대기오염 개선의 역설: 공기 깨끗해지면 ‘강한 태풍’ 만들어진다

▲지난달 13일 북태평양에서 촬영된 초강력 태풍 신라쿠(Sinlaku)의 모습. (자료=미항공우주국(NASA))

인류의 건강을 위해 대기오염 물질을 줄이려는 노력이 오히려 태풍을 활성화하는 기폭제가 될 수 있다는 연구 결과가 발표됐다.

그동안 미세먼지와 같은 에어로졸이 온실가스로 인한 태풍의 위력을 억눌러왔으나, 공기질이 개선되면서 이러한 '방패' 효과가 사라지기 때문이라는 설명이다.

미국 펜실베이니아대학교와 중국 난징 정보과학기술대학교, 중국 국가기상센터 등의 연구팀은 최근 국제 학술지인 '환경 과학과 기술(Environmental Science & Technology)'에 인위적 에어로졸이 태풍 발생 환경에 미치는 영향을 분석한 논문을 게재했다.

연구팀은 첨단 기상 모델(WRF-Chem) 시뮬레이션을 통해 북서태평양 지역을 분석한 결과, 인간 활동으로 배출된 에어로졸이 태풍 발생 지수(genesis potential index, GPI)를 약 24% 감소시키고 있었다는 사실을 정량적으로 밝혀냈다.

이에 따라 대기오염을 줄이는 정책은 억제되었던 GPI를 다시 상승시켜 태풍 활동을 활성화하는 결과를 초래할 수 있다는 것이다.

특히 대기오염 물질 중 황산염(Sulfate)과 블랙카본(Black Carbon)이 태풍의 형성을 방해하는 가장 강력한 억제 인자로 나타났다.

◇태풍을 잠재우는 '열역학적-역학적' 메커니즘

GPI는 특정 지역의 환경이 태풍이 형성되기에 얼마나 유리한지를 평가하는 데 사용되는 지표다. 대규모 기후 변동성과 태풍 발생 사이의 연관성을 정량적으로 파악하기 위해 널리 사용된다.

GPI는 잠재 강도(potential intensity), 상대 습도(relative humidity), 절대 와도(absolute vorticity), 수직 바람 시어(vertical wind shear) 등에 의해 결정된다.

논문에 따르면 황산염은 햇빛을 산란시켜 해수면 가열을 약화시킨다. 해수면 온도가 낮아지면 태풍의 연료인 잠열 공급이 줄어든다. 잠열은 물이 수증기로 변할 때 받아들였다가 물방울로 응결할 때 다시 방출하는 에너지를 말한다.

블랙카본은 대기 중에서 태양복사를 흡수해 상층 대기를 덥히는데, 이는 대기를 안정화해 강한 상승기류 형성을 방해한다.

이 두 물질은 공통적으로 수직 바람 시어를 강화하고, 중층 상대습도를 낮추며, 저층 와도를 약화시킨다. 태풍의 씨앗이 자라기 어려운 환경을 만드는 셈이다.

바람 시어는 대기의 높이에 따라 바람의 방향이나 세기가 달라져 태풍의 구조를 비틀고 성장에 방해를 주는 힘이다. 와도는 공기가 소용돌이치며 회전하는 정도를 나타내는 값으로, 클수록 태풍의 씨앗이 더 쉽게 만들어진다.

▲2022년 가을 한국을 강타해 큰 피해를 낸 태풍 힌남노. (위성사진=미 항공우주국(NASA))

◇공기질 개선에 따른 '태풍의 역습' 우려

반대로 대기오염을 줄이면 그동안 에어로졸에 의해 억제되었던 기상 조건들이 태풍에 유리하게 변하게 된다.

연구팀은 에어로졸이 줄어들 경우, 그동안 가려져 있던 온실가스에 의한 온난화 효과가 그대로 드러나면서(unmasking) 태풍의 수명이 길어지고 강도는 더욱 세질 수 있다고 분석했다.

실제로 에어로졸 수치가 높은 환경에서는 태풍의 수명이 짧아지고, 강도가 약해지며, 이동 속도 또한 느려지는 경향이 확인됐다.

이번 연구는 대기오염 저감 정책이 기후 위기 대응에 있어 복잡한 '트레이드오프(trade-off, 상충 관계)'를 발생시킬 수 있음을 시사한다.

공기질 개선은 공중 보건 측면에서 반드시 필요하지만, 이로 인해 강화될 태풍 리스크에 대비하는 지역 맞춤형 기후 적응 전략이 병행되어야 한다는 것이다.

연구팀은 “에어로졸 저감이 가져올 기후적 영향에 적절히 대비하기 위해서는 온실가스 감축과 오염 물질 저감을 동시에 고려하는 통합적인 평가 프레임워크가 필수적"이라고 강조했다.

강찬수 기후환경 전문기자 kcs25@ekn.kr