TAO (Tropical Atmosphere Ocean) Array로 7개, WHOTS (WHOI Hawaii Ocean Time-series Stations) 등 11개, 열대 산호초해역에 11개의 이산화탄소 계류관측을 진행하고 있음.
그림 28. NOAA PMEL에서 운영중인 이산화탄소 계류 측정소 분포도
그림 29. NOAA PMEL에서 태평양 적도에서 운영중인 TAO 계류장비 관측결 과 예
를 통해서 대기를 통해 바다로 유입되는 물질공급량이 유의미함을 밝혔고, 특 히 질소의 경우에는 해양 신생산력의 10% 정도를 차지하는 것으로 추정하였 음(Kang et al., 2009, 2010, 2011).
그림 30. 동해 해상 및 육상 대기침적 관측 지역 (Kang et al., 2009)
○ 과거 수십 년간 측정된 자료를 바탕으로, 동아시아 기원의 오염물질이 태평양 해역으로 이동하여, 해양의 질산염 농도를 변화시켰다는 연구결과가 국내 연 구진에 의해 연달아 Science 저널에 발표되었음(Kim et al., 2011, Kim et al., 2014, 방송 및 일간지 보도 다수)
그림 31. (A) 북태평양의 대기침적량 모형결과, (B) CFC-12로 추정한 해 수의 생성연대와 N*(인산염에 대한 질산염의 상대적 양)간의 관계
○ 위성자료와 에어로졸 인덱스를 분석하여 황사시기에 습식침적을 통한 철을 포함한 영양염의 공급이 동해의 봄철 대번성을 앞당기는 것으로 밝혀짐 (Jo et al., 2007).
그림 32. 황사 이벤트에 따른 클로로필-a, 혼합 깊이, PAR 변 동
○ 극지연구소 연구팀은 2016년 2월에 발표한 논문을 통해서 극지역의 얼음의 의한 요오드 화합물(I2, I3-) 발생 기작을 최초로 밝혔음. 이는 비생물학적인 요오드 화합물 배출 매커니즘을 새롭게 발굴했다는 점에서 의의가 큼(Kim et al., 2016, 방송 및 다수의 국내일간지 보도)
그림 33. 극지역에서 얼음 형성에 의한 요오도 화합물의 대기배출 과정 모 식도 (Kim et al., 2016)
○ 최근에 와서, 관련 연구가 본격화되었기 때문에, 국외에서도 해양에서의 관측 연구가 충분하지 못한 실정임. 현재는 GEOTRACES와 같은 국제협력프로그 램 및 SOLAS (Surface Ocean Lower Atmosphere Study)와 같은 과학자 모 임에서 중요한 연구주제로 선정하여 그 중요성을 강조하고 있으며, 동시에 연 구자들의 관심도 유도하고 있음. 향후 지속적인 연구 확대가 예상됨.
○ SOLAS에서는 2015-2025년 기간 동안의 미래 10년 연구계획에서 대기침적이 해양생지화학에 미치는 영향, 해양-대기 에어로졸에 관련된 연구를 핵심연구 테마로 선정하여 발표하였음.
그림 34. SOLAS에 제시한 해양-대기 물질교환 프로세스 (좌) 대기침적, (우) 해양 배출물질(요오도 포함)에 의한 대기 에어로졸에 미치는 영향 (http://www.solas-int.org/)
○ GEOTRACES는 해양의 미량원소와 동위원소비율에 초점을 맞추고 진행되는 국제협력프로그램으로, 해양-대기 물질교환을 통해 유입되는 철과 같은 미량
원소들을 연구하는 것이 핵심 연구주제 중에 하나임.
그림 35. GEOTRACES 연구테마 (www.geotraces.org)
○ SOLAS와 COST (European Cooperation in Science and Technology)는 해 양 습식 및 건식 침적 자료를 취합하여 공개하는 활동을 주도적으로 진행하고 있음. 에어로졸 분야의 경우에는 특히 GEOTRACES와 유기적으로 협력하고 있음.
○ 독일의 GEOMAR 연구소는 SOLAS와 COST의 지원 아래 “Halocarbons in the Ocean and Atmosphere (HalOcAt) database project”를 진행 중에 있음.
이 프로젝트를 통해서 해양의 요오드 관련 화합물 측정 정보를 수집하고 있 음.
그림 37. HalOcAt 홈페이지 및 목표 물질 리스트 일부분
○ Mahowald et al. (2008)는 질소와 함께 해양 생지화학에서 중심적인 역할을 하는 인(Phosphorus)의 해양 측정 자료를 취합하여 발표하였음. 전 세계적으 로 측정 자료가 매우 부족한 상황이고, 그 중에서도 태평양은 대서양에 비해 서 관측의 빈도가 매우 낮은 상황임.
그림 38. 대기 중 총인(total phosphorus)의 관측 자료 분포 및 농도
○ Martino et al., (2014)는 서태평양에서 질소, 인, 철의 침적이 질소고정을 촉 진하여 이 해역에서의 생물생산력을 증가시킬 수 있다고 밝혔음. 이 연구 그 룹(University of East Anglia의 Baker and Jickells)은 지난 10여년 이상의 기
간 동안 대서양에서 대기 침적량 관련 연구를 선도적으로 이끌어 왔으며, 그 중요성을 밝힌 다양한 연구결과를 발표하였음 (Spokes et al., 2001, Baker et al., 2003, 2006a, 2006b, Baker et al., 2007 등)
그림 39. (좌) Baker et al., (2003)의 대서양 연구 지역 및 (우) Martino et al., (2014)의 태평양 연구지역
○ University of Maiamid의 Propspero 교수의 연구그룹은 태평양 및 대서양의 질소, 황 화합물의 기원과 농도변화 연구 등을 1980년대 후반부터 진행해왔음 (Prospero et al., 2003 등 다수 논문).
○ 일본의 Uematsu 연구 그룹은 동중국해에서 대기 침적으로 인한 해양으로의 질소공급량이 양쯔강에 의한 공급량보다 크다는 연구결과를 발표했으며 (Nakamura et al., 2005), 이후에도 북서태평양 및 태평양을 횡단하는 연구를 통해서 대기를 통한 해양으로 물질 플럭스에 대한 연구결과를 다수 발표하였 음 (Jung et al., 2011 and 2013).