글로벌 관측 과 개선된 모델이 대기 먼지를 추적

 

미네랄 먼지는 건강과 기후에 영향을 미친다. 새로운 추적 방법은 마침내 그것의 동작을 모니터링하고 예측할 수 있다.

매년 봄과 가을, 이른 아침에 세르비아 베오그라드에 붉은 비가 몇 차례 내린다. 비는 수백 톤의 에어로졸 미립자가 정기적으로 아프리카의 건조 지대 위를 떠다니는 사하라 사막에서 남쪽으로 천 킬로미터 떨어진 곳에서 발생하는 먼지로부터 특이한 색깔을 얻습니다. 대부분은 habobs로 알려진 극적인 먼지 사건 동안에 말입니다. 이 먼지는 지중해를 가로질러 높은 고도로 이동하고 베오그라드에서 마드리드(아마존처럼 서쪽으로 멀리 갈 수 있음)까지 많은 다른 남부 유럽 도시에도 떨어져 강수량, 사람들의 건강, 항공 운송 및 기후에 영향을 미친다.

 

2022년 3월 스페인에서 있었던 것과 같은 강한 먼지 폭풍의 일부 에피소드는 세계 언론의 관심을 받는다. 그런 에피소드가 있는 동안 아침 TV 프로그램과 소셜 미디어는 자동차와 발코니에 있는 구릿빛 먼지의 사진들로 넘쳐난다. 기상학자들과 대기 물리학자들의 전화가 쉴 새 없이 울린다. 이 과학자들 중에는 베오그라드 물리 연구소의 슬로보단 니코 비치가 있는데, 그는 먼지 대기 운송 모델링에 자신의 경력을 바쳤다. SDS-WAS(Sand and Dust Storm Warning Advisory and Assessment System)의 설계자 중 한 명이며, 세계기상기구(WMO)의 SDS-WAS 운영위원회 위원이다.

 

"미네랄 먼지는 대기 중에서 가장 풍부한 에어로졸 중 하나입니다."라고 Nicovic은 말한다. IPB는 반사된 빛이 수신기로 돌아오는 데 걸리는 시간을 기준으로 대기 중 입자의 위치를 파악하는 펄스 레이저인 라이다(Lidar)로 먼지를 추적한다. 라이다는 최근 몇 년간 지상에서 광물 먼지가 이동하는 것을 관찰하는 데 사용된 많은 도구 중 하나일 뿐이다. 최근에는 물리학자와 기후과학자들의 커뮤니티를 넘어 먼지에 대한 일반적인 관심이 크게 증가하면서 먼지 연구에 활력을 불어넣고 제도적 지원을 강화하고 있다. 세계기상기구는 2007년에 SDS-WAS를 설립했다. 현재는 여러 나라의 과학자들의 국제적인 협력으로 대기로부터의 실시간 데이터가 충분히 확보되어 있어 새로운 방식으로 먼지 수송을 관측하고 모델링 할 수 있다.

 

수백만 톤의 공기

광물 먼지는 지름이 서브 미크론에서 수십 미크론에 이르는 다양한 모양과 크기의 작은 입자들로 만들어진다. 주로 지각을 구성하는 산화물과 탄산염으로 구성된 이 조각들은 복잡한 지형학적 과정에서 탄생한다. 최근의 연구는 대부분의 주요 먼지원이 간헐적인 홍수로 인해 깊은 충적층이 형성된 지형적 저지대의 건조한 지역에 위치한다는 것을 보여주었다.

 

먼지 입자는 난류 상승 기류에 의해 높은 대기 수준으로 올라간다. 입자들이 먼 거리를 이동한 후에, 그들은 비나 중력 침전물 때문에 다시 땅에 정착한다. 먼지는 생물계의 풍요로움에 기여한다. 바다에서, 그것은 대기 중 산소의 최대 45%를 생산하는 식물성 플랑크톤의 중요한 미네랄 공급원이다. 사하라 먼지에서 나오는 철과 질산염과 인산염과 같은 대규모 영양소는 식물성 플랑크톤의 성장에 필수적이다. 차례로, 식물성 플랑크톤은 새우, 달팽이, 해파리, 그리고 많은 다른 바다 생물들에게 영양을 제공하면서 해양 먹이 사슬의 기초의 일부를 형성한다. 마찬가지로 사하라 먼지는 아마존 열대우림의 식물군에 인과 같은 필수 영양소를 제공한다. 하지만 먼지는 또한 잠재적으로 파괴적인 영향을 미친다. "먼지와 관련된 위험은 종종 과소평가됩니다."라고 버지니아에 있는 조지 메이슨 대학의 다니엘 통이 말합니다. "우리는 체계적인 관점이 필요합니다. 그것은 잠재적인 피해의 전체 목록으로 시작한다."

 

대기 중에서 먼지는 들어오는 태양 복사를 흡수하고 산란시킨다. 먼지 입자는 또한 얼음을 생성하여 이질적인 구름의 빙하 작용을 더 효율적으로 만들어 강수량의 형성에 기여한다. 결과적으로, 먼지는 기후 변화에 다양한 영향을 미친다. 기후 변화에 관한 정부 간 패널은 먼지가 입자 크기, 고도, 그리고 자연에 따라 지구 온도를 증가시키거나 감소시킬 수 있다고 말한다. 최근의 한 논문은 북극과 남극대륙의 온난화를 가속화하는 먼지의 북극 원천에 대해 보고했다. 빙하가 후퇴하면서, 그들은 새로운 맨땅 지역을 만들어내고, 이것은 고위도 지역의 새로운 먼지원이 된다. 그 후 먼지는 극지방의 빙하에 정착하고 어두워지며, 이 빙하는 더 많은 방사선을 흡수하고 더 빨리 녹는다.