3'30" 읽기
- 대기의 먼지 베일이 온실가스로 인한 인위적 온난화의 약 8%를 보상
- 대기 중 사막 먼지의 양은 산업화 이전보다 약 55% 증가
- 먼지 냉각 효과는 다가오는 온난화가 부분적으로 지구 사막과 토양 침식에 달려 있어

사막의 먼지가 기후를 식힌다.
먼지는 인위적인 온난화의 약 8%를 보상한다.

사하라, 고비 또는 나미브:
지구 사막의 먼지는 이전에 가정했던 것보다 기후에 더 큰 영향을 미친다. 새로운 분석 결과에 따르면 대기의 먼지 베일이 온실가스로 인한 인위적 온난화의 약 8%를 보상하기 때문이다. 대기 중 사막 먼지의 양은 산업화 이전보다 약 55% 증가했으며 이는 냉각 완충 효과에도 기여한다. 그러나 먼지 수준이 다시 떨어지면 온난화가 증가할 수 있다. 

▲ 지구 사막의 먼지(노란색-오렌지색)는 지구 대기의 에어로졸의 대부분을 차지한다. © NASA/GSFC, William Putman

화산 폭발, 산불, 배기가스 및 바람에 의해 발생하는 사막 먼지는 기후에 영향을 미친다. 크기, 밝기 및 위치에 따라 이러한 에어로졸은 구름 형성을 촉진하거나 방해할 수 있으며 햇빛을 밝은 커튼으로 반사하거나 어둡게 할 수 있다. 빙하와 눈 지역의 표면. 따라서 이러한 부유 입자는 기후에 부분적으로 냉각 및 부분적으로 온난화 효과를 준다.

예를 들어 화산 폭발, 소행성 충돌 또는 산업 배출물 중에 방출되는 황 에어로졸은 주로 냉각 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 이것이 지구 공학의 맥락에서 사용될 수 있는지 논의되는 이유 중 하나다.

▲ 세계 주요 먼지 발생원 지역의 방출 플럭스(파란색 화살표) 및 먼지가 표면 알베도 또는 생지화학에 영향을 미치는 지역의 퇴적 플럭스(주황색 화살표). 플럭스는 기하학적(부피 등가) 직경이 최대 20μm인 먼지용이며 2004~2008년의 제약 조건을 기반으로 한다. 고위도 지역의 배출량은 포함되지 않음. 음영은 건조 지수(AI)를 기반으로 한 건조 지역 분류를 나타낸다: 초건조 지역(AI < 0.05; 빨간색 음영), 건조 지역(0.05 < AI < 0.20; 주황색 음영), 반건조 지역(0.20 < AI < 0.50; 밝은 갈색 음영) 및 건조한 아습윤 지역(0.50 < AI < 0.65; 자주색 음영)203. 대부분의 먼지는 집합적으로 '먼지 벨트'로 알려진 북아프리카와 아시아의 건조 지대에서 배출된다. (출처:관련논문 Mineral dust aerosol impacts on global climate and climate change / Published: 17 January 2023 / nature reviews earth & environment)

연간 백만 톤의 먼지

그러나 사막 먼지의 기후 영향은 어떠할까? 이 먼지는 먼지 입자가 사막 바닥에서 올라올 때 대기로 들어간다. 바람과 우세한 기류를 사용하면 예를 들어 사하라 사막에서 대서양을 가로질러 엄청난 거리를 이동할 수 있다. 매년 수백만 톤의 먼지가 지구 대기로 유입된다.

사막의 먼지는 지구 대기에 존재하는 모든 에어로졸의 대부분을 차지한다. 아시아의 사하라 사막과 고비 사막만이 지구의 에어로졸 예산의 50%를 차지한다고 로스앤젤레스 캘리포니아 대학의 Jasper Kok와 그의 동료들은 설명했다. 리뷰 기사에서 이제 사막의 먼지 부하가 ​​시간이 지남에 따라 어떻게 변하고 그것이 기후에 어떤 영향을 미치는지 자세히 조사했다.

▲ 사하라 사막의 먼지가 카나리아 제도를 가로지르도 있다. © NASA/GSFC, MODIS

55% 증가

얼음 코어, 늪지 샘플 및 퇴적물 코어에 대한 분석결과는 다음과 같다. 1850년경 산업화 이전 기간 이후 지구 대기의 사막 먼지 양은 1,900만 톤에서 2,900만 톤으로 증가했다. 이는 55% 증가에 해당한다. Kok과 그의 팀은 "74%까지 증가한 아시아의 먼지가 가장 큰 비중을 차지한다"고 보고했다. 그 뒤를 이어 북아프리카 사하라 먼지가 46%로 뒤를 이었다.

연구원들은 특히 넓은 사막 지역의 외곽에서 이러한 증가된 먼지 배출량의 주요 원인으로 토지 이용의 변화를 보고 있다. 농업이 증가함에 따라 경운은 침식과 먼지 발생에 기여한다고 팀은 설명했다. 그러나 기후 변화로 인한 토양과 호수의 건조 증가도 중요한 역할을 합니다. 그러나 전 세계적으로 먼지 배출은 2000년 이후 대체로 안정화된 것으로 보인다고 위성 데이터는 시사한다.

▲ 먼지 재구성(검은색 실선) 및 예후 먼지 에어로졸 주기187가 있는 12개의 CMIP6 모델(컬러 선 및 앙상블 평균에 대한 검은색 파선)에서 1841-1860년에 대한 전지구 먼지 부하의 변화. CMIP6 데이터는 과거 실행204의 10년 실행 평균. 회색 음영은 먼지 재구성에 대한 90% 신뢰 구간을 나타낸다. 모든 모델과 앙상블 평균이 분진 부하의 역사적 큰 증가를 재현하지 못함.(출처: 관련논문 Mineral dust aerosol impacts on global climate and climate change / Published: 17 January 2023 / nature reviews earth & environment))

더스티 쿨링 효과

그러나 이 사막 먼지의 기후 영향은 얼마나 클까?

Kok과 그의 계산에 따르면, 흩뿌려진 먼지는 대부분 순수 냉각 효과가 있다. 전반적으로 이것은 지구의 복사 출력(태양 광선의 에너지)을 평방 미터당 0.2와트(Watt) 감소시킨다. 이것은 인위적인 온실 가스로 인한 온난화의 약 8%에 해당한다. 1850년 이후 사막 먼지의 증가는 평방미터당 약 0.07와트를 차지한다.

전체 지구 온난화에 대해 측정한 이 냉각 효과는 그리 크지는 않지만 기후 모델에서 고려할 수 있을 만큼 충분히 크다. 그래야만 정확한 예측과 모델링이 가능하기 때문이다. 그러나 지금까지 이 먼지 부하는 연구팀이 설명하는 것처럼 부분적으로만 기록되었다. Kok과 그의 동료들은 "먼지 부하의 역사적 증가는 현재 기후 모델에서 완전히 누락되었다"고 말했다. 이것은 개선될 필요가 있다.

기후의 경우 많은 먼지의 냉각 효과는 다가오는 온난화가 적어도 부분적으로는 지구의 사막과 토양 침식에 달려 있음을 의미한다. 먼지 배출량이 더 이상 증가하지 않거나 크게 감소하지 않으면 지구 온난화가 더욱 심화될 수 있다.
(Nature Reviews Earth Environment, 2023; doi: 10.1038/s43017-022-00379-5)
출처: Nature Reviews, Forschungszentrum Jülich

[더사이언스플러스=문광주 기자]

[저작권자ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]