꽃가루도 대기환경에 심각한 영향 미친다 

 

- 레이저응용한 원격탐사 기법으로 꽃가루의 대기 중 분포형태 세계 첫 확인 
- 꽃가루 입자 한낮 최고 2km 상공까지 분포…빛 산란으로 대기온도 변화 영향

 

 

 

 

 

 

□ 미세먼지 등으로 인한 대기오염이 국민건강을 위협하고 있는 가운데, 국내 연구진이 레이저를 응용한 원격탐사 장비인 라이다(LIDAR : LIght Detection And Range)를 이용한 대기 중 꽃가루 연구를 통해 꽃가루가 대기환경 및 기후변화에 심각한 영향을 미칠 수 있는 요소임을 세계 최초로 확인, 꽃가루가 지구온난화에 미치는 영향의 규명과 높은 정밀도의 꽃가루 예보를 위한 기반을 마련했다.

 

 ❍ 지스트(GIST‧광주과학기술원) 김영준 교수(현 GIST 총장)팀과 영국 허트포드셔(Hertfordshire) 대학의 뮐러(Müller) 교수가 공동연구를 수행하고 지스트 노영민(38) 연구교수가 제1저자로 참여한 이번 연구는 기상청의 기상지진기술개발사업과 한국연구재단 기초연구사업의 지원으로 수행되었다. 이번 연구 결과*는 지난해 대기환경분야 저명 학술지인 에트머스페릭 케미스트리 앤 피직스(Atmospheric Chemistry and Physics)와 에트머스페릭 인바이런먼트(Atmospheric Environment)에 게재되었으며, 지난달 말 주요 과학연구 성과를 소개하는 전문 인터넷 사이트인 ‘EurekAlert’에 영문과 독문으로 동시 소개되었다.
 * (논문명: Investigation of the diurnal pattern of the vertical distribution of pollen in the lower troposphere using LIDAR, Influence of biogenic pollen on optical properties of atmospheric aerosols observed by lidar over Gwangju, South Korea)

 

□ (연구 배경) 공기 중으로 확산되는 꽃가루는 알레르기의 주요한 원인 중 하나로 알려져 있으며 기후변화로 인하여 독성과 발생량의 증가로 향후 건강에 미치는 영향이 증가할 것으로 전망되고 있다. 이러한 이유로 최근 꽃가루와 그의 대기 중 확산과 분포에 대한 관심이 전 세계적으로 증가하고 있다.

 

 ❍ 이번 공동연구팀은 이러한 배경에서 ‘수목류로부터 자연적으로 방출되는 꽃가루는 크기와 형태가 일반적인 대기 중 미세먼지와 확연히 구분된다(그림 1)’는 점에 착안, 미세먼지를 실시간 연속적으로 관측할 수 있는 최첨단 원격탐사 레이저 장비인 라이다를 꽃가루의 대기 중 확산과 분포 관측에 국내 최초로 적용하여 연구하였다. 

 

□ (연구 결과) 본 연구를 통해 꽃가루 입자들이 대부분 도심에서 시민들의 활동 영역인 지상에서부터 고도 1.5~2.0km 이하의 대기 하부층에서 분포하며, 오전에는 지표면에서 가까운 대기 중에서만 관측되나 정오경에 가장 높은 고도까지 확산‧분포됨을 확인할 수 있었다(그림2). 즉 꽃가루가 최고 지상 2km까지 분포하고 있음을 레이저 장비인 라이다를 이용해 처음 확인한 것이다. 

 

 ❍ 아울러 본 연구에서는 일반적으로 둥근 모양을 보이는 미세먼지와 달리 꽃가루는 다양한 기하학적 형태를 보이는 점에 착안하여 꽃가루와 미세먼지를 광학적으로 구분하여 꽃가루의 광-소산계수(light-extinction coefficient)를 세계 최초로 산출하였다.

 

  - 광-소산계수는 대기의 광학적 혼탁도를 나타내는 지표인 광학적 두께(optical depth)를 산출하는 요소로서, 본 연구에서 산출된 꽃가루의 광-소산계수로부터 꽃가루만의 광학적 두께 산출이 가능함을 확인하였다. 또한 산출된 값으로부터 꽃가루와 미세먼지를 포함한 전체 대기 광학적 혼탁도에서 꽃가루가 낮게는 수%에서 높게는 30%까지 대기 광학적 혼탁도에 영향을 미칠 수 있음(그림 3)을 확인하여, 결과적으로 꽃가루가 지구 대기 온도 변화에 미치는 영향을 정량적으로 규명할 수 있는 기반을 마련하였다.

 

□ (연구 의의) 본 연구관측은 비록 국내에서 일부 지점(광주광역시)에 국한되어 수행되었으나 꽃가루의 대기 중 확산과 분포에 대한 실시간 연속적인 자료를 산출한 첫 연구결과로, 해마다 4~5월에 발생하는 높은 정밀도의 꽃가루 예보를 위한 기반을 마련하여 국민보건위생에 많은 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

 

  - 또한 꽃가루가 대기의 광학적 환경 변화에 영향을 미칠 수 있음을 세계 최초로 확인함에 따라 알래스카‧캐나다‧스칸디나비아‧시베리아와 같은 북반구 삼림지역에서 발생하는 높은 농도의 꽃가루 배출량은 지구 전체의 대기 온도 변화에 영향을 미침을 유추할 수 있는 근거를 마련했다.      <끝>

 

 

 

홍보전략부‧홍보기금팀