By 팬데믹으로 인한 배출량 감소는 대기에 예상치 못한 영향을 미쳤습니다.
팬데믹 기간 동안 거의 비어있는 콜롬비아의 고속도로. (출처: 국제통화기금)
지구 대기는 팬데믹 기간 동안 배출량 감소에 놀라운 방식으로 반응하여 기후 온난화와 대기 오염이 얼마나 밀접하게 연관되어 있는지 보여줍니다.
COVID-19 대유행에 따라 전 세계 국가에서 여행과 기타 경제 부문이 제한되며 단 몇 주 만에 대기 오염과 온실 가스 배출량을 크게 줄였습니다. 그 갑작스러운 변화는 과학자들에게 연구하는데 몇 년이 걸릴 전례 없는 관점을 제공했습니다.
NASA와 여러 국제 우주 기관의 위성 데이터를 사용하여 대유행이 대기에 미치는 영향에 대한 포괄적으로 진행된 조사에서 예상치 못한 결과가 나타났습니다. 이 연구는 또한 기후 온난화와 대기 오염이라는 두 가지 위협을 해결하는 데 대한 통찰력을 제공합니다. 새로운 연구의 주저자이자 캘리포니아 패서디나에 있는 Caltech의 박사후 연구원인 Joshua Laughner는 “우리는 이 두 가지를 별개의 문제로 생각할 수 있는 지점을 지났습니다.”라고 말했습니다. “대기를 변화시키는 요인을 이해하려면 대기 질과 기후가 서로 어떻게 영향을 미치는지 고려해야 합니다.”
국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences) 11 월 9 일자에 발표된 이 논문은 캘리포니아 공과대학의 WM Keck 우주 연구 연구소와 그 기관의 과학자들이 이끄는 남가주 제트 추진 연구소가 후원하는 워크숍에서 증편했습니다. 약 20개의 미국 및 국제 대학, 연방 및 주정부 기관, 연구소의 참가자들이 심층 연구를 위해 4 가지 대기 구성 요소를 정확히 지적했습니다. 두 가지 가장 중요한 온실 가스인 이산화탄소와 메탄; 두 가지 대기 오염 물질인 질소산화물과 미세한 질산염 입자.
이산화탄소
저자는 가장 놀라운 결과는 이산화탄소(CO2) 배출량이 2020 년에 5.4% 감소한 반면 대기 중 CO2 양은 이전 해와 거의 같은 속도로 계속 증가 했다고 지적 했습니다. JPL의 탄소 그룹 책임자이자 이 연구의 공동 저자인 David Schimel은 “1973 년 석유 부족과 같은 이전의 사회경제적 혼란 동안에는 CO2 성장률의 변화를 즉시 볼 수 있었습니다.”라고 말했습니다. “우리 모두는 이번에도 그럴 것으로 예상했습니다.”
연구원들은 2014년에 발사된 NASA의 궤도 탄소 관측소-2 위성과 NASA 고다드 지구 관측 시스템 대기 모델의 데이터를 사용하여 이러한 결과에 대한 몇 가지 이유를 확인했습니다. 첫째, 배출량의 5.4% 감소가 상당한 반면, 대기 농도의 증가는 자연적 과정에 의해 야기된 연간 변동의 정상적인 범위 내에 있었습니다. 또한 바다는 최근 몇 년보다 대기로부터 CO2를 적게 흡수했습니다. 아마도 해양 표면에서 대기 중 CO2의 압력의 감소가 예상치 못한 빠른 반응을 일으켰기 때문일 것입니다 .
대기 오염 물질과 메탄
햇빛이 있는 상태에서 질소 산화물(NOx)은 다른 대기 화합물과 반응하여 인간, 동물, 식물의 건강에 위험한 오존(O3)을 생성할 수 있습니다. 그러나 이것이 유일한 반응은 아닙니다. Laughner는 “NOx 화학은 한 부분을 바꾸면 다른 다섯 부분이 바뀌는 믿을 수 없을 정도로 복잡합니다.”라고 말했습니다.
앞서 보고된 바와 같이 , COVID-19 때문에 NOx가 감소하자, 전세계적으로 오존 빠르게 감소했습니다. 새로운 연구는 NOx를 제한하는 덜 긍정적인 효과를 밝히기 위해 다양한 오염물질에 대한 자료를 위성으로 측정했습니다. 오염물질은 반응하여 하이드록실 라디칼이라고 불리는 수명이 짧은 분자를 형성하는데, 이는 대기에서 수명이 긴 기체를 분해하는 데 중요한 역할을 합니다. 대기 오염을 정화하는 것만큼 유익한 NOx 배출을 줄임으로써 대유행은 또한 또 다른 중요한 온실 가스인 메탄을 스스로 정화할 수 있는 대기 능력을 제한했습니다.
분자에 대한 분자인 메탄은 CO2보다 훨씬 더 효과적인 온난화 기체입니다. 유전 기반 시설의 열악한 유지 관리와 같은 일부 인간 활동이 정확히 문서화되지 않았기 때문에, 팬데믹 기간 동안 메탄 배출량이 얼마나 감소했는지 정확히 추정할 수는 없지만, 한 연구는 10%가 감소했다고 계산했습니다.
그러나 CO2와 마찬가지로 배출량 감소가 대기 중 메탄 농도를 감소시키지는 않았습니다. 메탄은 오히려 지난 10 년 중에 그 어느 때보다 빨리 증가하여, 지난 1 년 동안 0.3% 증가했습니다. NOx가 적으면 메탄을 제거하는 하이드록실 라디칼이 적어져서 메탄은 대기 중에 더 오래 머물게 됩니다.
팬데믹으로부터의 교훈
이 연구는 한 발 물러서서 팬데믹이 더 낮은 배출량의 미래가 어떻게 보이고 세계가 거기에 도달할 수 있는지에 대해 무엇을 가르칠 수 있는지 묻습니다.
특히, 경제의 많은 부문에서 활동이 감소했음에도 불구하고 배출량은 2020 년 후반까지 대유행 직전 수준으로 돌아갔습니다. 저자들은 오늘날 존재하는 세계적인 에너지 기반 시설을 사용하여 기업과 개인이 제한된 경제적 생산성을 유지하기 위해 이러한 배출량의 반등이 아마도 필요했을 것이라고 추론합니다. 연구는 “이는 이러한 산업 및 주거 부문의 활동을 줄이는 것이 배출을 줄이는 수단으로 단기적으로는 실용적이지 않다는 것을 시사한다”고 지적했습니다. “이 부문의 배출을 영구적으로 줄이려면 저탄소 배출 기술로 전환해야 합니다.”
Jane J. Lee / Ian J. O’Neill
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휘트니 클라빈
칼텍
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캐롤 라스무센이 각본을 맡은 작품
2021-225최종 업데이트: 2021년 11월 11일편집자: Tony Greicius
