중국과학원 대기물리연구소의 최신 연구 결과, 동아시아 지역과 북미 지역에서 메탄(CH4)배출이 동일한 양으로 증가하였을 때 양자가 BD(Brewer--Dobson)환류와 오존(O3)에 미치는 영향은 다르다는 것을 설명하였다. 이 연구는 Advances in atmospheric sciences에 발표되었다.

비록 과거에 전세계 대기에서 CH4 농도증가의 방사와 화학효과를 대량으로 연구하였지만 과거 모델이 성층권에 대한 모의능력이 한계가 있기에 CH4배출 증가의 화학-방사-동력 결합작용은 완벽하게 연구하지 못했다. 이외 기존의 연구는 전세계 범위의 CH4배출 증가가 대기에 미치는 영향에만 크게 집중되었고 동아시아 지역의 지면 CH4배출 증가가 전세계 성층권 환류와 O3에 대해 얼마나 큰 영향을 미치는지에 대한 논쟁은 여전히 주목받고 있다.

대기물리연구소 대기와 전세계 환경탐측중점연구실 Yi Liu와 Yu-li Zhang은 란주(Lanzhou city)대학교와 산동성(Shandong province)기상국의 학자들과 협력하여 전세계 대기화학기후모델로 모의를 진행하여 동아시아 지역 CH4배출 증가는 적도지역 100hPa 고도 구역 BD환류를 감소시키고 북아메리카 지역 CH4배출 증가는 그 구역 BD환류를 강화시킨다는 것을 발견하였다.

동일한 양의 CH4배출이 증가한 후, 북아메리카 지역 CH4배출 증가가 성층권 O3에 미치는 영향이 더욱 크다. 동아시아 지역 CH4배출이 증가한 후, 동아시아 지역 대류권 O3농도는 8월에 가장 많이 증가하였고 북아메리카 지역 CH4배출이 증가한 후, 북아메리카 성층권 중부 O3농도는 7월에 가장 많이 증가하였으며 성층권 상부 O3농도는 4월에 가장 많이 증가하였다.

논문정보: Shang, L., Y. Liu, W. S. Tian, and Y. L. Zhang, 2015: Effect of methane emission increases in East Asia on atmospheric circulation and ozone. Adv. Atmos. Sci., doi: 10.1007/s00376-015-5028-4.

그림: 민감성 테스트에 상응하는 제어 테스트의 O3차이(ppbv). (a) 동아시아 지역 CH4배출이 50% 증가. (b) 북아메리카 지역 CH4배출이 50% 증가. (c) 전세계 CH4배출이 15% 증가. 실선은 O3증가, 점선은 O3감소, 음영구역은 T검증을 90% 통과한 유의성 검증(significance test)구역을 나타낸다.

 

[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2015년 9월 14일]