대기를 씻어내려는 고위험 시도
뉴델리는 스모그가 절정에 이르는 계절을 맞아 눈에 띄는 새로운 방법을 시도했다. 항공기가 겨울철 낮은 구름에 화학물질을 뿌려 비를 유도하고, 그 비로 대기 중 매연과 먼지를 씻어내려는 것이다. 화요일 진행된 구름씨뿌리기 비행에는 인도공과대 칸푸르 캠퍼스(IIT Kanpur) 과학자들이 참여했다. 이들은 요오드화은과 염화나트륨을 담은 발연탄을 사용해 수분이 빗방울로 형성되도록 유도했다. 목표는 간단했다. 짧은 소나기라도 내려 오염물질을 가라앉히고, 보건 기준을 훨씬 웃도는 오염된 공기를 마시는 주민 수백만 명에게 숨통을 틔워주는 것이다.
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당국은 이번 시도를 조건이 맞으면 더 큰 계획을 추진하기 위한 시험으로 설명했다. 소형 항공기는 칸푸르에서 이륙해 디왈리 연휴 이후 연무가 짙어진 델리 일부 지역의 구름에 씨뿌리기를 했다. 수도에서 오염 저감을 위해 수십 년 만에 처음 실시된 이번 작전은 과학 실험인 동시에, 계절성 스모그가 공중보건 위기로 번진 도시를 위한 긴급 대응이다.
당국의 공식 관측에 따르면 초기 측정에서 도시 전체 대기질지수는 304~306 안팎으로 ‘매우 나쁨’ 수준을 유지했다. 이 수준의 대기질은 모든 사람에게 해로우며 호흡기와 심장 질환을 악화시킬 수 있다. 2천만 명 넘게 거주하는 뉴델리와 주변 지역에서는 겨울철 미세먼지 농도가 세계보건기구 기준치의 몇 배까지 치솟는 일이 잦다. 연무는 차량 배기가스, 산업 배출물, 건설 현장 먼지, 쓰레기 소각 연기, 인근 주의 농작물 잔재물 소각 연기가 뒤섞인 것이다. 차갑고 정체된 공기가 이 오염물질을 지표면 가까이에 가둔다.
첫 시험에서 무슨 일이 있었나
당국에 따르면 화요일 시험에는 요오드화은과 소금 결정이 든 발연탄 8개를 실은 세스나 항공기가 투입됐다. 항공기는 델리 북부와 북동부 지역에서 약 30분 동안 구름씨뿌리기를 했다. 기상학자들은 당시 구름의 습도가 약 10~20%에 불과했다고 보고했다. 씨뿌리기 후 비가 내릴 가능성이 가장 높은 통상적인 습도인 50~60%에 크게 못 미치는 수준이다. 인도기상청은 저녁까지 수도에서 측정 가능한 강우가 없었다고 밝혔다. 인근 노이다에서는 약 0.1밀리미터, 그레이터 노이다에서는 약 0.2밀리미터의 미량 강우가 기록됐다.
델리 정부는 비가 내리지 않았지만 시험 지역의 센서에서 작전 후 미세먼지 농도가 소폭 낮아진 것으로 나타났다고 밝혔다. 당국은 마유르 비하르, 카롤 바그, 부라리에서 PM2.5 수치가 각각 약 221에서 207로, 230에서 206으로, 229에서 203으로 떨어졌으며 PM10 수치도 소폭 하락했다고 보고했다. 이는 제한된 지역의 측정값으로, 다음 날 아침에도 ‘매우 나쁨’ 수준에 머문 도시 평균을 반영하지는 않는다. 그럼에도 당국은 습도가 나아질 때 추가 시험을 해야 한다는 근거로 이 수치를 들고 있다.
이번 사업의 핵심 과학 자문역인 IIT 칸푸르 소장 마닌드라 아가르왈은 구름이 적절한 조건을 갖추면 이 기법이 일시적인 완화 효과를 낼 수 있지만, 배출이 계속되면 효과가 사라질 것이라고 말했다.
