환경·건설·지구해양분과 · 오성남
봄철 어김없이 찾아오는 황사는 기후변화에 따라 발생 빈도와 농도가 더욱 높아지고 있어 각종 질병과 시정악화 등 많은 영향을 주고 있다. 또한 대륙의 발원지에서 발생한 황사가 우리나라에 도달하는 시간은 1-2일이다. 강한 편서풍을 타고 최근 중국의 급속한 공업화에 따라 발생한 오염물질까지 황사와 함께 실려와 높은 영향을 미친다.
황사는 우리나라로부터 800~5000km 거리에 있는 한반도 3배 면적의 사막 지역으로부터 비산되어 상승한 황색의 토양입자로서 상층 3~5km 고도의 차가운 강한 편서풍을 타고 한반도 지역으로 흘러내리는 입자가 큰 미세먼지이다. 황사 입자는 지름이 2~10μm (PM10)으로서 발원지에 따라 성분과 크기가 다르다. 또한 발원지의 건조한 지표 상태와 종관기상 조건에 따라 발생하고 이동된다. 사막 지역 주간의 태양복사에 의하여 지표에서 강한 상승기류가 발생함에 따라 저기압이 형성되고 주위의 강한 바람이 회몰아 황사 입자가 상승하여 300hP (5km) 고도까지 도달함으로써 강한 제트기류에 편승하게 된다. 기압배치에 따라 발원 지역이 다양하게 나타나고 때로는 만주 지역에서 발원하여 상층의 북서풍을 타고 한반도에 이르는 황사가 요즈음 빈번하다.
황사의 주요 발원지는 몽골과 중국에 걸쳐있는 고비 사막과 타클라마칸 사막, 황하 중상류의 텐겔, 오르도스, 만주 지역, 중국의 중원 황토고원 등이다.
한반도에서 3,000km 거리에 있는 타클라마칸 사막은 넓이가 27만km2 로서 깨끗한 모래로 형성된 사막이다. 이곳에서 발원되는 황사의 성분은 알칼리성의 청결한 성분으로 바다의 녹조현상이나 토양의 산성화를 막아 준다. 반면에 중국의 축산방목으로 녹지를 폐허화한 뒤 이동함으로써 방치된 황토고원(한반도로부터 1,000km 거리)과 산성화된 만주 지역에서 발원된 황사는 인위적 오염물질로 구성되어 있어 농업생육의 저해와 반도체 조업 방해 등 부정적 영향을 미칠 뿐만 아니라 거리가 가까워 예보의 정확성도 높지 않다. 황사의 장단점은 존재한다.
황사의 도래를 예보하는 과정은 다음과 같다. 첫째, 몽골·중국 등 황사발원지에 관측자의 현장 관측값과 한·중 황사 공동관측망의 미세먼지 농도 측정값을 확인한다. 둘째, 일기도의 기압배치 특성과 기상위성의 영상을 분석하여 황사의 수평분포를 조사한다. 셋째, 황사가 포함된 대기의 향후 72시간 동안의 이동을 3시간 간격으로 예측한다.
넷째, 슈퍼컴퓨터의 수치모델로 향후 48시간 동안 황사가 이동하여 낙하하는 지역과 농도를 예측한다. 다섯째, 백령도, 안면도 등 기상청의 28개 관측소의 지상 미세먼지 농도와 4개소 라이다 관측 자료를 활용하여 황사의 이동 경로와 그 높이를 확인한다.
필자소개
Oklahoma Univ. 대기과학박사
ETRI 연구부장/기상과학원 연구실장
환경부 지구환경연구소장
(현)기상항공기사업 본부장/숭실대학교 특임교수