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방사성 핵종에 의한 공기의 이온화로 유럽에 비가 더 많이 내려.
방출된 방사성 부유입자 공기 이온화시켜, 구름가 비 형성 촉진.

핵무기 시험으로 날씨가 바뀌었다.
방사성 핵종에 의한 공기의 이온화로 유럽에 비가 더 많이 내렸다.

방사성 장거리 효과 :
냉전 시대의 원자 폭탄 테스트로 수천 킬로미터 떨어진 곳에서 더 많은 비와 구름이 발생했다. 그 이유는 폭발에 의해 방출된 방사성 부유 입자가 전 세계로 퍼져 공기를 이온화했다. 이것은 전기를 충전하고 구름 방울과 비의 형성을 촉진했다. 연구원들에 따르면 스코틀랜드에서는 며칠 동안 24% 더 많은 비가 내렸다고 한다.

▲ 1955년 원자폭탄 테스트. 이 실험의 낙진으로 수천 마일 떨어진 강우 패턴이 바뀌었다. © National Nuclear Security Administration

1950년대와 1960년대에 미국, 소련을 비롯한 대국들은 수많은 핵무기 실험을 수행했다. 그들은 막대한 양의 방사성 부유 입자를 대기권에 내 던졌다. 이런 고에너지 방사성 핵종은 전 세계에 분포되어 있으며 지구 주위에 일시적으로 인공 방사선 벨트를 형성해 열대 지방에서도 오로라를 생성했다. 그 당시의 방사성 낙진은 대부분 씻겨지고 저감됐지만 나머지는 지금도 감지할 수 있다.

냉전시대 날씨 데이터

리딩 대학(University of Reading)의 길레스 해리슨(Gilles Harrison)과 주변의 연구원들이 발견한 바와 같이 원자 폭탄 테스트는 당시 먼 범위까지 영향을 끼쳤다.
연구를 위해 그들은 스코틀랜드 셰틀랜드(Shetland)제도의 기상 관측소와 1962년부터 1964 년까지 런던 인근 큐(Kew)에 있는 관측소 및 여러 비교 기간에서 측정된 데이터를 평가했다. 이 데이터에는 구름의 밀도와 강수뿐만 아니라 대기의 전기 충전 및 방사성 오염에 대한 정보가 포함돼 있다.

해리슨은 “그 당시 과학자들은 핵실험에 의해 방출된 방사능을 사용해 지구 기류와 순환 패턴에 대해 더 많이 배웠다”고 설명했다. 그들은 측정 데이터를 활용해 전 세계 다른 지역에서 방사성 핵종이 시험 후 얼마나 빠르고 어떤 방식으로 나타나는지 추적했다. 셰틀랜드 제도는 본토에서 수백 킬로미터 떨어져 있기때문에 다른 지역 오염에 거의 노출되지 않았다.

시험 후 더 많은 비와 구름

평가 결과 공기의 방사성 오염이 증가할 때마다 셰틀랜드제도의 날씨가 악화되었다는 것이 밝혀졌다. 해리슨과 그의 동료들은 “핵무기 실험 기간에 지역 구름이 짙어지고 일일 강수량이 평균 24% 증가했다. 원자 폭탄 시험이 끝난 후에는 이러한 변동이 발생하지 않았다.

이 효과의 이유는 고에너지 방사성 핵종은 공기 중의 기체 입자를 이온화하여 대기를 전기적으로 충전했기 때문이다. 구름을 형성하는 작은 방울들도 추가적으로 하전됐다.

"현재의 가설에 따르면, 이러한 추가 이온화는 물방울 구름에 미세한 물리학적 변화를 일으킬 수 있다"고 연구원들은 설명한다. 전하로 인해 작은 구름 방울은 더 빨리 축적되고 성장한다.
결과적으로 물방울은 더 이상 떠다닐 수 없는 상태로 빠르게 커져 지면을 향해 떨어진다. 비가 내린다.

수천 킬로미터에 걸친 장거리 효과

따라서 냉전의 날씨 데이터는 수천 킬로미터 떨어진 원자 폭탄 테스트가 날씨 패턴에 영향을 미쳤다는 것을 증명한다. 발생하는 방사성 오염과 이로 인한 공기의 이온화로 유럽과 다른 지역의 구름과 비가 강해졌다.

해리슨은 “정치적으로 냉전의 분위기는 원자력 경쟁과 전 세계의 두려움으로 이어졌다. 수십 년 후, 이 데이터는 이제 공기 중의 전하가 비에 어떻게 영향을 미치는지 탐구할 수 있는 독특한 기회를 제공했다”고 말했다.
(Physical Review Letters, 2020; doi : 10.1103 / PhysRevLett.124.198701)
출처: University of Reading

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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