우주에서 본 기후위기: 위성으로 본 지구의 상처

우주에서 본 기후위기: 위성으로 본 지구의 상처

대학생신재생에너지기자단 26기 김예은

 

우주에서 본 기후위기

산업혁명 이후, 인류는 엄청난 발전을 이루며 동시에 지구를 개발해왔다. 다만 현재는 그 개발의 여파로써 기후위기를 맞이했고, 그러한 결과는 피부로 느낄 수 있을 정도로 가까워졌다. 잦은 가뭄이나 홍수, 폭염, 달라진 계절의 길이 등 피부로 느낄 수 있는 지표들도 있지만, 아직까지도  기후변화가 추상적이라고 느끼는 사람들도 있을 수 있다. 이를 위해 지구의 온도나 빙하, 산림, 사막화, 바다의 변화 등 백마디 말보다 한장의 위성사진으로 본다면 보다 더 직관적으로 기후위기를 관측할 수 있다.

[자료 1. 구글 어스 타임랩스]

출처 : 한겨레

위 사진은 구글이 미국항공우주국(NASA), 미국 지질조사국, 카네기멜론대학 등과 협력한 동영상 프로젝트의 자료를 발췌한 것이다. 이러한 위성 자료를 통해 우리는 기후변화를 더 잘, 몸소 이해할 수 있게 된다. 기후변화는 더 이상 이론이 아니다. 데이터로, 이미지로 확인할 수 있는 현실이 됐다. 그리고 그 '눈'의 가장 정밀한 버전이 바로 인공위성이다.

 

위성은 어떻게 기후를 관측할까?

기후관측 위성은 일반적인 통신 위성과 달리, 온실가스 농도, 해수면 온도나 빙하의 두께, 대기 조성 등을 관측하고 분석한다. 이러한 기후관측 위성에는 다양한 기술들이 접목돼 있는데, 먼저 광학 카메라는 지표면의 변화를 고해상도로 촬영하고 적외선 센서는 온도와 에너지 흐름을 감지한다. 마이크로파 센서는 대기와 해양의 습도, 강수량을 분석하며, 레이저 고도계는 빙하의 두께와 해수면의 높이를 정밀하게 측정한다.

이러한 기술들을 활용해 기후 관측 위성은 극지방의 빙하 면적과 두께, 대기 중 이산화탄소, 메탄, 오존 등의 농도, 산불 발생 지점과 열 분포, 해수면 상승 속도와 해류 변화, 사막화 진행 속도와 식생 분포 등을 지속적으로 추적한다. 대표적으로 미국항공우주국(NASA)의 ICESat-2는 극지방의 빙하 높이를 정밀하게 측정하고 유럽우주국(ESA)의 Sentinel-5P는 대기 중 이산화질소, 오존 등의 농도를 파악한다. 위성은 이러한 정보들을 통해 시시각각으로 변하는 지구를 우리가 눈으로 볼 수 있는 데이터로 변환해 전달하는 역할을 한다.

 

위성이 포착한 지구의 상처들

미국항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)의 얼음 관측 위성 ICESat-2 위성과 CryoSat-2는 그린란드와 남극의 빙하 두께를 실시간으로 측정하고 있다. 영국의 리즈대학교 니틴 라빈더 박사팀은 '지구물리학 연구회보'에서 지구온난화로 2010년부터 2023년 그린란드 빙상이 평균 1.2m 녹았고, 가장 많이 녹은 곳은 북동부 자카리 이스트륌으로 빙상두께가 75m가 얇아졌다고 밝혔다. 또한 빙상의 가장자리 부분은 평균 6.4m가 녹아 5배 이상 빠르게 녹았다고 한다.

[자료 2. 브라질 아마존 산불 위성사진]

출처 : 동아사이언스

2019년 아마존 열대우림에서 발생한 대형 산불은 전 세계를 충격에 빠뜨렸다. 이는 아마존 우림에서 산발적으로 일어난 산불로, 1월부터 10월까지 지속돼 약 4만km2의 규모의 피해가 발생했다. ESA의 Sentinel 위성과 NASA MODIS 위성은 산불 발생 위치, 확산 속도, 연기 분포를 실시간으로 추적했다. 지구의 허파라고 불리는 아마존 우림은 대기의 이산화탄소를 저장하는 역할을 한다. 그러나 1980년대 이후로 해마다 반복되는 산불로 열대우림이 파괴돼 80년대 이후 10%가 넘게 파괴됐다. 기후관측 위성은 이러한 아마존 우림의 기후 위기 등을 실시간으로 추적하고 분석하는 역할을 하고 있다.