비가 오면 오염이 줄지만, 오염원이 사라진 것은 아니기 때문에 다시 늘어납니다. 구름이 낄 때마다 이 과정을 반복해야 합니다.
당국은 씨뿌리기 후 강우가 구름의 움직임에 따라 15분 뒤부터 4시간 뒤 사이에 내릴 수 있다고도 밝혔다. 델리시는 5차례 시험에 약 3억2,100만 루피를 배정했으며, 비행 1회당 비용은 약 640만 루피다. 지금까지 세 차례 시도가 진행됐고, 적절한 구름이 나타나면 며칠 안에 추가 비행이 계획돼 있다. 결과와 기상 여건에 따라 2월까지 장기 프로그램을 진행하는 방안도 검토 중이다.
구름씨뿌리기는 어떻게 작동하나
구름씨뿌리기는 구름 내부의 미세물리 과정에 작은 변화를 유도하는 기법이다. 많은 구름에는 과냉각 물방울이 들어 있는데, 계기가 없으면 비로 떨어지지 않는다. 얼음과 비슷한 구조를 가진 요오드화은 같은 입자나 수분을 끌어당기는 소금 입자를 뿌리면, 물 분자가 모이고 얼거나 성장할 수 있는 작은 표면이 생긴다. 이후 입자끼리 충돌해 빗방울이 되고, 충분히 무거워지면 떨어진다. 이 기법은 맑은 하늘에서 구름을 만들어내는 것이 아니다. 수분이 충분하고 온도 조건이 알맞은 구름에서만 강수를 늘릴 수 있다.
사용되는 화학물질
요오드화은은 결정 격자가 얼음 형성을 촉진하기 때문에 차가운 구름의 씨뿌리기에 흔히 쓰인다. 따뜻한 구름에서는 물방울 성장을 유도하기 위해 염화나트륨 등 염류를 사용할 수 있다. 방출량은 적고 넓은 지역에 분산되며, 비행 계획에 따라 관리된다. 일부 과학자는 반복적으로 사용하면 염류나 은 화합물이 토양이나 물에 축적될 가능성을 우려한다. 장기적인 환경 영향에 관한 증거는 제한적이므로 연구자들은 침적량을 주의 깊게 관측하고 씨뿌리기 경로 주변을 정기적으로 조사해야 한다고 권고한다. 특히 비행이 잦아지는 경우에는 더욱 그렇다.
전 세계 구름씨뿌리기 사업의 성과는 엇갈린다. 미국 서부 지역을 대상으로 한 독립 평가에서는 조건이 유리할 때 강수량이 한 자릿수에서 10%대 초반까지 증가한 것으로 나타났다. 아랍에미리트는 특정 임무에서 더 큰 증가율을 보고했으며, 중국 당국은 주요 행사를 전후해 기상 조절을 위해 오랫동안 구름씨뿌리기를 활용해왔다. 구름마다 조건이 다르고 자연 변동성이 작은 변화를 가리는 경우가 많아 인과관계를 입증하기는 어렵다. 델리에서는 가뭄 해소를 위해 1957년과 1972년에 앞서 구름씨뿌리기를 시도했다. 2023년 계획은 승인과 기상 문제로 진척되지 않았다. 이번 시험은 스모그 완화를 위해 구름씨뿌리기를 활용하려는 50여 년 만의 첫 대규모 시도다.
