[영국] 위성 사진을 통한 해양 산성화 관찰
위성을 통해 해양 산성화를 모니터링할 수 있는 선구적 기술이 개발되었으며, 해양 생물학자 및 기후학자들에게는 혁신적인 탐사 도구로 활용될 수 있다. 이번의 새로운 접근법에 관한 연구 결과는 “Environmental Science and Technology” 최신호에 게재되었으며, 상공 700km 지구 궤도 상의 위성을 통해, 접근이 불가능한 해양의 거대한 띠 지역을 원격 모니터링할 수 있게 되었다.
매년, 전세계적으로 화석연료 연소와 시멘트 생산 공정에서 발생하는 이산화탄소 배출량의 1/4 이상은 해양에 흡수된다. 이러한 과정을 통해 해수는 더욱 더 산성을 띄게 되고, 해양 생물들은 생활하기 점점 더 힘들어진다. 다음 세기가 돌아올 동안, CO2 배출량이 증가할수록, 해수의 산성도가 증가할수록, 일부 해양 생태계가 파괴될 가능성이 높아지게 된다. 이러한 해양 자원은 인간의 식량원으로서 중요한 한 부분을 차지함으로써, 해양 산성화에 대한 세심한 모니터링은 매우 중요한 작업이다.
영국 Exeter대학교 연구진은, 국제 공동 연구를 통해, 우주로부터 해양의 산성도를 모니터링할 수 있는 새로운 기술을 개발하는데 일부 성공하였다. Jamie Shutler 박사는 “위성은 계속적으로 해양 산성화 모니터링에 중요한 역할을 수행하고 있다. 특히 북극과 같이 접근 위험성이 높은 지역의 원격 모니터링에 탁월하다. 접근 제한 지역에 대한 연중 계속되는 직접 측정은 매우 어렵고 고비용이 소요된다. 하지만 이번에 개발된 위성 기반의 선도적 모니터링 기술을 통해, 지구상의 드넓은 해양 영역의 산성화 증가 위험을 쉽고 빠르게 간파할 수 있다”고 설명한다.
현재, 해양 산성화를 결정짓는 측정 기술로는 온도와 염도가 활용되며, 이는 연구진이 직접 현장에서 시료를 채취하여 분석을 시행하여야 한다. 이러한 접근법은 광활한 해양 범위 중 일부에만 제한되어 있고, 분석 연구 수행에도 상당한 비용이 요구된다. 이번에 개발된 기술은, 위성에 탑재된 열 감지 카메라를 통해 해수 온도 측정이 가능하며, 마이크로파 센서를 통해 염도 측정 또한 동시에 가능하다. 이를 통해 이전보다 훨씬 더 넓은 바다 영역의 산성화 수준을 빠르게 모니터링할 수 있다.
Peter Land 박사는 “최근, 위성과 현장 데이터의 전지구적 보급을 통해 관련 기술의 상당한 진보가 이루어졌다. 이러한 새로운 데이터 원본들을 해양 산성화 모니터링에 활용하고, 위성 데이터의 기여도를 끌어올리기 위한 방법을 평가할 때가 되었다”고 덧붙였다. 현재 수많은 위성들이 이러한 역할 수행에 활용되고 있으며, 2009년에 시작된 유럽 우주 기관(European Space Agency)의 토양 수분 및 해양 염도 센서 및 2011년에 시작된 미 항공우주국(NASA)의 Aquarius 위성 등이 포함된다. 관련 기술 개발과 해양 산성화 모니터링의 중요성은 향후 위성 센서 개발에 기여할 것으로 기대된다.
[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2015년 2월 19일]
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Satellite images reveal ocean acidification from space
Pioneering techniques that use satellites to monitor ocean acidification are set to revolutionise the way that marine biologists and climate scientists study the ocean.
This new approach, published in the journal Environmental Science and Technology, offers remote monitoring of large swathes of inaccessible ocean from satellites that orbit the Earth some 700 km above our heads.
Each year more than a quarter of global CO2 emissions from burning fossil fuels and cement production are taken up by the Earth's oceans. This process turns the seawater more acidic, making it more difficult for some marine life to live. Rising CO2 emissions, and the increasing acidity of seawater over the next century, has the potential to devastate some marine ecosystems, a food resource on which we rely, and so careful monitoring of changes in ocean acidity is crucial.
Researchers at the University of Exeter, Plymouth Marine Laboratory, Institut français de recherche pour l'exploitation de la mer (Ifremer), the European Space Agency and a team of international collaborators are developing new methods that allow them to monitor the acidity of the oceans from space.
Dr Jamie Shutler from Geography at the University of Exeter who is leading the research said: "Satellites are likely to become increasingly important for the monitoring of ocean acidification, especially in remote and often dangerous waters like the Arctic. It can be both difficult and expensive to take year-round direct measurements in such inaccessible locations. We are pioneering these techniques so that we can monitor large areas of the Earth's oceans allowing us to quickly and easily identify those areas most at risk from the increasing acidification."
Current methods of measuring temperature and salinity to determine acidity are restricted to in situ instruments and measurements taken from research vessels. This approach limits the sampling to small areas of the ocean, as research vessels are very expensive to run and operate.
The new techniques use satellite mounted thermal cameras to measure ocean temperature while microwave sensors measure the salinity. Together these measurements can be used to assess ocean acidification more quickly and over much larger areas than has been possible before.
Dr Peter Land from Plymouth Marine Laboratory who is lead author of the paper said: "In recent years, great advances have been made in the global provision of satellite and in situ data. It is now time to evaluate how to make the most of these new data sources to help us monitor ocean acidification, and to establish where satellite data can make the best contribution."
A number of existing satellites can be used for the task; these include the European Space Agency's Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) sensor that was launched in 2009 and NASA's Aquarius satellite that was launched in 2011.
The development of the technology and the importance of monitoring ocean acidification are likely to support the development of further satellite sensors in the coming years.
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