환경 남극 구름과 깨끗한 대기는 기후 모델의 사각지대에 대한 단서를 제공합니다.
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남극 구름과 깨끗한 대기는 기후 모델의 사각지대에 대한 단서를 제공합니다.
빙산에 둘러싸인 거대한 연구선 갑판에서 첼시 베케마이어는 밧줄로 묶인 풍선을 공중으로 띄웁니다.
그녀는 영하의 기온 속에 서 있으며, 동남극 바로 앞 남극해 깊은 곳에 있습니다.
문명과는 거리가 먼 곳입니다. 가장 가까운 도시인 호바트조차도 5,000km나 떨어져 있습니다.
하지만 베케마이어와 같은 과학자들에게 이 외딴 지역은 보물 창고와 같습니다.
기후 과학자 첼시 베케마이어는 지구 기후 모델 개선을 위한 데이터를 수집하기 위해 남극해로 향했습니다. (출처: 콜로라도 주립대학교)
남극해는 지구 기상과 기후의 "엔진실"로 알려져 있지만, 기후 데이터의 사각지대는 여전히 큽니다.
전 세계 과학자들이 지구 끝까지 거대한 여정을 떠나 지식의 중요한 공백을 메우고 지구 기후 및 기상 모델을 개선하기 위해 노력하고 있습니다.
"남극해는 연구가 많이 부족합니다. 주로 너무 험하고 외딴곳에 있기 때문입니다. 우리는 이를 바꾸고 싶습니다."라고 베케마이어 씨는 말했습니다.
지난달에 돌아온 이번 여정은 겁이 많은 사람들에게는 적합하지 않습니다.
콜로라도 주립대학교에 근무하는 베케마이어 씨는 호바트에 도착하는 데만 24시간 이상 걸리는 세 번의 비행을 했습니다.
그 후 호주 남극 사단(Australian Antarctic Division)의 RSV 누이나(RSV Nuyina)호를 타고 동남극에서 가장 큰 빙하 중 하나인 덴먼 빙하에 도착하기까지 일주일이 더 걸렸습니다.
그녀는 얼음과 거대한 파도를 뚫고 나가도록 특별히 설계된 이 거대한 쇄빙선에서 9주를 보냈습니다.
외딴곳과 혹독한 환경 때문에 이 지역에서, 특히 겨울이 다가오기 전에 연구가 매우 제한적이었습니다.
베케마이어 씨는 "정말 긴장했습니다."라고 말했습니다.
"1년간의 의료 검사, 심리 검사, 온갖 난관을 뚫고 우리는 외딴 지역의 배에 갇혔다는 사실을 분명히 알게 되었습니다.
도움이 필요하면 의사가 두 명 있지만, 실제로는 빠져나올 수 없습니다.
몸 상태가 좋으면 육지로 돌아오는 데 일주일이 걸립니다."
연구선에 탑승한 과학자들은 해양 생물부터 해저 지도 작성, 최근의 급격한 빙하 손실까지 다양한 중요한 주제를 조사하고 있었습니다.
기후 단서를 찾기 위해 구름 속으로 들어가다
하지만 기후 과학자인 베케마이어 씨에게 가장 중요한 것은 구름이었습니다.
연구원들이 띄운 풍선에는 이러한 구름 내부에서 데이터를 수집하는 센서가 장착되어 있었습니다.
구름은 지구 기후 시스템의 중요한 요소로, 햇빛을 반사하고 담요처럼 열을 가두어 지구를 식히고 따뜻하게 하는 역할을 합니다.
첼시 베케마이어(오른쪽)는 동료 연구원 야콥 페르노프와 함께 남극해 연구 여행 중 구름 구성에 대한 데이터를 수집하고 있습니다. (사진 제공: 호주 남극국)
그녀는 "구름은 끊임없이 들어오는 햇빛의 균형을 맞추는 역할을 합니다."라고 말했습니다.
더운 날 밖에 나가면 구름이 몰려오고 기온이 급격히 떨어지는 것을 볼 수 있습니다.
"그리고 밤에 날씨가 정말 흐리면 밤에는 지구를 단열시켜 주기 때문에 실제로 더 따뜻하게 느껴집니다."
하지만 구름은 기후 변화를 예측하는 과학자들에게 가장 큰 불확실성의 원인이기도 합니다. 특히 얼음과 물이 모두 포함된 "혼합상" 구름이 그렇습니다.
베케마이어 씨는 바로 이러한 유형의 구름을 더 잘 이해하고자 합니다.
"남극해는 지구에서 구름이 가장 많은 지역입니다."라고 그녀는 말했습니다.
"남극해와 이러한 구름을 포착하는 것은 매우 중요합니다. 왜냐하면… 이 구름들은 지구 전체의 미래 기후에 매우 중요하기 때문입니다."
얼음과 물이 포함된 혼합상 구름은 연구원들에게 특히 중요한 관심사입니다. (제공: 호주 남극국)
현재 기후 모델은 이 지역 구름 내부의 얼음과 물의 비율을 표현하는 데 어려움을 겪고 있으며, 이는 지상 기온에 큰 영향을 미칩니다.
"우리는 이러한 구름을 이해하여 모델에서 미래 기후를 예측하는 데 활용하고 싶습니다."라고 베케마이어 씨는 말했습니다 . 베케마이어는 이렇게 말했습니다.
문제를 더욱 복잡하게 만드는 것은 이 지역 특유의 신선한 공기입니다.
