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온실가스 추적하는 항공라이다

넓은 산림 탄소 흡수량 예측 가능해져

국립산림과학원은 30일 숲의 이산화탄소 흡수량을 정확히 측정하는 항공라이다 기술을 확보하는데 성공했다고 밝혔다.(연합뉴스 9월 30일자)

국제 사회에서 온실가스 배출 억제가 화두로 떠오르면서 산림에 대한 관심이 올라가고 있다. 산림은 유일한 이산화탄소를 흡수원이기 때문이다. 과학자들은 잘 가꾼 나무 100그루가 연간 약 1t 가량의 이산화탄소를 흡수한다고 추정하고 있다.

그러나 정작 광활한 숲이 흡수하는 전체 이산화탄소 양을 측정하기란 만만치 않다. 나무 종류나 키, 굵기, 분포에 따라 흡수량이 달라지기 때문이다.

최근 이를 극복할 대안 중에서 주목받는 것이 ‘라이다’(LIDAR)라는 장치다. 라이다는 레이저(빛)가 물체를 맞고 되돌아오는 크기를 감지해 물체 위치와 상태를 파악한다. 항공기나 선박의 위치를 파악하는 레이더와 같은 원리다.

레이더는 파장이 수~수십 cm로 흔히 이동 중인 물체를 측정하는데 사용된다. 태풍이나 장마전선의 위치를 찾는 기상레이더는 파장이 수 cm인 전파를 쏘아 구름 안에 있는 빗방울이나 눈송이와 부딪혀 되돌아오는 시간을 측정한다.

그러나 레이더는 구름 속 물방울의 크기가 작으면 그대로 통과해 버리는 한계가 있다. 고도가 10km 이상 올라가면 공기가 줄면서 전파와 부딪힐 입자도 줄어들어 반응을 하지 않는다.





반면 라이다는 파장이 250nm(나노미터·1nm는 10억분의 1m)에서 10μm(마이크로미터·1μm는 100만분의 1m)로 짧은 빛(전파)을 쏘기 때문에 작은 물방울도 정밀하게 측정한다. 고도 80km까지 감시하기 때문에 성층권의 오존층에서 일어나는 변화도 관측할 수 있다.

라이다는 광활한 지역에서 이산화황, 이산화질소, 먼지 같은 미세 오염물질의 종류와 이동 모습을 감시하는 데 사용된다. 1986년 옛 소련 체르노빌에서 일어난 방사능 유출 사고 때도 방사능 물질이 유출 경로와 확산 방향을 관측하는데 활용됐다.

최근에는 정교한 신호를 감지할 수 있어 특정 지역의 지형과 식생 종류, 분포를 알아내는데도 이용된다.

지난 달 30일 국립산림과학원은 라이다를 항공기에 실어 숲의 이산화탄소 흡수량을 측정하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 숲에서 되돌아온 신호에서 나무들의 키와 굵기, 분포를 예측하는 방식이다. 나무의 수관(나뭇가지)은 길면 길수록 이산화탄소를 더 많이 흡수하기 때문에 되돌아온 정보를 분석하면 전체 숲의 온실가스 흡수량을 비교적 정확하게 예측할 수 있다.

산림과학원 원격탐사팀 관계자는 “라이다를 항공기에 실어 측정하면 넓은 산림에 사는 나무들 높이와 분포 현황을 간편하게 얻을 수 있어 숲이 흡수 가능한 온실가스량을 측정하는 것이 가능하다”고 설명했다.









박근태 동아사이언스 기자 kunta@donga.com 



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