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지구의 기후에 우주선 (cosmic ray,宇宙線)이 가장 큰 영향을 준다는 주장에 대한 의문을 제기하는 증거가 증가하고 있다. 최근 일어나고 있는 지구온난화현상은 우주선에 영향을 주는 태양에 의해 일어나는 구름발생현상의 변화로 인한 것이라는 주장은 소위 '지구온난화 회의론자'들에 의해 대중적으로 주장되고 있다. 하지만 과학자들은 우주선의 변동은 구름형성에 영향을 주지 않는다는 주장이 이번 달에 두 건의 연구결과에 의해 제기되었다. 다른 연구자들은 우주공간의 입자들은 극지역의 온도에 영향을 줄지 모른다는 주장을 제기하기도 했다. 이러한 연구결과는 의 학회에서 발표되었다. 우주공간에 존재하는 에너지 입자로 이루어진 우주선은 지구대기의 최상층부에 충돌하여 대기하부로 전하를 띤 입자를 쏟아져 내리도록 한다. 이 입자들은 물방울이 합체하도록 하여 구름을 형성하도록 한다. 지구온난화와 우주선 사이의 연관성은 우주선이 부분적으로 태양풍을 막을 수 있다는 점에서 출발한다. 태양이 강력할 경우 적은 양의 우주선이 대기에 도달하며 지구의 열 발생을 줄이는 역할을 하는 구름형성을 줄인다. 만일 이러한 메카니즘이 영향을 준다면 많은 과학자들은 우주선의 강도와 구름형성 사이의 관계를 파악하게 되면 가설을 증명할 수 있다고 볼 수 있다. 오슬로 대학의 욘 에길 크리스티엔손 (Jon Egill Kristjansson)은 EGU 학회에서 새로운 자료를 발표했다. 남대서양과 태평양 그리고 인도양에서 공기는 다른 도시화된 지역의 공기보다 훨씬 청정하다. 그리고 선박에서 배출되는 입자가 구름의 모습을 변화시키는 현상도 나사의 에 적재된 모디스 장비 (Modis: Moderate-resolution Imaging Sepctroradiometers)로 측정이 가능하다. 이러한 입자들은 물방울의 형성을 자극한다. 만일 우주선이 구름형성에 중요한 역할을 한다면 우주선의 갑작스런 변화가 나타날 수 있으며 구름형성의 증가와 물방울의 크기의 변화 그리고 구름이 전체적으로 가지고 있는 수분의 총량의 변화를 알아낼 수 있을 것이라고 크리스티엔손 박사는 주장했다. 그는 “우리는 태양의 폭발로 인해 우주선의 흐름이 하루나 이틀 사이에 갑작스럽게 감소한 후 서서히 회복하는 소위 '포부시 감소현상 (Forbush Decreases)'라고 불리는 단기적인 변화를 알아낼 수 있다. 우주선은 구름에 대한 신호로 측정을 통해 알아낼 수 있을 것이다”고 말했다. 그는 2000년에서 2005년 사이에 13차례에 걸친 포부시 감소현상을 찾아내었으며 동시에 발생하는 구름형성의 변화를 일으키는 모비스 자료를 조사하였다. 비록 일부 현상은 구름의 감소 또는 구름방울의 크기변화를 일으켰음에도 불구하고 다른 현상들은 구름의 감소가 먼저 일어나거나 변화가 일어나지 않았다. 전체적으로 이번 연구결과는 기본적으로 무작위적으로 나타났으며 우주선 흐름의 집중도의 갑작스런 감소는 즉각적으로 또는 포부시 감소이후 4일 이내에 구름형성패턴에 아무런 영향을 주지 않았다. “에길 크리스티엔손의 조심스런 연구결과는 우주선과 구름사이의 연관관계를 증명하는 증거를 발견하지 못했다는 점을 보여준다”고 EGU 학회에 참가했으며 태양의 변화와 근대 지구온난화 사이의 연관성에 대해 연구하고 있는 임페리얼 컬리지의 조안나 헤이 (Joanna Haigh)는 주장했다. 그녀는 또한 “최근 제기되고 있는 우주선과 구름형성 사이의 연관성이 없다는 주장을 지지하고 있다”고 말하면서 다른 자료와 분석방법을 통해 이루어진 영국 연구팀이 2주 전에 발표한 연구결과를 지칭하였다. 이 연구는 구름형성에 우주선이 영향을 미친다는 증거를 발견하지 못했다고 결론내린 바 있다. 크리스티엔손 박사는 “지구온난화의 요인으로서 우주선과 구름형성 사이의 연관성이 중요한 지표가 되지 않는다고 생각한다”고 말했다. EGU학회에서 발표된 다른 연구결과는 북극과 남극의 다른 지역에서 일어나고 있는 다양한 온도변화를 설명해 줄 수 있다. 극지의 대기 최상층에 충돌하는 에너지 입자는 아산화질소 (NOx)의 생산을 자극하여 온도변화를 일으킬 수 있다는 컴퓨터 모델연구결과가 발표되었다. 핀란드 기상연구소 (Finnish Meteorological Institute)와 영국남극조사단 (British Antarctic Survey)이 공동으로 수행한 연구를 이끈 아니카 세팔라 (Annika Seppala)는 “에너지 입자는 NOx의 생산을 야기하며 NOx는 성층권으로 이동하게 된다. NOx는 촉매반응주기에 있어서 오존을 파괴한다. 성층권의 오존의 변화가 일어날 때 표면의 온도를 감소시킬 수 있다”고 말했다. 세팔라 박사의 관측은 적어도 극지역의 겨울에 컴퓨터 모델의 예측을 증명하고 있다. 상대적으로 집중적인 입자활동기간 동안 남극과 북극의 표면의 일부지역의 온도는 증가하지만 다른 지역은 더욱 추워진다. 그 차이는 장기 평균치보다 2도에서 3도의 차이를 보이고 있다. 또한 입자활동이 갑작스럽게 줄어드는 기간동안 이 패턴을 바뀌게 된다. 이러한 메카니즘은 극지역의 열의 흐름을 재분배하고 있으며 전반적인 온난화나 냉각화 현상의 증거로 볼 수 없다고 세팔라 박사는 주장했다. EGU 학회에서 새로운 연구결과를 발표하는 세션의 의장을 맡은 베를린 자유대학의 케이티 마테스 (Katje Matthes)는 “이번 연구결과는 놀랍다. 우리는 이 부분에 대한 설명이 필요하다.이러한 현상은 지역적인 영향을 주는 것으로 생각된다. 그리고 전지구적인 기온변화에 큰 영향을 미치지 않는다”고 말했다. 특히 남극에서 일어나는 현상은 흥미롭다. 많은 입자의 흐름은 인공위성의 관측에 의하면 거대한 붉은 지역으로 나타나고 있으며 온도의 증가를 보여준다. 이러한 지역은 다른 지구의 어느 부분보다 더 온난화의 영향을 많이 받는 것처럼 느껴지는 남극반도 (Antarctic Peninsula)지역이다. 온도의 증가와 감소 메카니즘은 단기적인 현상일 수 있다. 하지만 남극지역의 얼음손실에 대한 연구하고 있는 과학자들은 이러한 단기적인 온도증가와 감소현상이 전반적인 지구온난화현상과 결합하여 해빙속도를 증가시키는가에 대해 이해하려고 하고 있다. 세팔라 연구팀은 연중 다른 계절에는 어떤 현상이 일어나고 있는가 그리고 이번에 발견된 새로운 과정의 중요성을 이해하기 위한 연구를 수행할 것이다. * yesKISTI 참조 |
