비행기서 ‘구름씨’ 뿌리고 미사일 쏘고… 가뭄과의 전쟁
지난 25일부터 전국이 본격적인 장마철에 접어들었다. 그렇지만 지금까지 내린 비로 42년래 최악의 가뭄을 해갈하기는 절대 역부족이다. 더군다나 올해는 북태평양고기압 세력이 예년만큼 발달하지 않아 장마전선이 북상하지 못하고 제주와 남부지방에서만 오락가락할 가능성이 높다. 기상 전문가들은 지난해처럼 올해도 ‘마른장마’가 될 가능성이 큰 것으로 보고 있다.
물은 인류의 생명의 근원이다. 물이 극도로 부족해지면 사회의 기능은 마비될 수밖에 없다. 최근 개봉한 영화 ‘매드맥스 : 분노의 도로’는 극심한 물 부족으로 인한 인류의 암울한 미래를 그리고 있다. 물 부족에 대한 공포는 ‘어떻게 하면 인공적으로 비를 내릴 수 있게 할까’라는 생각으로 이어졌다.
비는 하늘에서 수증기가 응결돼 액체 상태의 물방울로 떨어지는 현상을 말한다. 미세한 물방울로 이뤄진 구름은 위로 뜨는 부력이 아래로 내려가는 중력보다 크기 때문에 하늘에 떠 있는 상태로 존재한다. 비로 내리기 위해서는 구름 입자가 10만개 이상 모여 지름이 최소 0.2㎜ 정도는 돼야 한다. 이보다 작은 물방울은 150m 정도만 지나도 증발해 사라져 버린다.
빗방울의 지름이 0.5㎜ 이하일 경우는 ‘이슬비’라고 하고, 그 이상이 돼야 ‘비’라고 부른다. 온대지방의 경우 보통 빗방울의 크기가 1~3㎜다. 빗방울의 크기가 5㎜ 이상 되면 표면장력보다 마찰항력이 커져 작은 물방울로 나뉘어진다. 이 때문에 폭우로 아무리 장대비가 온다고 해도 빗방울의 크기는 5㎜ 이상이 될 수 없다.
고대 로마시대에는 우리나라 기우제처럼 사랑의 신 ‘큐피드’에게 비를 내리게 해 달라고 신전에서 제사를 지냈다. 중세 영국에서는 마을에 있는 모든 교회의 종을 울리거나 큰 북을 세게 울려 대기를 흔들어 비를 내리게 하려는 시도도 있었다.
19세기 후반 들어 과학적인 방법이 동원되기 시작했다. 1891년 비행선을 이용해 액화탄산가스를 공중에 살포해 공기를 냉각시키는 방법은 물론 로켓이나 폭죽을 구름 높이까지 쏘아 올려 전기 스파크를 발생시켜 비를 내리는 시도까지 했다.
이후 2차 대전 중에 미국 제너럴일렉트릭(GE)은 계면화학 연구로 1932년 노벨화학상을 수상한 어빙 랭뮤어 박사의 주도로 인공강우에 대한 연구를 했다. 결국 1946년 GE의 빈센트 섀퍼 박사는 냉각상자에 드라이아이스 조각을 떨어뜨리면 작은 얼음 결정이 만들어진다는 데 착안해 비행기를 타고 미국 매사추세츠주 버크셔 산맥 상공에서 구름에 드라이아이스를 살포해 눈을 내리게 했다. 최초의 인공강우 성공이었다.
이듬해인 1947년 베르나르 보니것 박사는 얼음 결정과 비슷한 구조를 가지고 있는 요오드화은(AgI)을 태운 연기를 0도 이하의 온도에서도 얼지 않는 과(過)냉각 상태의 물방울이 가득한 구름에 넣어 비를 내리게 하는 데 성공했다.
이후 미국과 중국, 일본, 러시아 등 주요 국가들에서도 날씨 변화를 위한 연구를 꾸준히 진행하고 있다. 우리나라에서도 1963년 동국대 양인기 교수팀이 지상연소 실험과 드라이아이스를 이용한 인공강우 실험을 시도했다. 이후 한동안 후속 연구가 진행되지 않다가 겨울철 가뭄 해소를 위해 1995년부터 기상청 소속 국립기상연구소를 중심으로 인공강우 연구를 하고 있다. 2008년 이후에는 강원도 대관령을 넘는 구름을 대상으로 20여 차례 인공강우 실험을 하기도 했다.
인공적으로 비를 내리도록 하는 기술은 비구름을 없애는 데도 이용된다. 2008년 8월 베이징올림픽이 열리기 8시간 전 인공강우 미사일을 1104발 발사, 비를 미리 내리게 해 비구름을 소멸시켰다. 결국 베이징올림픽 주최 측은 올림픽 기간 내내 맑은 하늘을 유지하는 데 성공했다.
인공강우의 핵심은 구름이 비를 쉽게 내리도록 하는 ‘구름씨’를 뿌리는 데 있다. 이런 시도들은 엄밀히 말하면 인공강우라기보다는 인공증우(增雨)로 봐야 한다.
비를 내릴 수 있는 정도의 수증기를 적절히 포함한 구름에 비의 씨앗을 만들도록 자극해 강수량을 증가시키는 정도이지, 구름 한 점 없는 사막이나 맑은 날씨를 보이는 곳에 비를 내리게 하는 기술은 없기 때문이다. 물론 미국항공우주국(NASA)에서 전기장을 이용해 대기 속 수증기를 끌어모아 구름이 없는 곳에서 비를 내리는 연구를 하고 있기는 하지만 아직 성공을 거두지는 못한 상태다.
이런 인공적인 날씨 조절에 대해서는 의견이 찬반으로 나뉘고 있다. ‘자연에 대해 완전히 이해하지 못하는 상태에서 인위적으로 날씨를 조절하다가 더 큰 재앙을 맞을 수 있다’는 의견과 ‘인공적으로 비를 내리게 하는 실험이 성공했고, 아직 큰 문제는 나타나지 않고 있는 만큼 날씨 조절에 대한 연구가 더 많이 이뤄져야 한다’는 의견이다.
전문가들은 전 세계적으로 많은 실험이 진행되고 있지만 아직 그 효과를 확실히 증명하기 어려운 만큼 날씨 조절에는 조심스럽게 접근해야 한다는 입장이 지배적이다. 기상청 관계자는 “날씨 조절은 국민 생활과 산업 발달에 막대한 영향을 끼칠 수 있는 만큼 과학적 효과뿐만 아니라 사회·경제적인 파급효과, 환경 생태계에 미치는 영향에 대한 연구 등이 종합적으로 검토돼야 한다”고 말했다.
유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
