안개 자주 나타나는 이유

[그린크로스♧]

최근 빈번하게 발생하는 안개(fog)의 원인과

대기오염과의 상관관계 고찰

1. 안개의 형성

  대기중의 수증기는 입자가 너무 작아서 눈에 보이지 않지만 안개가 형성되면 눈에 보인다 즉, 안개의 입자가 수증기보다 크다 안개는 대기 중의 수증기가 포화 상태에 이르러 응결핵을 중심으로 응결된 물방울을 말한다. 안개란 수증기가 지면 가까운 기층에서 응결되어 떠있는 현상을 말한다 안개와 구름의 구분은 지면과의 밀착 상태로 구분한다. 지면과 가까운 것을 안개라고 한다. 안개가 자주 발생하는 지역은 대체로 수분의 공급이 많은 남서부 해안과 댐이 건설되어 있는 낙동강 중․상류 지역 등으로 특히 안동은 안개가 빈번하게 발생하여 호흡기장애를 일으키거나 한번 걸린 감기가 오래가는 등 그 피해는 막대하다. 또한 기온 역전 현상이 나타나는 내륙 분지와 한류의 영향을 받는 관북 해안 등지에서도 자주 발생한다. 안개는 육상, 해상 및 항공 교통에 지장(장애)을 주며, 대도시와 울산 등의 공업 도시에서는 자동차의 배기 가스, 공장 매연 등의 오염 물질과 결합하여 광화학스모그 현상 등을 유발하기도 한다. 이 스모그는 호흡기 질환의 원인이 되기도 한다.

2. 안개의 종류

안개는 관측지점으로부터 1000m이내의 목표물이 보이지 않을 때를 말한다 이 농도보다 엷은 상태를 박무(薄霧)라 하며 눈에 보이지 않은 작은 응결핵이나 시정을 방해하는 것을 연무(haze)라 한다

냉각성 안개 : 온도가 떨어져 생기는 안개

→ 복사안개, 활승안개, 이류안개

증발성 안개 : 증발에 의해 공기 중으로 수증기가 들어와 생기는 안개 → 증발안개, 전선안개

1) 복사안개 : 새벽에 지면이 상공보다 빨리 식어 기온역전현상이 형성되어 발생하는 안개 즉, 새벽녘 기온이 떨어지면 지면이 식으면서 주위의 수증기가 물방울로 변하고 그 물방울들이 땅에 깔리면서 안개가 된다 특히 가을, 겨울 새벽에는 지면이 아주 잘 식으므로 기온역전현상이 잘 발생한다 따라서 기온역전현상이 발생하면 복사안개가 아주 잘 발생한다

위에서 알 수 있듯이 복사안개의 형성은 기온역전현상 하에서 일어나므로 대기오염배출량이 많은 대도시의 경우 오염물질이 정체되어 즉, 일정한 용량에 계속 모이게 되어 환경용량을 초과하게 되고 이런 상태에서 안개형성은 안개가 응결핵 역할을 하게되고 오염물질이 핵에 흡착되어 대기중에 부유하거나 지면에 가라 않는다 따라서 안개낀 새벽에 산책이나 등산 등의 야외 운동은 피하는게 좋을 듯 하다

2) 증발안개 : 새벽에 강에서 무럭무럭 증발하여 안개가 발생한다 늦가을이나 겨울철 안동댐이나 강주변에서 흔하게 발생한다 이것은 수증기가 증발해서 올라온후 차가운 공기를 만나면서 식어 생긴 것이다

그림1) 복사안개 생성모습

증발무: 주변 산지에서 하강한 냉기류의 영향으로 호수 위의 공기가 차겁고 안정되어 있을 때, 호수나 강 위에서 증발하여 이루어진 안개이다. 층이 매우 얇다.

그림2) 증발무의 생성모습

3. 기온역전현상 및 안개와 대기오염물질과의 관계

기온역전(temperature inversion)이란 기온의 수직분포에서 상층으로 갈수록 기온이 증가하는 상태를 말한다 정상적인 상태에서 기온은 100m상승 할 때마다 약 0.5도씩 낮아져 상공으로 갈수록 온도가 떨어진다

기온역전은 일교차가 큰 봄, 가을이나 춥고 긴 겨울밤에는 지표가 급속히 냉각되어 하층의 온도가 상층보다 낮아지게 된다 즉, 기온역전현상이 일어나게 되는 것이다

