김혜미 교수 연구팀, 성층권 에어로졸 주입 위치에 따른 북극 해빙 회복 효과 규명
김혜미
과학교육과
기후공학 설계 전략 제시… 북극 해빙 보전 위한 과학적 근거 마련
과학교육과 김혜미 교수(교신저자)와 김혜림 연구교수(제1저자) 연구팀이 기후공학의 한 방법인 성층권 에어로졸 주입(Stratospheric Aerosol Injection, SAI)을 이용해 주입 위도에 따라 북극 해빙 회복 효과가 크게 달라진다는 사실을 규명했다. 네이처 파트너 저널 <NPJ Climate and Atmospheric Science>(기상학 및 대기과학 분야 JCI 상위 3.6%)에 발표된 이번 연구는 기후공학 기술이 북극 해빙 감소 문제에 미치는 영향을 정량적으로 분석해 향후 기후 대응 전략 수립에 중요한 과학적 근거를 제시했다.
북극 해빙은 지구 기후 시스템을 안정적으로 유지하는 핵심 요소이지만, 온실가스 증가로 인해 빠르게 감소하고 있다. 특히 현재의 온실가스 배출 시나리오가 지속될 경우 21세기 중반 여름철 북극 해빙이 사실상 사라질 가능성이 높다는 전망이 제기돼 왔다. 이러한 상황에서 성층권 하부에 에어로졸을 주입함으로써 태양 복사를 일부 반사해 지구를 냉각시키는 SAI는 기후변화 대응 기술로 주목받고 있으나, 실제 적용 시 주입 위도에 따라 북극 해빙의 면적과 두께가 얼마나 달라지는지, 그리고 이러한 차이를 만들어내는 에너지 균형 변화의 원인에 대한 체계적인 분석은 충분히 이루어지지 않았다.
성층권 에어로졸 주입(SAI) 위도에 따른 북극 해빙 변화 (a) 면적 (b) 부피
연구팀은 기후 모델을 활용해 에어로졸을 서로 다른 위도에 주입하는 다양한 시나리오를 비교 분석했다. 그 결과 SAI는 북극 해빙 감소를 전반적으로 완화하는 효과를 보였으며, 특히 북반구 중·고위도에서 에어로졸을 주입할 경우 해빙 면적과 부피 회복 효과가 가장 크게 나타났다. 이는 지구 평균 냉각 규모보다, 에어로졸 주입 위치에 따른 북극 지역의 기후 반응이 해빙 회복을 좌우할 수 있음을 시사한다.
또한 연구는 SAI가 북극 해빙의 상당한 회복을 가능하게 할 수 있음을 확인했다. 다만 이러한 결과는 특정 실험 조건과 모델 기반 분석에 따른 것으로, 실제 적용에 대해서는 추가적인 과학적 검증과 사회적 논의가 필요함을 함께 제시했다.
김혜림 연구교수는 “같은 양의 에어로졸이라도 주입 위치에 따라 북극 상공에 머무는 양이 달라지고, 그 결과 해빙 회복 효과도 크게 달라진다”며 “이번 연구는 이러한 관계를 체계적으로 분석해, 앞으로 다양한 주입 방식이 북극 해빙에 어떤 영향을 줄지 평가하는 데 기초 자료를 제공한다”고 밝혔다.
이번 연구는 기후변화 대응과 북극 생태계 보전을 위한 과학적 이해를 한층 확장했으며, 향후 기후공학 기술의 정책적·윤리적 논의를 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.
논문 바로 가기 : https://www.nature.com/articles/s41612-025-01298-0