[사이언스] 인공비 실용화 '카운트다운'

농경사회에서 원하는 때 비를 내리게 하는 것은 인류가 범접할 수 없는
신의 영역이었다.

기우제를 지내거나 삼국지에서 적벽대전을 치르며 호풍환우하는 제갈공명을
영웅으로 만든 것은 인류의 이런 인식을 엿보게 한다.

생명복제로 신의 영역을 넘보기 시작한 과학의 발전은 이처럼 비가 오게
하는 것도 인간의 영역으로 끌어내리고 있다.

세계 최초의 인공강우 실험이 성공한 것은 지난 46년 11월13일 오전.

빈센트 셰이퍼가 미국 메사추세츠주 바크쳐산맥 근처에서 경비행기로 구름
위에 드라이아이스를 뿌린 후 약 5분이 지나자 비가 내리기 시작했다.

기상청이 최근 러시아 모스크바에서 제1차 한.러기상협력 공동실무회의를
갖고 러시아측으로부터 인공강우기술을 이전받기로 합의하면서 국내에서도
이 기술에 대한 관심이 높아지고 있다.

러시아는 1932년 세계 처음으로 인공비연구소(IAR)를 설립한 이 분야
선진국이다.

<> 인공강우란 =구름층은 형성돼 있으나 대기중에 응결핵 또는 빙정핵이
적어 구름방울이 빗방울로 성장하지 못할 때 인위적으로 "구름씨"를 뿌려
비를 내리도록 하는 것이다.

물이 증발해 하늘로 올라가 차가워지면 다시 물방울이 된다.

그러나 온도만 내려간다고 물방울이 되지는 않는다.

수증기가 달라 붙을 씨앗이 있어야 한다.

먼지 연기입자 같은 것이다.

이들 입자는 습기를 잘 빨아들이기 때문에 작은 수증기를 물방울로 성장시킬
수 있는 것이다.

이 원리를 이용한 것이 인공강우다.

씨앗 역할을 할 인공구름씨으로는 요오드화은 드라이아이스(고체상태의
이산화탄소) 나트륨 리튬 등이 사용된다.

구름의 종류에 따라 사용하는 구름씨도 달라진다.

그러나 구름 한 점 없는 맑은 하늘에서 비를 내리게 할 수는 없다.

<> 어떻게 비를 내리게 하나 =구름씨를 뿌리는 방식에 따라 크게 3가지로
구분된다.

우선 항공기 실험이다.

<>구름층 위에서 요오드화은을 뿌리거나 <>구름속을 통과하면서 직접 투입
하는 방법 <>구름 밑을 지나면서 상승기류를 이용해 구름속에 침투시키는
방법 등이 있다.

드라이아이스를 지름 1cm의 작은 조각으로 빻아 구름위에 뿌리기도 한다.

항공기를 이용한 방법은 효율이 좋다는게 장점이나 경비가 많이 든다.

다음은 지상실험.

산 밑에 연소기를 설치하고 상승기류를 이용해 요오드화은을 구름층에
올린다.

경제적이고 대규모 실험에 적합하지만 요오드화은의 확산경로가 불확실
하다는게 문제다.

지난 95년 5월 실시한 한국의 첫 인공강우 실험은 이 방법을 택했다.

경북 문경 이화령의 골짜기마다 연소기를 설치한 뒤 프로판 불꽃을 이용해
요오드화은을 높은 압력으로 분출시켜 미립자로 만든 후 상승기류를 타고
구름속에 주입되도록 했지만 실패로 돌아갔다.

중국에서 자주 쓰는 로켓실험도 대표적인 방법이다.

요오드화은이 장착된 소형로켓을 구름속에서 터뜨리는 것.

경제적이지만 약제가 고르게 투입되기 힘들다는게 단점이다.

로켓의 잔해로 피해가 생길 수 있다는 문제점도 갖고 있다.

<> 어디에 쓰이나 =가뭄에 대처할 수 있다는게 가장 큰 잇점이다.

인류는 21세기에 물부족이라는 재앙을 맞이할 것으로 예고되고 있다.

현재 지구상에서 물부족으로 고통을 겪는 인구는 5억명이고 2025년에는
34개국이 수자원고갈에 시달릴 것으로 전망된다(UNEP.유엔환경계획).

한국도 2010년께는 20억t의 물이 부족할 것이라는 예측도 나오고 있다.

따라서 바닷물의 담수화, 지하수 확보, 중수도 활용 등과 함께 인공강우는
수자원 확보를 위한 주요 수단이 될 것으로 보인다.

