물방울 뭉쳐줄 구름씨 만드는 인공강우

강수량 증가 도움… 워싱 효과는 미지수
구름·대기상태·바람 방향까지 영향 미쳐
‘고기압 영향’ 한반도 미세먼지엔 부적합
요오드화은 등 사용, 안전성 증명도 안 돼미국 북동부 지역에 거주하는 원주민 호피족에는 가뭄이 들었을 때 들판에 홀로 나가 춤을 추고 노래를 부르며 비를 기원하는 제사장인 ‘레인메이커’(rain maker)가 있었다. 죽음을 각오하고 하늘에 기원하는 행동이 비구름을 불러 비를 내리게 할 것이라고 기대했던 것이다.

요즘은 ‘좋은 소식을 가져다 주는 사람’이라는 의미까지 포함돼 경영, 마케팅 등 다양한 분야에서 ‘레인메이커’라는 용어가 사용되고 있지만 사전적 정의는 여전히 ‘비를 내리게 하는 사람’으로 인공비를 만드는 기상과학 전문가를 이야기한다. 많은 나라에서 레인메이커에 관심이 집중되는 때는 강수량이 적은 가뭄철이다. 그런데 이제는 오염물질을 씻어내리는 ‘워싱 효과’를 기대하며 미세먼지 해결책으로 인공강우가 주목받는 상황이 됐다.

비는 공기 중 수증기가 응결돼 액체상태의 물방울이 떨어지는 현상이다. 미세한 물방울로 이뤄져 있는 구름은 위로 뜨는 부력이 아래로 내려가는 중력보다 크기 때문에 하늘에 떠 있는 것이다. 비로 내리기 위해서는 구름입자가 10만개 이상 모여 지름이 최소 0.2㎜ 정도 돼야 한다. 이보다 작은 경우는 150m 상공 정도에서 모두 증발해 사라져 버린다.

빗방울의 지름이 0.5㎜ 이하일 경우 이슬비라고 부르고 그 이상이 돼야 비라고 부른다. 온대지방의 경우 빗방울의 평균 크기는 1~3㎜이고 5㎜ 이상의 빗방울은 표면장력보다 마찰항력이 커서 작은 물방울로 쪼개진다. 이 때문에 ‘굵은 빗방울’이라고 하더라도 크기는 5㎜ 이상이 될 수 없다.인공강우의 핵심은 구름이 빗방울을 떨어뜨릴 수 있게 물방울을 적당한 크기로 뭉쳐줄 수 있는 구름씨를 만들어 주는 것이다. 이런 시도는 엄격히 말하면 인공강우라기보다는 인공증우로 봐야 한다. 비를 내릴 수 있는 정도의 수증기를 포함한 구름에 비 씨앗을 만들도록 자극해 강수량을 증가시키는 정도이지, 구름 한 점 없는 사막이나 맑은 날씨를 보이는 곳에 비를 내리게 하는 기술은 아니기 때문이다. 실제로 미국 항공우주국(NASA)에서 전기장을 이용해 대기 속 수증기를 끌어모아 구름이 없는 곳에서 비를 내리는 연구를 한 적이 있지만 아직 성공하지는 못한 상태다.

국립기상과학원과 국립환경과학원은 인공강우를 통해 미세먼지 저감 정도를 알아보기 위해 25일 경기 남서부 지역 해상에 있는 덕적도, 자월도, 영흥도 인근 상공에서 기상항공기를 이용해 요오드화은을 살포하는 인공강우 합동실험을 실시한다. 이번 실험은 올해 첫 인공강우 실험으로 올 연말까지 15회 안팎의 실험이 있을 예정이다.

이번 실험에 대해 국립기상과학원 관계자는 “지금까지 인공강우 실험은 가뭄 해소 방안으로 주로 연구됐었지만 이번 실험은 최근 국외에서 유입되는 오염물질로 인한 미세먼지 수치 증가에 따라 미세먼지 저감에 효과가 있는지를 살펴보는 것이 주목적”이라고 설명했다.

미국, 중국, 러시아, 일본, 멕시코, 호주, 태국, 이스라엘 등 전 세계 37개국에서 150여종류의 인공강우 관련 프로젝트를 진행하고 있지만 수자원 확보나 우박이나 안개 같은 악기상(궂은 날씨)을 억제하려는 목적이다. 물론 중국과 태국에서 인공강우를 활용해 미세먼지 저감을 시도한 적이 있었지만 아직 성공 사례가 알려져 있지 않은 상황이기도 하다.

게다가 국내 전문가들은 미세먼지가 한반도에 영향을 미칠 때는 고기압의 영향권에 들어가 있어 인공강우를 실시하기에 부적합하고 인공강우로 만들 수 있는 비의 양이 시간당 0.1~1㎜에 불과해 우리의 기상 조건은 미세먼지 저감에 도움이 되지 않을 것이라고 보고 있다. 여기에 인공강우는 구름과 대기 상태에 따라 성공 여부가 달라지고 바람의 방향까지도 영향을 미치기 때문에 원하는 정확한 위치에 비를 내리게 하는 것도 쉬운 문제는 아니다.

이덕환 서강대 화학과(과학커뮤니케이션) 교수는 “인공강우에 쓰이는 요오드화은이나 드라이아이스 등이 환경이나 생태계, 건강에 미치는 영향이 아직 명확하게 밝혀지지 않은 상태에서 무작정 안전하다고 말할 수는 없다”면서 “인공강우로 미세먼지를 저감하겠다는 주장은 국민들에게 심리적 안정감을 주기 위한 것일 뿐 실효성은 없는 대책”이라고 지적했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr