되는 10일 서울 종로구 거리에서 시민들이 부채와 양산으로 햇볕을 피하며 걸어가고 있다. 뉴시스

공기 중 미세입자(에어로졸)를 없애려는 노력이 오히려 폭염 스트레스를 올릴 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미세먼지 저감이나 경유차 매연저감장치 부착 등 대기질을 깨끗하게 만들려는 정책들이 반드시 안전한 기후환경을 보장하지는 않는다는 ‘기후역설’이다.

광주과학기술원(GIST)은 윤진호 환경·에너지공학과 교수 연구진이 해외 과학자들과 함께 분석한 이 내용을 담은 연구논문을 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스 어스 앤드 인바이런먼트’에 발표했다고 10일 밝혔다.

연구진은 유럽중기예보센터의 고해상도 대기 재분석 자료와 대규모 기후모델 시뮬레이션을 활용해 60년간(1961~2020년)의 상대습도와 기온 변화를 분석했다. 그 결과 공장이나 차량 등에서 배출된 에어로졸 미립자는 ①햇빛을 산란시켜 지표면을 냉각시키고 ②이 때문에 수증기 증발량이 감소하면서 수증기가 대기 중에 정체돼 ③상대습도가 높아지는 ‘에어로졸-습도 메커니즘’을 밝혀냈다. 일정 수준의 에어로졸이 기온 상승을 억제하는 완충작용을 하면서 상대습도를 높인다는 것이다.

연구진은 인도 북부, 방글라데시, 파키스탄 동부를 포함하는 인도-갠지스 평원 지역을 예로 들었다. 이 지역은 최근 수십 년간 급격한 산업화로 대기질이 나빠졌는데, 지난 60년간 여름철 상대습도가 평균 약 10.3% 증가했다. 산란 효과가 큰 황산염·유기탄소 같은 에어로졸이 지표를 냉각시키고 대기를 안정화해 수증기 밀도가 높아진 것이다.

이런 현상은 온실가스와 에어로졸의 영향을 분리해 분석한 결과에서도 증명됐다. 온실가스만 늘어난 경우 수증기가 증가하고 온도도 상승해 상대습도가 오히려 감소한 반면, 에어로졸만 늘면 지표면 온도가 떨어지면서 상대습도가 올라가는 반대 현상이 나타난다.

결국 온실가스와 에어로졸의 영향을 종합적으로 반영한 기후정책이 필요하다는 얘기다. 연구진이 미래 기후 시나리오를 통합해 분석한 결과, 온실가스와 에어로졸 배출이 동시에 증가하는 ‘고배출 시나리오’에선 2040년 전후를 기점으로 상대습도가 정점을 찍고 하락세로 전환된다. 이후 지표면 냉각 효과가 사라져 기온이 급격히 상승하면서 폭염 위험이 크게 증가할 것으로 전망했다. 반면 온실가스와 에어로졸을 둘 다 점진적으로 감축해가는 저배출 시나리오에선 장기적으로 습도와 기온이 비교적 안정화할 것으로 예상됐다.

윤 교수는 “온실가스와 에어로졸의 정반대 기후 영향을 간과하면 오히려 단기적 폭염 위험을 키울 수 있다”며 “우리나라 역시 기후와 대기를 모두 고려한 통합 전략 실행이 시급하다”고 말했다.

신혜정 기자 arete@hankookilbo.com