세계기상기구(WMO) 등에서는 인공강우가 강수량을 10~20% 늘릴 수 있을
것으로 내다보고 있다.

태풍이나 집중호우시 비를 분산시키는 데도 쓰일 수 있다.

월드컵 등 주요 경기가 벌어지는 곳에 비가 올 것 같으면 구름이 오는
경로를 알아내 미리 다른 지역에 비를 내리게 하는 것이다.

이를 위해서는 구름을 관측해 강수잠재력을 파악하는 기술을 확보해야 한다.

마이크로웨이브를 구름에 쏘아 강수잠재력을 조사하는 기술을 활용할 수
있다.

산불 피해를 막는 방법으로 시도되기도 한다.

지난 98년초 인도네시아 정부가 보르네오섬의 가뭄을 해소하고 산불을
끄기 위해 인공강우를 추진했으나 실패했다.

<> 실용화 현황 =한국은 95년이후 기상청 기상연구소에서 항공 및 지상실험
을 몇차례 실시했으나 아직 실용화에는 이르지 못하고 있다.

항공기 마이크로웨이브 복사계 등 장비사용에 따른 비용부담이 크고 전문
인력이 부족한 탓이 크다.

실제 작년부터 인공강우 실험은 중단된 상태다.

러시아로부터의 기술이전을 계기로 실험이 재개되더라도 예산이 뒷받침되지
않으면 실험수준에만 그칠 것이라는 지적이다.

기상청의 정효상 기상연구소장은 "한국은 중위도 편서풍대에 위치해 있어
주 1회 정도 기압골이 통과할 때 비교적 구름이 많아 인공강우에 적합하다"
고 말했다.

현재 미국 러시아 호주 중국 등 10여개국에서 인공강우를 수자원확보 수력
발전 농작물 경작 등 다용도로 적극 활용하고 있다.

인공강우기술이 가장 많이 활용되고 있는 미국에서는 인공강우 전문회사까지
운영되고 있다.

특히 목화 재배 및 농장이 발달한 텍사스주에서는 여름철에 인공강우를
통해 재배수익을 높이고 있다.

인공강우에 드는 비용은 이를 실용화한 국가의 경우 1t에 0.001~0.015달러
정도로 낮은 편이다.

< 오광진 기자 kjoh@ >

-----------------------------------------------------------------------

[ 안개소산 기술이란 ]

인공강우기술은 비를 내리게 하는데 그치지 않는다.

안개를 없애는 데도 활용된다.

이번에 러시아로부터 이전받기로 한 "안개소산" 기술은 인공강우기술을
응용한 것이다.

흡수성이 강한 화학물질을 안개속에 뿌려 비를 내리게 한다는 점에서
그렇다.

인체에 무해한 이 물질에 안개입자를 달라붙게 해 비를 내리게 하는 것이다.

안개는 공항 등에 발생하는 경우 항공기 이.착륙의 큰 장애요소가 된다.

고속도로의 상습안개 지역은 교통불안의 원인으로 지적돼 왔다.

이런 문제점으로 인해 안개소산기술은 러시아를 비롯 미국 호주 캐나다
등에서 실용화되고 있다.

정효상 기상연구소장은 "안개소산기술을 실용화하려면 화학물질의 적절한
배합과 그 지역의 풍향 등 국지적인 기후특성에 맞게 분무장치를 설치하는
엔지니어링 기술 및 안개 예측기술까지 확보해야 한다"고 말했다.

그렇다고 모든 안개를 없앨 수는 없다.

움직이지 않은 안개인 이른바 "복사무"에만 효과가 있다.

이동하는 "이류무"에는 이 기술이 효력을 발휘하는데 한계가 있다.

계속해서 안개가 밀려오기 때문이다.

이류무는 주로 바다 또는 강의 수증기가 응결해서 생긴다.

우박에 의한 농작물의 피해를 줄이는 데도 인공강우 기술이 응용된다.

얼음 덩어리인 우박이 내리기 전에 비를 내리게 하거나 우박 크기를 작게
하는 방법이다.

우박은 상승기류가 강할 때 내린다.

떨어지는 빗방울이 상승기류를 타고 올라갔다가 언 다음 다시 떨어지고
하는 등의 과정을 반복하면서 상승기류를 뚫고 떨어질 만큼의 무게를 갖는
얼음알갱이로 발전하는 것이다.

( 한 국 경 제 신 문 1999년 9월 21일자 ).