육지의 구름은 오염 물질과 먼지의 영향을 받지만, 남극해는 지구상에서 가장 깨끗한 공기를 가지고 있는 지역 중 하나이기 때문에 구름의 구성이 다릅니다.
기후 과학자 첼시 베케마이어와 야콥 페르노프 박사가 남극해 항해 중 RSV 누이나호 실험실에서 작업하고 있습니다. (제공: 호주 남극국)
남극해 상공에 형성되는 구름에는 식물성 플랑크톤 조각과 구름이 방출하는 가스와 같은 미세한 해양 생물이 포함될 수 있습니다.
베케마이어는 이 지역에서 구름을 형성하는 과정을 이해하는 것이 기후 모델의 가장 큰 맹점 중 하나를 밝히는 데 중요한 단계라고 말했습니다.
세계에서 '가장 깨끗한 공기' 포착
좀 더 가까운 곳에서는 CSIRO 연구 과학자 루히 험프리스가 최근 RV 인베스티게이터호를 타고 남극해의 광활하고 얼음으로 뒤덮인 바닷속으로 탐험을 떠난 별도의 연구 여행을 마치고 돌아왔습니다.
그 역시 이 지역의 독특한 신선한 공기는 구름을 위해서뿐만 아니라 대기에 대한 인간 활동의 영향에 대해서도 알려준다.
CSIRO 연구 과학자 루히 험프리스는 대기에 미치는 인간의 영향에 대한 광범위한 연구의 일환으로 남극해 상공의 깨끗한 공기를 연구하고 있습니다. (제공: CSIRO/알렉스 우드)
"남극해는 세계에서 가장 깨끗한 공기입니다. 산업화 이전의 공기와 가장 가깝죠." 험프리스 박사는 말했다.
"도시에는 다양한 오염원이 있습니다. 이산화탄소와 미세먼지를 뿜어내는 자동차도 있고, 모든 산업이 그렇죠."
남극해의 이 깨끗한 공기는 과학자들에게 오염을 넘어 기후 변화의 더 큰 그림을 더 잘 이해하게 해준다.
"이것을 우리는 기준 공기라고 부릅니다."라고 그는 말했다.
"다이어트를 한다면, 다이어트 전 체중을 알아야 다이어트 후 체중과 감량량을 알 수 있습니다.
" "기후 변화에 대한 우리의 영향을 이해하고 효과적으로 완화하려면 오염이 없는 대기가 어떤 모습인지 알아야 합니다.
" "따라서 지구상에서 가능한 한 깨끗한 곳을 찾아야 합니다. 그래야 인간의 영향이 무엇인지 이해할 수 있습니다."
이 데이터는 거의 50년 동안 태즈메이니아 북서부의 케나욱/케이프 그림 기저 대기 오염 관측소에서 수집 되었습니다 .
하지만 이제 험프리스 박사와 그의 팀은 최첨단 기술을 사용하여 그 공기가 얼마나 신선한지 교차 검증할 기회를 얻었습니다.
험프리스 박사는 태즈메이니아 북서부의 케나욱/케이프 그림에서 채취한 공기 샘플을 남극해 남쪽의 공기와 비교하고 있습니다. (제공: CSIRO/Max McGuire)
"우리는 항상 그곳에서 측정한 공기가 아주 먼 남극해의 공기를 대표한다고 가정해 왔습니다."라고 그는 말했습니다.
"하지만 이제 우리는 배를 남서쪽, 남극해로 옮겨 케나욱/케이프 그림이 그 기저 대기를 얼마나 대표하는지 시험하고 있습니다."
세계 기상의 '엔진실'
험프리스 박사와 베케마이어 씨에 따르면, 남극해에서 진행되는 연구는 전 세계 기후 변화의 영향을 이해하는 데 중요한 부분입니다.
"남극해는 지구의 미래에 매우 중요합니다."라고 베케마이어 씨는 말했습니다.
"이 지역의 변화는 지구 전체에 영향을 미칠 것입니다. 남극 순환, 극지방 제트 기류, 전 세계 기후, 그리고 호주 날씨에 영향을 미칠 것입니다."
CSIRO 선박 RV 인베스티게이터호에서 바라본 육지 위로 해가 지고 있습니다. (제공: CSIRO/Alex Wood)
바로 이러한 이유로 베케마이어 씨와 험프리스 박사는 기후 과학 발전을 위한 세계적인 노력의 일환으로 전 세계가 함께 협력해야 한다고 강조합니다.
"환경적 관점에서 대기는 하나의 대기입니다. 호주에 있든 미국에 있든, 어떤 나라에 있든 모두 서로 연결되어 있습니다."라고 험프리스 박사는 말했습니다.
"우리는 글로벌 모니터링 네트워크에 참여하고 있으며, 글로벌 기후 모델을 구축하고 있습니다."
베케마이어 씨에게 이는 특히 가슴에 와닿는 부분입니다.
남극해 항해에서 그녀의 역할은 미국 국립과학재단(NSF)의 지원을 받았습니다.
NSF는 올해 트럼프 행정부 하에서 상당한 자금 삭감에 직면했고, 수백 건의 연구 보조금이 중단되었습니다 .
그녀는 "미국의 기후 과학과 과학 전반에 무슨 일이 벌어지고 있는지, 그리고 미국 남극 프로그램이 완전히 중단되는 것을 보고 정말 큰 충격을 받았습니다."라고 말했습니다.
"우리나라에서는 이 일을 계속할 수 없을지도 모르기 때문에, 이 일을 계속할 수 있는 동료들이 있어서 감사합니다."
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