아라온호는 바다에서, 아리랑 3호는 우주에서… 극지연구소, 북극 해빙 동시 관측

극지연구소(소장 김예동)는 북극연구항해에서 쇄빙연구선 아라온호를 활용한 해빙 관측과 인공위성 아리랑 3호를 활용한 인공위성 원격탐사를 국내 처음으로 동시에 수행했다고 6일 밝혔다.

이번 연구 대상 지역은 서북극해 해빙 해역으로 북극해 중에서도 가장 급격하게 해빙이 감소하고 있는 지역이다. 향후 북극해의 글로벌 이슈(기후변화, 에너지자원, 북극항로)와 관련해서 전 세계적으로 주목을 받는 지역이다. 이번 항해에는 7월 말부터 8월 말까지 우리나라가 주도해 미국, 캐나다, 러시아, 핀란드, 중국, 일본, 인도, 영국, 프랑스 등 17개 연구기관 및 대학교에서 총 83명의 다국적 연구팀이 참가했다.

이번 북극연구는 기후변화와 북극항로 개발을 위한 북극해 현장의 해빙변화 양상을 이해하기 위해 북위 77도30분, 서경 146도12분의 해빙 주변해역에 아라온호를 정박하고 여러 종류의 해빙(다년생, 2년생, 1년생)에 다양한 연구 장비를 설치해 해빙변화와 관련된 현상들을 집중적으로 조사했다.

원격탐사는 실제 물체와 접촉하지 않고 물체의 특성에 대한 다양한 정보를 얻기 위해 원거리에서 전자기파를 감지해 파장, 공간, 시간에 따른 변화를 분석하는 기술을 말한다.

연구소는 해빙 표면에 발생하는 용융 연못(melting pond)이 해빙의 중요한 작용 요인으로 부각되면서 극지연구소 원격탐사 연구팀(김현철 책임연구원)은 아라온호를 활용해 올해 처음으로 분광계를 이용한 지상 관측을 통해 용융 연못의 발달 단계에 따른 분광학적 특성을 측정했다.

분광계는 광원에서 방출된 빛이나 혹은 대기를 전파해 가는 빛의 파장에 따른 에너지를 측정하는 장비이다.

이와 함께 이 시기에 우주 공간에서 지상을 관측한 인공위성 아리랑 3호의 다분광센서 관측 자료를 한국항공우주연구원과 협동연구를 통해 확보하는 등 현재 지상과 우주의 관측 자료를 비교·분석 하고 있다.

특히 이번 인공위성 자료는 국내 위성으로는 처음으로 북극 해빙을 촬영한 것이다.

해빙의 표면은 대부분 눈과 얼음으로 덮여있어 바다로 들어오는 햇빛을 대부분 반사하는 반면 용융연못의 물은 검푸른 색을 띠기 때문에 태양의 복사에너지를 많이 흡수한다.

이로 인해 용융연못이 지니는 열에너지는 더욱 늘어나고 이는 다시 용융연못을 가열하게 돼 해빙의 용융속도가 증가하는 피드백이 발생하기 때문에 해빙의 변화양상을 이해하기 위해서는 해빙 표면에서 용융호수의 분포특성을 연구하는 것이 필수적이다.

연구팀은 지상 관측 결과로부터 용융연못의 물리적 구성을 여러 단계로 분류한 뒤 이를 바탕으로 인공위성 아리랑 3호의 다분광센서 관측 자료와 매칭을 통해 향후 일일이 현장관측을 수행할 수 없는 드넓은 북극 해빙 전역에 대해서도 인공위성 원격탐사를 이용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

수백 수십 미터 단위의 고해상도로 해빙의 용융연못 분류 및 분포 특성에 대한 해석이 가능하다는 것이다.

김현철 극지연구소 책임연구원은 “우리나라의 쇄빙선과 위성을 이용해 북극해 해빙 탐사 및 해석이 가능하게 된 것은 독자적인 북극 연구 역량의 확보를 의미한다”면서 “지구기후변화의 이해와 북극항로 개발을 위한 북극해 현장의 해빙 변화 양상을 이해하는데 중요한 자료가 될 것”이라고 말했다.

인천=정창교 기자 jcgyo@kmib.co.kr

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