이때 지표부근의 수증기가 응결하여 안개(fog)를 형성하는데 소위 말하는 복사안개이다 기온역전현상 하에서는 대류현상이 일어나지 않아 대기가 정체된다 대기가 정체된다는 말은 일정규모의 환경용량에 대기오염물질이 계속 쌓이게 되어 환경용량을 초과하게 되고 급기야 대기오염현상이 발생한다 우리가 살고있는 대구지역의 경우도 자동차의 배출가스와 주변의 공단에서 발생하는 각종 유해오염물질들이 대기공간으로 희석 및 확산이 일어나지 않고 정채함으로서 각종 민원을 야기하기도 한다

특히 최근 들어 기온역전현상이 빈번하게 일어나면서 공단주변 주민들이 악취피해를 호소하는 것도 이유가 여기에 있다

각종 유해가스와 자동차배출가스 등이 대기중에서 화학반응을 일으켜 원인을 알 수 없는 악취를 유발하고 있다고 사료된다

비단 이 시점에서 민원이 야기되는 것이 최근 들어 갑자기 오염물질의 배출량이 늘어서가 아니라 오염물질은 꾸준히 배출되었지만 기온역전현상이 일어나지 않아 대부분의 배출량이 대기 중으로 확산 및 희석되었기 때문이다

※ 대료현상이란 수평방향으로의 이동인 바람(기압차에 의해서 바람이 발생)과 수직방향으로의 이동(즉, 상공으로 갈수록 기온이 하강하기 때문에 따뜻한 공기가 위로향하고 차가운 공기는 아래로 이동)현상을 통틀어 대류현상이라함.

우리 주변에서 기온역전현상의 징후는 여러 곳에서 알 수 있다 공장굴뚝의 연기가 상공으로 올라가지 못하고 바람의 영향이 없는데도 수평으로 이동한다든지 바람 한 점 없이 고요한날 등이 기온역전현상하에 있다 할 수 있다

그러나 이러한 기온역전현상은 해가 뜨는 아침이 되면 자연스럽게 사라진다 그 이유는 지표면의 기온이 올라가면서 뜨거워진 공기가 상공으로 이동하는 대류현상이 일어나면서 오염물질도 희석되어 오염도가 떨어진다

4. 도시 스모그(smog)현상과의 관계

smog현상이란 smoke(연기)와 fog(안개)의 합성어이다 원래 어원은 18C 산업혁명이 일어나면서 영국에서 인구의 도심집중이 일어나고 따라서 석탄과 같은 화석연료의 사용이 급격히 늘어나면서 각 가정과 공장굴뚝에서 발생하는 연기와 안개가 합쳐져서 대기를 뿌옇게 만드는 이른바 Smog현상을 유발하게 되었다

영국은 해안에 위치하면서 습한기후를 유지하여 거의 매일같이 이러한 smog현상이 발생하여 기관지염과 같은 인체에 미치는 영향이 심각하게 되었다

그러나 최근의 대도시에서 빈번하게 발생하는 smog현상은 소위 말하는 런던형smog현상과는 발생원인이 다르다 19C중엽부터 석유계연료의 사용이 급격히 늘면서 LA형Smog현상이 일어나게 되었다 자동차 배출가스중에 함유된 VOC의 일종인 올레핀계 탄화수소와 질소산화물(NOx)이 태양광선 중의 자외선과 반응하여 2차오염물질이 만들어져 나타나는 현상으로 광화학산화물(Oxitant)이라고도 한다 최근에 문제가 되는 오존(O3)의 단기환경기준을 초과하는 사례가 빈번해지는 이유가 바로 여기에 있다 오존은 광화학스모그현상의 부산물 즉, 2차오염물질이라고도 한다 오존농도가 높다는 것은 광화학스모그현상이 발생했다는 증거이다

※ 올레핀계 탄화수소(불포화탄화수소, 분자식:CnH2n) : 올레핀은 파라핀족의 탄소와 탄소간의 연결결합중 한개가 이중결합으로 존재하는 탄화수소이며, 반응성이 매우 높은 화학물질로써 수소를 첨가하면 파라핀으로 변환한다. 올레핀중 가장 간단한 물질은 탄소수 2개인 에틸렌으로 보통 석유화학에서 납사를 고온에서 열분해하면 얻을 수 있다. 에틸렌은 반응성이 우수하여 각종 석유화학제품의 합성원료로 사용된다

위에서 언급한 LA형 Smog현상은 우리나라 대도시 거의 대부분지역에서 일어나고 있다

[그린크로스♧]

안개의 주원인이 기온역전현상이라는 것을 알 수 있습니다. 많은 대기오염이 지표위에 안개로 인해 머물게 되면 여러가지 환경오염과 건강문제가 일어나겠죠
대기오염방지 필요성을 깨닫게 해주는 글입니다.

[써니 밥]

음..그렇군요.