델리는 왜 겨울마다 숨 막히나
델리의 스모그는 배출물과 기상 물리가 함께 작용해 발생한다. 기온이 떨어지면 차갑고 밀도 높은 공기층이 지표면 가까이에 깔려 뚜껑처럼 작용한다. 배기관과 굴뚝, 건설 현장, 쓰레기 소각에서 나온 오염물질은 이 층 아래에 쌓인다. 10월 말과 11월에는 바람이 약해지고, 수확철의 짧은 기간 동안 지역 농작물 잔재물 소각 연기가 더해진다. 그 결과 햇빛을 산란시키고 시야를 흐리는 PM2.5와 PM10 등 미세입자가 짙게 형성된다. 폐 깊숙이 침투해 혈류에 들어갈 수 있는 PM2.5는 천식 발작, 심장 질환, 뇌졸중 위험 증가와 관련이 있다.
오염이 급증하면 지방 및 지역 당국은 단계별 대응책을 가동한다. 대부분의 건설·철거 작업 중단, 디젤 발전기 사용 제한, 혼잡한 도로의 살수차와 진공 청소차 투입, 일부 트럭 운행 제한 등이 포함된다. 이런 조치는 먼지와 매연을 어느 정도 줄일 수 있지만 새로운 오염물질이 계속 배출되는 것을 막지는 못한다. 그래서 비가 내리거나 바람의 방향이 바뀌면 공기가 나아졌다가도, 대기가 정체되면 며칠 만에 다시 악화될 수 있다.
인공강우에 대한 전문가들의 견해
시험을 지지하는 이들은 적절한 구름이 나타날 때 인공강우가 광범위한 폐쇄 조치 없이도 오염이 가장 심한 시기의 농도를 낮추고 시야를 개선하는 또 하나의 수단이 될 수 있다고 주장한다. 반면 많은 연구자와 공중보건 전문가들은 구름씨뿌리기가 기껏해야 임시방편이며, 실질적인 개선은 오염원을 줄이는 데서 나온다고 지적한다.
뉴델리 인도공과대 교수 크리슈나 아추타 라오는 기상 조절이 더 강력한 오염 통제 규제를 대신할 수 없다고 주장했다.
구름씨뿌리기는 대기오염을 줄이는 데 효과가 없습니다. 하루 이틀 수치를 바꿀 수는 있겠지만, 모든 오염원에서 배출을 줄이는 강력한 법만이 공기를 깨끗하게 할 수 있습니다.
공중보건 활동가들도 우려를 나타냈다. 과학환경센터의 아누미타 로이초두리는 인공강우가 잠깐의 완화를 가져올 수 있지만, 오염원을 지속적으로 통제하는 일을 대신할 수는 없다고 말했다.
효과는 몇 시간에서 길어야 이틀 정도 지속된 뒤 연무가 돌아옵니다. 투자는 지상에서 실제로 배출량을 줄이는 데 집중해야 합니다.
정부 과학자들은 이번 사업이 바로 그런 취지로 설계됐다고 말한다. 드물게 기상 조건이 맞을 때만 시행하는 제한적 개입이지, 더 근본적인 감축을 대체하는 것이 아니라는 설명이다. 이들은 씨뿌리기를 한 일부 지역에서 PM 수치가 낮아졌다는 측정 결과도 추가로 연구할 계획이라고 밝혔다. 이제 핵심 쟁점은 효과의 일관성, 비용, 그리고 심각한 오염이 발생했을 때 실질적으로 충분한 완화 효과를 낼 수 있는지 여부다.
구름씨뿌리기 외에 당국이 하는 일
델리의 스모그 대책은 이미 교통, 산업, 건설, 폐기물 분야를 아우른다. 차량 검사 강화, 청정 연료와 전기버스 보급 확대, 산업 굴뚝 배출 규제 강화, 수도 주변 노후 석탄 발전 설비의 가동 중단 명령 등이 정책에 포함된다. 작업반은 대형 건설 현장에 물을 뿌리고, 비산 물질을 덮으며, 교통량이 많은 도로에서 진공 청소차를 운행한다. 과거 오염이 심한 시기에는 민간 차량의 홀짝 운행 제한도 시행됐다. 이러한 수단이 도움이 되지만 규정 준수에는 허점이 남아 있고 지역별 집행 수준도 다르다.
