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2014년 12월 21일 일요일

OCO-2 가 관측한 지구의 이산화탄소 지도

 

 나사는 2014 년 7월 2일 최신 이산화탄소 맵핑 위성인 OCO - 2 (Orbiting Carbon Observatory-2) 를 발사했습니다. ( http://jjy0501.blogspot.kr/2014/07/NASA-Orbiting-Carbon-Observatory-2.html 참조) 이 위성은 극궤도 위성으로 지상에서 약 700km 상공에서 공전하면서 지구 지표의 80% 이상을 탐색할 수 있습니다. 목표는 이름처럼 시간과 장소에 따른 이산화탄소의 농도변화를 정밀 측정하는 것입니다. 

 이산화탄소는 지구 대기에서 수증기 다음으로 중요한 온실 가스입니다. 이산화탄소의 역할은 대단히 중요해서 이런 온실 가스가 없다면 지구는 빙하기보다 더 혹독한 추위로 대부분의 생명체가 살기 부적합한 행성이 되고 말 것입니다. 문제는 최근 대기 중 이산화탄소 양이 갑자기 급격히 증가 중에 있다는 것입니다. OCO-2 는 이를 더 정밀하게 측정할 목적으로 발사되었습니다. 그리고 첫 번째 지도를 공개했습니다. 



(10월 1일부터 11월 11일까지 지구 대기 중 이산화탄소 농도 분포. 1년 중 전체 데이터가 아니며 시간에 따른 변동을 포함하지 않았다는 것에 주의.  Global atmospheric carbon dioxide concentrations from Oct. 1 through Nov. 11, as recorded by NASA's Orbiting Carbon Observatory-2. Carbon dioxide concentrations are highest above northern Australia, southern Africa and eastern Brazil.
Image Credit: NASA/JPL-Caltech)  


 대기 중 이산화탄소의 농도는 대략 400ppm 이 약간 안되는 정도에서 일정하게 유지되지만 (그리고 매년 2 ppm 이상 증가 중이지만) 사실 인간이 배출하는 이산화탄소, 그리고 자연적으로 배출되는 이산화탄소, 식물이 흡수하는 이산화탄소, 바다와 토양으로 흡수되는 이산화탄소 등이 서로 계절적으로 복잡하게 얽혀 있어 수십 ppm 이내에서 극심한 변동을 보입니다. 그리고 지구의 대기 순환에 따라 이는 더 복잡한 패턴을 보입니다. 이점은 아래 시뮬레이션 영상을 보면 더 확실하게 이해가 가능할 것입니다. 


(지구 이산화탄소 농도 시뮬레이션. 일년 간 변동을 나타낸 것으로 영상 전체를 봐야 이해가 빠를 것 ) 


 이번에 공개된 것은 실시간 10월 1일부터 11월 11일까지의 데이터를 모은 것으로 향후 더 정확한 이산화탄소 지도 작성과 시뮬레이션의 기초 자료로 사용될 것입니다. 물론 OCO-2 는 1년 전체 데이터를 지금도 모으고 있으며 이 결과는 내년 하반기 쯤 공개될 것입니다. 

 일단 OCO-2의 초기 데이터를 분석한 콜로라도 대학의 크리스토퍼 오델 교수(Christopher O'Dell, an assistant professor at CSU and member of OCO-2's science team)는 현재 과학자들이 사용하는 모델과 실제 데이터가 전체적으로는 잘 일치했다면서도 몇몇 흥미로운 차이들도 있었다고 언급했습니다.   


 아마도 이러한 차이 중 일부는 관측 기기의 오차 때문일 수도 있지만 일부는 우리가 지금까지 알지 못했던 어떤 현상을 의미할 수도 있습니다. OCO-2의 데이터가 점차 누적되고 분석되면 이제까지 우리가 알지 못했던 새로운 사실들이 밝혀질 것이며, 이는 미래에 더 정확한 기상 시뮬레이션을 만드는데 도움이 될 것입니다. 그러면 과학자들은 더 정확하게 미래의 기후 변화를 추정할 수 있을 것으로 기대됩니다. 


 OCO-2에 탑재된 3 개의 분광기 가운데 하나는 광합성 반응에서 일어나는 solar-induced chlorophyll fluorescence (SIF)를 분석할 수 있습니다. 이를 통해 지구의 이산화탄소 농도 조절에 중요한 역할을 하는 광합성 반응 지도를 작성할 수 있습니다. 이 역시 지구의 탄소 순환을 이해하기 위한 중요한 자료라고 할 수 있을 것입니다. 


(이번에 같이 공개된 SIF  지도. 8-10월 사이 데이터. This map shows solar-induced fluorescence, a plant process that occurs during photosynthesis, from Aug. through Oct. 2014 as measured by NASA's Orbiting Carbon Observatory-2. This period is springtime in the Southern Hemisphere and fall in the Northern Hemisphere.
Image Credit: NASA/JPL-Caltech) 

 과학자들은 지구 대기의 이산화탄소 농도 변화가 어디까지 자연적인 요인에 의한 것이고 어디까지 인간에 의한 것인지 OCO-2 데이터를 통해 더 자세히 알애낼 수 있습니다. OCO-2 의 데이터는 이산화탄소 및 탄소 순환의 정확한 측정을 위한 다국적 과학적 모임인 Total Carbon Column Observing Network (TCCON)에 합쳐질 것입니다. 이미 TCCON 은 5년에 걸처 다양한 위치에서 이산화탄소 농도를 모니터링 하고 있습니다. 

 TCCON 의 수장인 폴 웬버그 교수(Paul Wennberg, a professor at Caltech and head of the TCCON network)는 OCO-2의 초기 데이터가 매우 좋다면서 앞으로의 성과를 기대하고 있습니다. 기후 변화라는 큰 위협에 직면한 우리에게 OCO-2의 데이터는 앞으로 어떤 일이 발생하고 어떻게 해야만 하는지에 대한 좋은 자료가 될 것으로 생각됩니다. 


 참고 


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