 

우리나라의 위성

우리나라는 독자적인 발사체 기술과 위성정보 확보를 위해 2003년부터 본격적으로 기상 위성 개발을 시작해 2010년, 우리나라 최초 정기궤도 기상위성인 천리안위성 1호 발사에 성공했다. 천리안위성 1호를 통해 그동안 다른 나라의 위성정보를 받아 활용하는 것에서 우리가 원하는 지역과 시간에 자료를 볼 수 있게 됐다. 2018년 12월에는 천리안 위성 2A호가 발사됐고, 이는 컬러 영상 관측을 통해 급변하는 기상현상에 대비할 수 있는 기반 마련과 더불어 특별관측 기능을 통해 특정 지역을 집중 추적 관측할 수 있게 됐다. 2020년에는 천리안 위성 2B호가 발사돼 미세먼지 등 대기오염물질을 상시 관측할 수 있는 '초분광 환경탑재체'를 장착해 미세먼지 자료를 파악하는 데 큰 도움을 준다.

[자료 3. 천리안 2B]

출처 : 한국항공우주연구원

 

위성이 보내는 정보, 감시 아닌 경고

위성이 보내오는 정보는 단순한 관측이 아닌 경고다. 인간이 바꿔버린 자연을 실시간으로 증거로서 기록하고 있는 것이다. NASA Earth Observatory는 위성 이미지에 설명을 붙여 누구나 볼 수 있도록 공개하고 있다. 아마존 산불, 호주의 산호초 백화, 동남아의 삼림 파괴, 북극의 빙하 후퇴 등은 데이터와 함께 이미지로도 제공된다. 이러한 정보를 가지고 어떻게 행동해야 할지는 우리의 선택에 달려있다. 우리는 지금 역사상 많은 정보를 갖고 있다. 위성은 인류가 지구에 어떤 영향을 미치고 있는지를 매일같이 알려주고 있다. 위성의 역할은 데이터 제공이고, 그 이후의 역할은 우리의 몫이다. 기후위기를 극복하기 위해 다양한 기술적 대응 및 정책 변화와 국제적 협력이 필요하다. 또한 시민 개개인의 인식 변화와 행동도 따라와야 할 것이다. 이러한 노력들이 합쳐지고 계속해 이루어진다면 암울한 위성사진이 아닌 건강한 지구를 위성사진으로 관측할 수 있을 것이다.

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위성과 기후에 대한 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기

1. "구글 AI 탑재 메탄샛 위성, 메탄 배출 주범 잡을 수 있을까?", 25기 맹주현, https://renewableenergyfollowers.org/4425

구글 AI 탑재 메탄샛 위성, 메탄 배출 주범 잡을 수 있을까?

2. "세계 최초 정지궤도 환경위성 “천리안 2B”호, 미세먼지 해결방안 찾을까?", 17기 심유진, https://renewableenergyfollowers.org/2940

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참고문헌 

[우주에서 본 기후위기]

1) 최우리, "[영상] 3D 타임랩스로 본 지구 37년…오직, 기후위기가 찍혔다", 한겨레, 2021.04.16., https://www.hani.co.kr/arti/society/environment/991344.html

[위성이 포착한 지구의 상처들]

1) 유영규, "그린란드 빙상, 13년 새 평균 1.2m 얇아져…최고 75m 녹아", SBS NEWS, 2024.12.23., https://news.sbs.co.kr/news/endPage.do?news_id=N1007921910

2) 정한길, "[에코리포트]아마존이 활활 타고 있다", 동아사이언, 2019.10.26., https://www.dongascience.com/news.php?idx=31759

[한국의 위성은 어떤 역할을 하고 있을까?]

1) 한국항공우주연구원, https://www.kari.re.kr/kor/contents/41

2) 한국환경산업기술원, 한국환경산업기술원 블로그, 2023.08.29., "누리호에 지구와 우주의 기후를 관측하는 위성이 있다고?"