12월 과학기술인상, 서울대학교 정수종 교수 선정

- 기후변화 대응을 위한 전 지구 탄소순환 진단 기술 개발

과학기술정보통신부(장관 이종호, 이하 ‘과기정통부’)와 한국연구재단(이사장 이광복, 이하 ‘연구재단’)은 이달의 과학기술인상 12월 수상자로 서울대학교 환경대학원 정수종 교수를 선정했다고 지난달 6일 밝혔다.
  ‘이달의 과학기술인상’은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정하여 과기정통부 장관상과 상금 1천만 원을 수여하는 상이다.
  과기정통부와 연구재단은 정수종 교수가 기후변화 대응을 위한 전 지구 탄소순환 진단 기술을 개발하여 전 세계 공통의 이슈인 탄소중립 실현을 위한 정책 수립의 과학적 근거를 마련한 공로를 높이 평가했다고 밝혔다.
  최근 20년간 대기 중 이산화탄소 농도는 해마다 최고 기록을 경신하고 있다. 이 수치는 화석연료 사용 등 단순히 인간 활동으로 인한 탄소 배출량이 아니다. 대기와 함께 지구의 탄소저장고 역할을 하는 육상 생태계와 해양에서 이산화탄소를 흡수한 탄소저감 효과가 반영된 결과이다. 따라서 대기 중 이산화탄소 농도의 변화를 이해하기 위해서는 먼저 대기·해양·지면 사이의 탄소순환 메커니즘을 이해하고, 실제 대기 중 관측에서 얻은 이산화탄소 농도의 변화를 모의할 수 있는 진단시스템 개발이 필요하다.
  정수종 교수는 해양에서 직접 측정한 탄소 교환량 자료가 없더라도 대기의 이산화탄소 변동성을 이용해 해양의 역할을 역 추적할 수 있다는 점에 착안하여 전 지구적인 탄소순환을 진단할 수 있는 시스템을 개발했다.
  개발된 시스템은 인공위성 관측, 지상관측, 육상생태계 모델, 빅데이터기반 모델, 해양물리모델, 대기수송모형 등의 관측-모델 통합 시스템으로 구축되어 전 지구 규모의 탄소순환을 모사할 수 있다. 또한 관측 자료에 기반 한 전 지구 탄소순환 진단 기술은 지구시스템 내 다양한 구성요소의 역할을 정량적으로 밝힐 수 있다. 즉 어느 지역, 어느 국가에서 탄소 배출이 많이 일어나는지, 반대로 어느 지역에서 탄소 흡수 능력이 떨어지는지를 과학적으로 진단할 수 있다.
  정수종 교수는 이를 통해 이산화탄소의 지역별 변화 추이를 파악하고, 남반구 해양 탄소순환의 변화가 전 지구 대기 이산화탄소 농도 계절 변동성에 큰 영향을 미쳤음을 밝혔다. 관련 연구성과는 국제학술지 사이언스 어드밴스(Science Advances)에 2022년 10월에 발표됐다.
  정수종 교수는 “이번 연구는 전 지구 이산화탄소의 배출과 흡수를 추적할 수 있는 시스템을 개발하여 대기 중 이산화탄소 농도 변화의 원인을 파악하는 방법을 제시한 데 의의가 있다”라며 “앞으로 탄소순환의 정확한 메커니즘을 밝혀 과학적 사실에 근거한 올바른 탄소중립 정책 수립에 기여할 수 있도록 노력하겠다”라고 밝혔다.

[주요 연구성과 설명]

<전 지구 탄소순환 진단 시스템 개발>

<그림 1> 대기 중 이산화탄소의 계절 변동폭 추세의 변화 규명
49개 관측소에서 측정한 대기 중 이산화탄소 기록을 통해 전 지구적으로 계절 변동 폭에 상당한 변화가 있었으며, 특히 2000년 이후에 남반구의 고위도 지역에서 강한 양의 추세가 나타났음을 밝혔다. 

<그림 2> 대기 중 이산화탄소의 기원 추적 및 탄소순환 요소의 기여도 진단 기술 개발
탄소순환은 지구상에 존재하는 모든 탄소저장고(대기, 해양, 지면) 사이의 탄소 교환을 의미한다. 여기서 우리가 주목하는 부분은 대기의 이산화탄소 농도 증가이다. 실제 대기 중 이산화탄소 농도는 단순히 인간 활동으로 인한 탄소 배출량이 늘어나서 증가하는 것이 아니라 육상생태계와 해양에 의한 흡수를 통한 탄소저감 효과가 투영된 결과이다. 따라서 대기 중 이산화탄소 농도의 변화를 이해하기 위해서는 실제 대기 중 관측에서 얻은 이산화탄소 농도의 변화를 모의할 수 있는 진단시스템이 필요하다. 본 연구를 통해 인공위성 관측, 지상관측, 육상생태계 모델, 빅데이터기반 모델, 해양물리모델, 대기수송모형 등의 관측-모델 통합 시스템을 구축하여 전 지구 규모의 탄소순환을 모사할 수 있는 진단 기술을 개발하였다.

<본 사이트에는 일부 내용이 생략되었습니다. 자세한 내용은 세라믹코리아 2024년 1월호를 참조바랍니다. 정기구독하시면 지난호보기에서 PDF를 다운로드 하실 수 있습니다.>