[이슈] 항공기가 내뿜는 탄소배출

“비행운(contrails), 기후온난화에 심각한 영향”
문광주 기자
eco@ecomedia.co.kr | 2019-07-26 10:59:44
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▲ 프랑트푸르트 상공 비행운<사진출처=위키피디아 Prashanta>

[환경미디어= 문광주 편집위원] 항공 산업은 오래전부터 기후 온난화의 원인이 되는 탄소배출로 비판을 받아 왔다. 새로운 연구는 항공기의 다른 부산물(하늘을 가로지르는 흰 비행운)이 2050년까지 3배 가까이 늘어나 온난화 효과를 가속시킬 것이라고 밝혔다.

매혹적인 비행운이 그리는 배기가스
비행기는 얇고 차가운 공기에서 높이 날아오르는 매혹적인 비행운을 만든다. 여기에 포함된 수증기는 비행기의 배기가스에서 빠르게 그을음으로 응축되어 권운 구름을 형성하며 몇 분 또는 몇 시간 동안 지속될 수 있다. 이 날아다니는 구름은 햇빛을 많이 반사하기에는 너무 얇다. 그러나 내부의 얼음 결정은 열을 가둘 수 있다. 순수한 냉각 효과가 있는 낮은 층에 있는 구름과는 달리, 이 구름 형성은 기후를 따뜻하게 한다.


2011년 연구에 따르면 이러한 비행운 구름의 순 효과는 항공기가 새벽부터 비행기에서 생산한 모든 이산화탄소 (CO2)보다 대기 온난화에 더 많은 영향을 미친다고 한다. 그 영향은 항공 교통 및 그 결과로 발생하는 구름 범위가 증가함에 따라 악화될 것으로 예측된다. 일부 추정치에 따르면 전 세계 항공 교통량은 2050년까지 4배가 될 것으로 예상된다.


2011년 연구팀의 연구자 중 한 명이 장래에 비행운이 기후에 어떤 영향을 줄 수 있는지 탐구하고 싶어 했다. 동료들과 함께 독일항공우주센터(Wessling)의 대기물리학연구소(DLR's Institute of Atmospheric Physics)의 대기 물리학자 울리케 부르카르트(Ulrike Burkhardt)는 새로운 대기 모델을 만들었다. 그는 처음으로 운행권 구름을 자연 구름과는 별개로 분류했다. 그것은 모든 것에 영향을 주는 형성에서부터 대기의 다른 부분과 어떻게 상호 작용하는지에 이르기까지 인간이 만든 구름의 특성을 모델링 할 수 있게 해주었다.


연구자들은 정확한 항공 데이터를 보유한 2006년에 전 세계 운행 구름 범위의 효과를 모델링했다. 그런 다음 미래의 항공 교통량 및 배출량에 대한 예측을 고려해 2050년에 비행운의 효과를 분석했다. 이 기간 동안 온난화 효과가 3배 증가한 것으로 나타났다. 지난 7월 초 Atmospheric Chemistry and Physics.(대기 화학 및 물리)에 보고됐다.

 

2011년 논문의 공동 저자인 DLR 구름 물리학자인 베른트 케르셔Bernd Kärcher는 “이 연구는 어떻게 이런 특수구름이 미래 기후에 영향을 주는지 상세하게 예측하는 첫 번째 연구다” 라고 말했다. 그는 또 “새로운 구름 분류 체계가 그 모델과 그 결과에 결정적이었다”고 덧붙였다.

▲ 조종사 비행 중에 747-8I 프로토 타입에 물이 채워진 밸러스트 탱크. 해당 이미지는 때때로 화학적 적용의 증거. <사진 Oliver Cleynen>
연구자들은 2050년에 비행기 그을음 배출량이 50% 줄어드는 경우에 대한 또 다른 시나리오를 검토했다. 이 경우 그러한 비행운의 감소가 대기 온난화 효과를 15% 감소시킬 수 있음을 발견했다. 그러나 기후 온난화와 구름 범위 사이의 관계와 대기 온난화가 지표면 온도에 미치는 영향에 대해서는 알려진 바가 거의 없다.


부카르트(Burkhardt)는 “연구원들이 알고 있는 사실은, 수증기가 많아지면 수명이 긴 비행운을 만들고 이것은 지표면의 날씨와 기후변화에 연결된다”며, “깨끗한 항공기 연료 덕분에 그을음 배출량을 90% 줄인다고 해도 구름의 기후 영향을 2006년 수준으로 되돌려 놓지 못할 것이다”고 말한다. 이어 그는 “그을음과 구름 난기 구름의 수준이 계속 상승할 것이라는 시나리오가 더 가능성이 높다”고 덧붙였다.


이는 대부분의 항공규제 및 공해 감소계획은 CO2 배출 이외의 것들이 기후에 미치는 영향을 고려하지 않기 때문이다. 예를 들어, 유엔 기구는 모든 서명국이 이산화탄소 배출량을 일정 수준 이하로 유지하고 매년 신고해야한다고 규정하고 있지만, 비행운에 의한 기후 영향에 대해서는 언급하지 않는다.


또 부카르트는 “기후 영향은 날씨, 위치 및 시간에 따라 달라지기 때문에 그러한 계획에서의 비행운을 고려하는 것이 어려울 것”이라며, “한 가지 해결책은 비행경로를 변경하는 것이다”고 강조했다.


하지만 이러한 변경으로 인해 비행기가 더 많은 연료를 태우고 더 많은 CO2를 방출할 수 있다. 부카르트는 “더 적은 그을음을 방출하는 더 효율적인 연료를 찾는 것이 더 낫다”고 말했다. 그러나 항공 교통량이 증가할 것으로 예측돼 충분하지 않을 수도 있다.

콜로라도 주 볼더(Boulder)에 있는 대기연구센터의 구름 물리학자인 앤드류 겟텔만(Andrew Gettelman)은 비행운은 복잡한 문제이지만 사회에서 쏟아져 나오는 이산화탄소의 총량에 비해 온난화 효과가 여전히 작다고 말한다. 이에 대해 그는 “우리가 가진 모든 것이 비행운이었다면 지구 온난화는 일어나지 않을 것”이라면서 “항공업계가 과학을 이해하고 영향력을 바로 얻는 것이 중요하다”고 설명했다. 

 

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