가장 효과적인 조치 가운데 상당수는 도시 경계 밖에서 이뤄져야 한다. 농경지 소각 연기를 줄이려면 작물 잔재물을 토양에 환원하는 처리법과 결속기·분쇄기를 저렴하게 이용할 수 있는 방안 등 실현 가능한 대안이 필요하다. 트럭 배출을 줄이려면 주간 검사 체계를 강화하고 주간 화물 운송로를 더 깨끗하게 만들어야 한다. 전력과 산업 부문에서는 배출 기준의 일관된 집행, 상시 감시, 예측 가능한 처벌이 필요하다. 도시 기관은 청정 대중교통을 확대하고 최종 목적지까지의 연결성을 개선하며 연중 도로 먼지를 관리할 수 있다. 상시 관측과 투명한 공개를 포함해 데이터를 더 효과적으로 활용하면 가장 큰 오염원에 노력을 집중할 수 있다.
앞으로의 계획
환경 당국은 구름과 습도 조건이 나아지면 추가 구름씨뿌리기 비행을 진행할 계획이라고 밝혔다. 겨울철 때때로 평야에 비를 내리는 서부 교란이 발생할 때도 포함된다. 새로 내리는 비가 도시 밖으로 흩어지지 않고 델리 일대에 내릴 가능성을 높이기 위해 항공기는 바람 방향에 맞춰 구역을 선정할 예정이다. 당국은 각 비행 후 씨뿌리기를 한 지역과 하지 않은 지역의 미세먼지 농도 및 강수량을 나란히 측정해 효과를 평가할 계획이다.
여러 과학자와 시민단체는 성공 여부를 판단할 명확한 기준, 독립적인 평가, 비행 경로와 화학물질 투입량 및 관측 결과의 공개를 요구하고 있다. 반복적인 씨뿌리기가 농경지나 지하수에 측정 가능한 침적물을 남기는지 추적할 기본적인 환경 관측도 필요하다고 강조한다. 앞으로의 비행이 비를 유도하든 그렇지 않든, 보건상 중요한 결론은 대부분의 전문가가 말하는 것과 같다. 지속적인 완화를 위해서는 더 넓은 지역에서 차량, 산업, 발전, 먼지, 소각으로 인한 배출을 꾸준히 줄여야 한다.
핵심 내용
- 델리는 인공강우를 유도해 대기오염을 씻어내기 위한 이례적인 구름씨뿌리기 시험을 실시했다.
- 세스나 항공기가 여러 지역 상공의 구름에 요오드화은과 염화나트륨 발연탄을 살포했다.
- 화요일 수도에서는 측정 가능한 비가 내리지 않았으며, 노이다와 그레이터 노이다에서만 미량 강우가 기록됐다.
- 시험에도 불구하고 도시 전체 대기질지수는 304~306 안팎의 ‘매우 나쁨’ 수준을 유지했다.
- 당국은 일부 시험 지역의 센서에서 씨뿌리기 후 PM2.5와 PM10 수치가 낮아진 것으로 나타나 추가로 분석할 예정이라고 밝혔다.
- 과학자들은 구름 습도가 10~20%로, 씨뿌리기 효과를 내기 위해 통상 필요한 50~60%에 크게 못 미쳤다고 보고했다.
- 5차례 시험에 약 3억2,100만 루피가 들며, 조건이 허락하면 추가 비행이 계획돼 있다.
- 전문가들은 인공강우가 기껏해야 잠깐의 완화 효과만 낼 수 있다고 경고하며, 각 부문의 배출 규제 강화를 강조한다.
- 당국은 건설 제한, 디젤 발전기 사용 제한, 도로 먼지 관리 등 별도의 대책도 계속 시행하고 있다.
- 장기적인 개선을 위해서는 청정 교통, 엄격한 산업 규제, 개선된 폐기물·먼지 관리, 농작물 소각 대안이 필요하다.
