일본의 기록적인 2020년 폭우, 인공강우 기술 논쟁을 재점화하다

NASA 위성 데이터를 활용한 한 연구에 따르면, 2020년 7월 초 중국에서 일본 동쪽 해상까지 뻗은 정체전선이 일본 상공에 자리를 잡고 거의 한 달 동안 머물렀습니다. 이 전선은 7월 3일 일본 남부와 서부를 처음 강타했으며, 이어진 폭우로 규슈 지역의 24시간 강우량이 496밀리미터라는 역대 기록을 세웠는데, 이는 불과 며칠 전 위성이 관측했던 강한 강우율의 세 배가 넘는 수준이었습니다.

여러 국제 위성으로 구성된 관측망의 데이터를 결합하는 NASA의 IMERG 시스템은 규슈 남부 지역의 누적 강수량이 7월 3일부터 7월 5일까지 급격히 증가해 규슈 남반부 전역에서 40센티미터를 넘었고 일부 지역에서는 60센티미터에 이르렀다고 측정했습니다. 7월 4일 이 지역을 파괴적인 홍수와 산사태가 휩쓸었으며, 당시 언론 보도는 40명 이상의 사망자와 수십만 명에 대한 대피 명령을 언급했습니다. 이후 집계에 따르면, 7월 28일까지 위치만 조금씩 바뀌며 지속된 한 달간의 강우는 결국 84명의 사망자를 내고 수천 채의 가옥을 파괴했습니다.

이 폭우는 메이유-바이우(Meiyu-Baiu) 시기에 내렸는데, 이는 매년 6월부터 7월 중순까지 동아시아에 찾아오는 우기로, 중국어와 일본어로 '매실 비'를 뜻하는 말에서 이름이 붙었습니다. 이는 매실나무가 익는 시기에 통상 비가 내리기 때문입니다. 기후과학자들은 이 시기에 특징적으로 나타나는 동서 방향의 강우대를, 티베트고원에서 동쪽으로 이동하는 따뜻한 공기와 남서쪽에서 유입되는 습한 열대 공기가 결합한 결과로 설명해 왔습니다.

폭우의 영향은 해안선에서 멈추지 않았습니다. 일본 주변의 해양 순환을 모델링한 연구자들은 강에서 바다로 유입된 막대한 양의 담수가 해안의 염분과 해류를 변화시켰다는 사실을 발견했습니다. 이러한 효과는 대부분의 해양 예보 모델이 폭풍 당시의 실제 조건이 아니라 월별 평균 강물 유입량에 의존하기 때문에 제대로 포착하지 못하는 것입니다.

이를 더 잘 추적하기 위해 연구팀은 일본 내 368개 강의 시간별 강물 유입 데이터를 기존 해양 예보 시스템에 입력해, 이 시스템이 평소 의존하던 기후학적 평균값을 대체했습니다. 이 연구에서 인용된 별도의 연구에 따르면, 이번 폭우는 홍수 지역에서 1~2센티미터에 달하는 측정 가능한 지반 침하도 일으켰으며, 이후 홍수물이 바다로 빠져나가면서 지반은 다시 회복되었습니다. 이 연구는 최근 몇 년간 일본에서 극한 강우 현상이 더 자주 발생하고 있다는 증거를 뒷받침하며, 이를 대기와 해양 기온의 상승과 연결짓고 있습니다.

일본에서 일어난 일과는 별개로, 여러 국가의 연구자들은 구름을 인위적으로 조작해 강우량을 늘리거나 줄일 수 있는지를 연구하고 있는데, 이를 구름 씨뿌리기(cloud seeding)라고 부릅니다. 이 기술은 1950년대로 거슬러 올라가는데, 당시 과학자들은 드라이아이스와 요오드화은(물방울이 얼음 결정을 형성하도록 유도할 수 있는 화합물)이 구름 안에서 강수를 일으킬 수 있다는 사실을 발견했습니다. 이 기술은 20세기 후반 널리 사용되다가 동력을 잃었지만, 각국이 장기간의 가뭄, 폭염, 홍수, 화재에 직면하면서 다시 관심을 받고 있습니다.

미국 농무부(U.S. Department of Agriculture)가 연구 중인 한 방법은 농업용 항공기를 이용해 전기적으로 charged된 물 입자를 구름에 분사하는데, 이때 노즐이 물방울을 방출하면서 전하를 띠게 만듭니다. 이 물방울들은 구름 속에 이미 있는 물과 반대 전하를 띠기 때문에 주변의 물 분자를 끌어당기며, 연구자들은 이 물방울들이 주변 물과 충돌하고 합쳐지면서 무거워져 결국 비로 떨어진다고 설명합니다. 이 과정은 씨뿌리기부터 강수까지 15~20분이 걸리는 것으로 보고되었습니다. 이 프로젝트에 참여한 한 연구자는 기존의 플레어 방식 씨뿌리기가 10~15%의 추가 강우를 만들어내는 반면, 자신들의 전하 입자 방식은 초기 시험에서 25~30%의 증가를 보였다고 말했지만, 이는 제한된 데이터에 근거한 것이라고 유보적으로 밝혔습니다.

극한 더위와 대기오염에 초점을 맞춘 한 연구단체에 따르면, 구름 씨뿌리기는 더 넓게는 물 부족 문제에 대응하는 도구로도 여겨지고 있으며, 이 단체는 같은 기술을 조정하면 강우나 우박을 늘리는 대신 억제하는 데에도 쓸 수 있다고 지적했습니다. 이 단체는 에티오피아와 태국 같은 국가들이 물 부족에 대응하기 위해 구름 씨뿌리기를 도입하고 있다는 점을 언급했으며, 이 기술이 홍수 상황에서도 잠재적으로 관련이 있을 수 있다고 지적하면서, 전년도 파키스탄 홍수를 이 분야가 궁극적으로 대응하고자 하는 재난의 한 예로 들었습니다.

특정 국가의 계획과는 별개로, 기상 조작을 연구하는 Columbia University의 한 연구자는 구름 씨뿌리기의 실제 효과가 흔히 생각되는 것보다 더 미미하다고 경고했습니다. 자연적인 기상 변동성이 워낙 크기 때문에 특정 강우나 강설 사건에서 구름 씨뿌리기가 정확히 얼마나 기여했는지를 구분해내기는 어렵지만, 그녀는 대부분의 연구가 자연 상태에서 내렸을 강수량에 비해 겨우 5~15%의 증가를 시사한다고 말했습니다. 이 연구자와 동료가 작성한 미발표 데이터셋에 따르면, 미국 서부에서 가장 흔한 방식은 항공기나 지상 발사 장치를 이용해 요오드화은으로 구름에 씨를 뿌려 특히 적설량을 늘리는 것입니다.

같은 연구자는 구름 씨뿌리기를, 반사 입자를 상층 대기에 주입하거나 해양 구름을 밝게 만들어 지구를 냉각시키는 방식과 같은, 더 큰 규모의 기후 개입인 지구공학(geoengineering)과 구분했습니다. 이러한 방식들은 대부분 모델링과 실험실 연구 단계에 머물러 있으며, 대기 중에서 의미 있는 규모로 실행된 적은 없습니다. 그녀는 대기에 대한 과학적 이해를 높이기 위해 지구공학 연구를 계속할 가치가 있다고 말했지만, 아직 대규모 활용에는 준비가 되어 있지 않으며 온실가스 배출 감축에서 관심을 돌려서는 안 된다고 덧붙였습니다. 반면 중국은 추정 3만 5천 명이 참여하는 국가 규모의 기상 조작 프로그램을 운영하고 있는데, 이는 미국에서 각 주가 각자 별도의 프로그램을 운영하며 단 몇백 명만이 참여하는 것과 대조적입니다.