얼마전 남극 오존층에 사상 최대의 구멍이 생겼다고 하던데 왜 오존구멍이 남극에만 생기는지 궁금합니다.한규동?서울 관악구 봉천11동
남극의 오존 구멍은 1984년 그 존재가 처음 학계에서 발표됐고 그 다음해 증명됐습니다. 남극에서 오존 구멍이 크게 생기는 것은 겨울동안 남극 상공 가장 높은 곳에 소용돌이가 만들어져 공기 온도가 아주 낮아지기 때문입니다.
남반구의 겨울 동안 만들어진 소용돌이는 남극대륙 상공 공기와 중위도 상공의 공기가 교환되는 것을 막아 성층권의 기온이 영하 80도 이하까지 내려갑니다. 이때 얼음 입자로 이뤄진 '극성층권 구름(PSCs)'이 만들어집니다.
오존 파괴를 빠르게 하는 촉매는 염소(Cl)기와 브롬(Br)기인데 이들은 염소화합물(ClONO2, HCl) 브롬화합물(BrONO2)과 같은 안정된 물질에 들어있다가 영하 80도 이하의 차가운 극성층권 구름 표면에서 수증기(H2O)와 반응해 이 화합물 가운데 질산화물(NOx)을 얼음 내에 가두어 두게 됩니다.
질산화물(NOx) 은 염화산화물(ClOx)의 오존파괴 촉매작용에 조절작용을 하는 화합물이라서 이 농도가 줄어들면 오존 파괴 작용이 심하게 일어납니다. 그런데 질신화물(NOx)이 얼음에 묶여 있으면 대기 중의 농도가 매우 줄어들겠지요.
또 이 산화물을 머금은 얼음 입자에 얼음이 다시 붙으면 무거운 얼음덩이가 되므로 중력 때문에 대류권으로 가라앉으면 또 성층권에서 질산화물(NOx)의 양이 줄어듭니다.
이런 남극의 특이한 환경 때문에 남극 성층권에서 염화산화물(ClOx)이 많이 남아있게 되고 여기에 햇빛이 비치면 광분해되어 오존파괴 촉매인 염소(Cl)기가 만들어져 즉시 오존파괴반응을 일으킵니다. 남극의 오존구멍이 남반구 초봄(북반구 초가을)에 형성되는 것은 바로 성층권에 겨울동안 축적된 염소기의 발생에 햇빛이 필요하기 때문입니다. 남극의 오존구멍이 사상 최대로 커졌다는 남반구는 현재 초봄입니다.
그러나 전세계 인구의 대부분이 사는 북반구의 북극에서는 겨울철에 극소용돌이가 만들어져도 남극처럼 겨울 내내 안정된 상태가 아니어서 얼마되지 않아 깨져버리므로 성층권의 온도가 남극처럼 내려가지 않습니다. 이런 이유로 북반구에서는 오존구멍이 크게 만들어지지 않는다고 알려져있습니다.
그런데 최근 관측과 연구결과에 따르면 북극에도 극성층권구름(PSCs)이 존재하고 정도의 차이는 있지만 북반구에서도 오존 구멍이 발생되고 있다고 하니 걱정스럽습니다.
노향란기자 ranhr@hk.co.kr
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