과학자들, 기후 변화 입자 탄생 해독: 기후 모델의 정확성 향상에 기여

Seoul에너지부 태평양 북서부 국립연구소의 과학자들은 우리의 기후에 영향을 미치는 에어로졸 입자의 생성 과정에 대한 중요한 발견을 했습니다. 에어로졸 입자는 매우 작으며, 종종 나노 크기에 불과합니다. 그러나 작은 크기에도 불구하고 기후와 건강에 큰 영향을 미칩니다. 이러한 입자들은 날씨 패턴에 영향을 주며 매년 300만 명 이상의 조기 사망과 관련이 있습니다. 이들이 어떻게 형성되는지를 이해하는 것은 연구자들에게 어려운 과제였습니다.

EAGLES 프로젝트의 팀은 전 세계적으로 에어로졸과 구름의 상호작용을 연구하며 여러 중요한 발견을 했습니다.

전 세계 기후 모델에 새로운 입자의 생성 경로 11가지를 통합하고, 이러한 경로가 발생하는 지역을 식별했으며, 그것들이 지구 기후에 미칠 수 있는 잠재적 영향을 평가했습니다.

입자들은 여러 가지 방식으로 형성될 수 있습니다. 1차 에어로졸은 먼지나 재와 같은 원천에서 직접 나옵니다. 2차 에어로졸은 대기 중에서 기체로부터 형성됩니다. EAGLES 팀은 이러한 2차 에어로졸을 연구하여 중앙 아마존과 동남아시아의 열대우림 지역 위에서 높은 농도의 새로운 입자들을 발견했습니다. 현재의 기후 모델은 이러한 고농도의 입자들을 자주 놓치거나, 그 수를 과소평가하거나 잘못된 고도에 배치합니다.

연구팀은 DOE의 지구 시스템 모델인 E3SM에 새로운 경로를 추가하고 실제 관측 데이터에서 본 입자 피크와 일치시켰습니다. 이들은 많은 새로운 입자가 상층 대류권에서 형성된다는 것을 발견했습니다. 이 업데이트를 통해 전 세계 입자 농도에 대한 우리의 이해가 크게 향상되어 이전 추정치보다 거의 세 배에 달하는 양이 드러났습니다.

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에어로졸은 구름 형성에 중요한 역할을 합니다. 수증기가 이러한 입자들에 응결하여 구름을 만듭니다. 입자의 특성, 예를 들어 구성 성분과 크기는 구름이 비를 내리게 할지 아니면 햇빛을 우주로 반사시킬지를 결정합니다. 이는 지구의 기후에도 영향을 미칩니다. 연구자들은 열대 및 중위도 대양에서 구름을 형성하는 물질의 최대 80%, 유럽과 미국 동부에서는 최대 65%가 현지에서 생성된 입자에 기인할 수 있음을 발견했습니다.

에어로졸이 기후에 미치는 영향을 이해하는 것은, 지구 온난화를 막기 위해 배출량이 줄어들 때 기후가 어떻게 변할지를 예측하는 데 중요합니다. 수석 연구자인 포-룬 마는 정확한 지구 시스템 모델의 필요성을 강조했습니다. 이러한 모델은 다양한 배출 시나리오를 테스트하고 기후 변화를 예측하는 데 사용됩니다. 더 나은 모델은 보다 신뢰할 수 있는 예측을 가능하게 합니다.

왕하이룽은 에어로졸 입자가 기후에 미치는 영향을 완전히 이해하기 위해 더 많은 연구가 필요하다고 말했습니다. 하지만 이 연구는 기후 과학에 대한 이해를 높이고 불확실성을 줄이는 데 중요합니다.

이 연구는 미 에너지부의 생물학 및 환경 연구 프로그램의 지원을 받아 수행되었으며, 국립 에너지 연구 과학 컴퓨팅 센터의 도구가 사용되었습니다. 이 연구는 여러 기관과 협력하여 진행되었는데, 그 중에는 칭화대학, 국립대기연구센터(NCAR), 카네기멜런대학교, 캘리포니아 공과대학교(Caltech), 중국해양대학교, 난징대학, 샤먼대학, 복단대학 등이 포함되었습니다.