인공강우 전하 이용할 수 있음을 증명...외계행성 기상 이해에도 도움

1950~60년대 냉전시절 미국이나 소련, 중국 등은 핵폭발로 인해 발생하는 낙진이나 인간이나 생태환경에 미칠 수 있는 영향을 무시하고 공공연하게 지상 핵실험을 실시했다. 그런데 냉전 중 지상핵실험이 폭발장소에서 수 천㎞ 떨어진 장소의 기상 패턴을 변화시켰을 것이라는 연구결과가 나왔다.

영국 레딩대 기상학과, 베스대 전기전자공학과, 브리스톨대 항공우주공학과 공동연구팀은 1950~1960년대 미국과 소련이 시행한 핵실험에서 방출된 전기전하가 당시 비구름에 영향을 줘 수 천 ㎞ 떨어진 곳의 강수량을 늘렸다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 13일자에 실렸다.

냉전 시절에는 미-소 양국은 군사적 능력을 과시하기 위해 핵무기를 개발해 지상에서 핵실험을 실시했다. ‘원자폭탄의 주(州)’로 불려진 네바다의 사막이나 태평양, 극지에 위치한 외딴 섬에서 지상실험을 했는데 낙진과 같은 방사성물질은 대기권 전체로 퍼져나갔던 것으로 알려져 있다. 방사능은 공기를 이온화시켜 전하를 방출하는데 주변의 원자나 분자에 부딪쳐 더 많은 전하입자를 만들게 된다. 이렇게 만들어진 전하입자들은 대기 중 먼지, 그을음, 물방울을 응집시켜 비처럼 땅에 떨어지도록 만든다.

연구팀은 실제로 지상핵실험이 강우량에 변화를 줄 수 있는지에 대해 파악하기 위해 1962~1964년까지 런던 인근 큐지역과 셰틀랜드 제도의 레릭에 위치한 영국기상청 관측소 기록을 분석했다. 특히 셰틀랜드 레릭지역은 스코틀랜드에서 북서쪽으로 300마일 이상 떨어져 있어서 다른 인위적 오염원의 영향을 받지 않아 탐지하기 어려운 강수영향을 관찰하기 좋은 곳으로 알려져 있다.그 결과 지상 핵실험 실시 직후가 그렇지 않은 때보다 강수량이 24% 정도 높은 것으로 확인됐다. 연구팀에 따르면 대기 중 전하는 구름 속 물방울이 충돌하고 결합하는 방식을 바꿔 물방울 크기에 영향을 미치고 결국 강수량에 영향을 미치게 된다.

길스 해리슨 레딩대 교수(기후물리학)는 “이번 연구결과는 화학물질을 사용하지 않고 전하가 어떻게 강수에 영향을 미치는지를 보여줌으로써 가뭄을 줄이거나 홍수를 예방할 수 있는지를 보여준다”라며 “우주선(線)의 영향으로 만들어진 전하 입자로 대기가 채워져 있는 목성과 해왕성 같은 외계행성의 날씨 패턴을 더 잘 이해하는데 도움을 줄 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr