황사
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1. 개요
황사는 바람에 의해 토양 입자가 대기 중으로 이동하여 발생하는 현상으로, 주로 중국과 몽골의 사막 지역에서 발생하여 동북아시아 지역으로 이동한다. 강한 바람, 건조한 토양, 식생 부족 등의 조건이 황사 발생에 영향을 미치며, 지구온난화로 인한 사막화 가속화가 황사 발생을 촉진한다. 황사 발생지는 편서풍대에 위치하여 봄철에 한반도와 일본으로 이동하며, 중국 북부와 몽골, 중앙아시아의 사막화가 주요 원인이다. 황사는 인체 건강에 해로운 영향을 미치고, 산업과 사회경제적으로 막대한 피해를 발생시킨다. 이에 중국, 한국, 일본을 중심으로 황사 발생 방지 및 피해 최소화를 위한 다양한 대책과 국제 협력이 이루어지고 있다.
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| 황사 | |
|---|---|
| 지도 정보 | |
| 명칭 | |
| 한국어 | 황사 |
| 한자 | 황사(黃沙) 또는 황사(黃砂) |
| 영어 | yellow dust, yellow sand, yellow wind, China dust storms, Asian dust |
| 중국어 (간체) | 黄沙 |
| 중국어 (번체) | 黃沙 |
| 중국어 (병음) | Huángshā |
| 중국어 (우어) | waon평 so평 |
| 중국어 (광둥어) | wong4 sa1 |
| 중국어 (객가어) | vong11 sa24 |
| 일본어 | 황사(黄砂) |
| 일본어 (로마자) | kōsa |
| 베트남어 | bão cát vàng |
| 개요 | |
| 정의 | 주로 봄철에 몽골 사막과 중국 황토 지대에서 발생한 모래와 먼지가 바람을 타고 이동하여 한반도를 포함한 동아시아 지역에 영향을 주는 기상 현상 |
| 발생 원인 | 지표면의 건조 강한 바람 대기 불안정 |
| 구성 성분 | |
| 주요 성분 | 모래, 점토, 석영, 장석 등 |
| 기타 성분 | 칼슘, 마그네슘, 철, 납, 카드뮴 등 다양한 중금속과 오염 물질 포함 |
| 영향 | |
| 건강 | 호흡기 질환 악화 알레르기 질환 유발 눈병 유발 |
| 산업 | 항공 및 해운 산업의 운영 차질 태양광 발전 효율 감소 농작물 피해 가전제품 및 자동차 등 정밀 기계 고장 및 수명 단축 |
| 측정 및 관측 | |
| 방법 | 기상위성, 지상관측소, 오존전량분광계 등을 이용하여 측정 |
| 관련 기관 | 기상청 및 환경부 등 관련 기관에서 황사 관측 및 예보 수행 |
| 역사적 기록 | |
| 과거 기록 | 과거 기록에 따르면, 삼국시대부터 황사 현상 기록 존재 |
| 빈도 및 강도 증가 | 최근에는 사막화 및 산업화 등의 영향으로 발생 빈도와 강도가 증가하는 추세 |
| 예방 및 대처 | |
| 예방 노력 | 사막화 방지를 위한 국제적 노력 필요 |
| 대처 방법 | 마스크 착용 외출 자제 창문 밀폐 미세먼지 농도 확인 |
| 기타 | |
| 관련 용어 | 미세먼지, 모래폭풍, 대기오염 |
| 참고 자료 | 기상청 황사 관련 기초지식 |
2. 원인
황사는 바람에 의해 지표의 토양 일부가 대기 중으로 올라가 멀리까지 이동하는 현상이다. 이를 위해서는 강한 바람, 작고 건조한 흙가루, 식물 군락의 부재 등 여러 조건이 필요하다. 황사 발원지인 중국과 몽골의 사막 지역은 이러한 조건에 적합하다.
삼국시대 기록에는 황사가 '우토(雨土)'라는 용어로 나타나는데, 이는 흙이 비처럼 내린다는 뜻이다. 백제와 신라 기록에서 이러한 현상을 찾아볼 수 있으며, 고구려에서는 붉은 눈이 내렸다는 기록이 있는데 이 역시 황사의 영향으로 해석된다.
지구온난화로 사막화가 가속화되는 중국의 반건조 지역은 겨울철 가뭄이 심할 경우 지표가 매우 건조해져 봄철 강한 바람에 의해 황사가 발생한다. 황사는 편서풍을 타고 서쪽에서 동쪽으로 이동하며, 특히 봄철에는 강한 저기압이 만주 쪽에 자리 잡아 한반도와 일본으로 향하는 강한 바람이 불어 황사가 발생하기 쉽다.
중국발 황사의 주요 원인은 중국 북부, 몽골, 중앙아시아의 사막화이며, 이는 광범위한 벌채와 경작지의 과도한 이용 때문이다. 아시아 황사 발생지는 대부분 개발도상국이며, 이들 국가는 급속한 인구 증가를 겪고 있다. 중국의 높은 인구 증가는 목재와 땔나무 수요 증가로 이어져 목재의 과도한 벌채를 유발했다. 또한, 식량 수요 증가로 경작지의 과방목으로 인한 토양 침식이 발생했다.[7]
기상 현상으로서의 황사는 토양 상태, 기류 등 지표면과 대기의 조건이 갖춰지면 발생한다. 발생 빈도는 봄에 가장 높으며, 다른 계절에도 발생한다.[41][43][55]
황사는 국경을 넘어 피해를 발생시키며, 발생지에 가까울수록 피해가 커진다. 몽골, 중국, 한국 등에서는 주민 생활과 경제 활동에 큰 지장을 주며, 황사 대책과 예방이 중요해지고 있다.[61][62][64][65][66]
모래 먼지 폭풍은 강수량이 적을수록 발생이 많아지는 경향이 있다.[41] 모래 먼지 폭풍은 중국어로 '''사진폭(沙塵暴)'''(沙尘暴|shāchénbào중국어)이라 불리며, 중국 시민들은 "황사"라는 말보다 "사진폭"을 자주 사용한다.[96][45]
중국 기상 당국은 순간 풍속 25m/s 이상, 시정 50m 이하인 모래 먼지 폭풍을 "흑풍폭(黑风暴)"(黑风暴|hēifēngbào중국어, 위구르어로 قارا بوران, 영어 표기: qara boran)으로 규정한다. 흑풍폭은 한랭전선 통과 시 다운버스트나 가스트 프런트 등 돌풍을 계기로 발생하며, "모래 벽"이 다가오는 것처럼 보인다. 흑풍폭은 매우 드물지만, 1993년 5월 5일에 발생하여 큰 피해를 입혔다.[43][44]
황사 대책 지연의 원인 중 하나는 각국의 황사 정의와 분류에 차이가 있다는 점이다.[57] 또한, 황사의 주요 원인으로 여겨지는 사막화의 원인과 책임 소재가 명확하지 않아, 발생국과 피해국 간 다양한 주장이 대립하고 있다.[106][110][111]
3. 역사
조선왕조실록에는 측우기 발명 이후 더욱 상세한 황사 기록이 남아있다. 명종 때 한양에 흙비가 내리고 전라도 지방이 누런 먼지로 뒤덮였다는 기록이 있으며, 임진왜란 전후 시기에는 황사 기록이 거의 나타나지 않는다.
근대 이후, 서울의 황사 발생 일수는 1930년대 말~1940년대 초에 가장 많았고, 1980년대 이후 다시 증가하는 추세를 보인다. 서양 선교사들은 황사를 '흑비(흙비)'라고 부르기도 했다.
황사는 주로 봄철에 발생하며, 발생지에서 멀어질수록 고도가 높아지는 경향을 보인다. 최근에는 지상에서 관측되지 않는 '배경 황사'도 발견되고 있다.
가장 오래된 황사 기록은 고대 중국 문헌에서 찾을 수 있다.[2] 죽서기년(竹書紀年)에는 은나라 주신(帝辛) 5년(기원전 1150년)에 낙양(河南省의 한 지역)에 흙비가 내렸다고 기록되어 있다.[3]
한국에서 황사(Asian Dust) 현상에 대한 최초의 기록은 신라 시대인 서기 174년의 기록이다.[4] 당시 이 먼지는 "우토(雨土)"라고 불렸는데, '흙비'라는 뜻으로, 신이 노하여 비나 눈 대신 먼지를 내렸다고 믿었다. 백제, 고구려, 조선 시대에도 황사 현상에 대한 구체적인 기록이 남아 있다.
(1) 구르듯이 이동하는 모래.
(2) 튀듯이 이동하는 모래.
(3) 공중에 부유하는 모래.
3. 1. 고대 (기원전 57년 ~ 기원후 938년)
한국에서 황사에 관한 최초의 기록은 삼국시대에서 찾을 수 있다. 삼국사기에는 신라 아달라왕 21년(174년)에 우토(雨土)라는 기록[149]이 나오는데, 이는 지금의 황사를 뜻한다고 할 수 있다. 우(雨)는 빗방울보다는 '떨어진다'는 의미로, 토(土)는 흙을 의미한다. 삼국사기에는 이 해에 우물이 마르는 등 가뭄이 있었다고 기록되어 있다.
이후 379년과 606년에는 백제에서 하루 종일 우토 현상이 있었다고 기록되어 있으며, 389년과 627년에는 신라에서 우토 현상이 발견되었다. 고구려에서는 644년에 붉은색 눈이 내렸다는 기록[150]이 있는데, 이 역시 황사 때문으로 추정된다. 신라에서는 770년, 780년, 850년에도 우토에 관한 기록이 남아있다.
고대 시대의 황사 발생 기록은 다음과 같다.
| 연도 | 왕조 | 기타 |
|---|---|---|
| 174 | 신라 | 우토(雨土)의 최초 기록 |
| 379 | 백제 | 하루종일 우토(雨土)발생 |
| 389 | 신라 | - |
| 606 | 백제 | 백제 도읍에서 우토(雨土)발생 |
| 627 | 신라 | - |
| 644 | 고구려 | 겨울철에 붉은 눈이 내림 |
| 770 | 신라 | - |
| 780 | 신라 | - |
| 850 | 신라 | - |
총 59건 64일간의 황사 기록이 남아있으며, 봄철의 기록이 가장 많고 여름에는 기록이 없다.
3. 2. 고려 시대 (918년 ~ 1392년)
삼국시대 신라 아달라왕 21년(174년)에 우토(雨土)라는 기록[149]이 황사에 관한 최초의 기록이다. 여기서 '우(雨)'는 빗방울보다는 떨어진다는 의미이며, '토(土)'는 흙을 의미하여 지금의 황사를 뜻한다고 볼 수 있다. 삼국사기에는 이 해에 우물이 마르는 등 가뭄이 있었다고 기록되어 있다. 이후 379년과 606년에 백제에서 하루 종일 우토 현상이 있었고, 389년과 627년에는 신라에서 우토 현상이 발견되었다. 신라에서는 770년, 780년, 850년에도 우토에 관한 기록이 남아있다. 고구려에서는 644년에 붉은색 눈이 내렸다는 기록[150]이 있는데, 이는 황사에 의한 것으로 추정된다.3. 3. 조선 시대 (1392년 ~ 1910년)
삼국사기에는 신라 아달라왕 21년(174년)에 우토(雨土)에 대한 기록[149]이 처음 나타난다. 우(雨)는 '떨어진다'는 의미이며, 토(土)는 흙을 의미하므로, 이는 황사를 뜻한다고 볼 수 있다. 삼국사기에는 이 해에 우물이 마르는 등 가뭄이 있었다고 기록되어 있다. 이후 379년과 606년 백제에서 하루 종일 우토 현상이 있었다고 기록되어 있으며, 389년과 627년에는 신라에서 우토 현상이 발견되었다. 신라에서는 770년, 780년, 850년에도 우토에 관한 기록이 남아있다. 우토 외에도 고구려에서 644년에 붉은색 눈이 내렸다는 기록[150]이 있는데, 이 역시 황사의 영향으로 추정된다.조선시대에는 측우기가 고안되는 등 과학기술 발달로 기상 관측과 기록이 활발해졌다. 조선왕조실록 명종조에는 1550년 한양에 흙이 비처럼 떨어졌고, 전라도 지방에는 지붕, 밭, 잎사귀에 누렇고 허연 먼지가 덮였다는 기록이 있다. 강수, 비, 안개, 우박 등 다른 기상현상과 함께 나타난 황사 기록도 있다. 황사 기록은 16세기에 가장 많으며, 임진왜란 전후 43년간은 기록이 없다. 조선시대에는 총 105건, 114일간의 황사 기록이 남아있다.
3. 4. 근대 (20세기) 이후
근대 서울에서 관측된 황사 일수는 1930년대 말부터 1940년대 초까지가 가장 많았으며, 1980년대 3.9일에서 1990년대 7.7일, 2000년 이후 12.8일, 2008년 15.29일로 점차 증가하는 추세를 보였다.[149] 지난 100년 동안 대부분의 황사 현상(약 85%)은 봄철, 특히 4월에 관측되었고, 겨울에도 가끔 나타났다.[149] 서양 선교사들의 기록에는 황사를 '흑비'(흙비)라고 불렀다는 내용도 있다.황사는 계절적으로 봄에 가장 많이 발생한다.[43][51] 겨울에는 시베리아 고기압의 영향으로 바람이 강하지 않고, 건조 지대 표면이 적설로 덮여 있어 황사 발생이 어렵다. 봄이 되면 눈이 녹고 편서풍이 강해지며, 저기압이 통과하면서 바람이 강해져 황사 발생이 증가한다. 봄 중반 이후에는 식물이 자라고 여름에는 비가 많아져 황사 발생이 줄어들고, 가을에 최소가 된다.[43][51]
황사 발생지인 신장 위구르 자치구에서는 4월에 연간 약 20%의 황사가 집중되고, 3월부터 6월까지 4개월 동안 연간 약 70%가 발생한다. 돈황에서 하서회랑 지역의 경우 봄 3개월 동안 연간 약 50%가 집중되지만, 가을에도 약 10% 정도 발생한다.[43]
황사가 도달하는 일본에서는 2월부터 5월까지 4개월 동안 연간 약 90%의 황사가 집중되고, 7월~9월에는 거의 관측되지 않는다.[52] 그러나 이는 지상 관측 기준이며, 상공을 통과하는 얇은 황사는 여름에도 관측된다.[55]
최근에는 지상에서 시정이 나빠지지 않아 황사로 관측되지 않는 경우에도, 자유 대기에서 얇은 황사가 관측되는 '배경 황사' 현상이 발견되고 있다. 배경 황사는 발생지에서 모래 폭풍이나 저기압이 없어도 발생하며, 주로 CaCO(탄산칼슘) 형태로 존재하여 일반 황사와는 다른 경로로 이동하는 것으로 추정된다.[45][53][54][55]
4. 국가별 황사 분류
중국, 한국, 일본은 황사의 발원지와 가까워 피해가 크며, 황사 분류 방법은 각 나라마다 다르다. 특히 황사 피해에 민감한 중국은 분류가 세분화되어 있다.
5. 피해
황사는 국경을 넘어 광범위한 지역에 피해를 발생시키며, 그 정도와 시기는 지역에 따라 다르다. 발생지에 가까울수록 피해는 커지며, 논밭과 가옥이 모래에 덮이거나, 주변 시야와 일조량을 악화시키고, 교통에 장애를 주거나, 사람과 가축이 모래 먼지를 흡입하여 건강에 악영향을 미치는 등 다양한 피해가 발생한다. 바다를 사이에 둔 일본에서도 황사철이 되면 건물, 야외의 빨래, 자동차 등이 더러워지는 피해가 보고되고 있다. 동아시아 전체의 경제적 손실은 매년 7000억엔을 초과하는 것으로 알려져 있다.[26][43][57][27]
발생지에 가까울수록 모래 먼지의 농도는 짙고, 큰 입자가 많으며, 날아오는 빈도도 높은 경향이 있다. 몽골, 중국, 대한민국 등에서는 주민 생활과 경제 활동에 큰 지장을 주는 경우가 있으며, 황사 대책과 황사 예방이 사회적으로 중요해지고 있다. 최근에는 동아시아 각국에서 황사 피해가 두드러지게 나타나고 있으며, 일부 관측 데이터도 이를 뒷받침하고 있다.[61][62][64][65][66] 환경 문제에 대한 관심이 높아지면서 황사에 대한 사회적 관심도 높아지고 있다.[28][29]
한편, 황사가 자연 환경에서 중요한 역할을 한다는 지적도 있다. 황사는 홍수에 의한 범람 퇴적물이나 화산쇄설물과 함께 퇴적물의 일종이며, 토지를 비옥하게 하는 효과가 있다. 또한, 황사에는 생물의 생육에 필요한 미네랄도 포함되어 있어 육지뿐만 아니라 해역에서도 플랑크톤의 생육 등에 기여한다.[95][97][96][41][45]
예술 분야에서는 황사가 가져오는 독특한 경관 등이 문화 표현에 도입되기도 한다. 황사가 가져오는 정경을 노래한 고대 중국의 한시가 전해지는 등 그 역사는 오래되었다. 황사가 생활에 심각한 피해를 주는 지역도 있지만, 영향이 경미하고 드문 자연 현상, 계절의 풍물로 여겨지는 지역도 있다.
5. 1. 건강 피해
황사는 태양의 일사량을 감소시키며, 폐호흡기 환자와 조기 사망자를 늘리고, 항공, 운수, 정밀산업 등에 많은 피해를 준다.[153] 황사가 부는 지역은 시계가 줄어들며, 황사 먼지는 기관지의 자극이나 천식 외에도 여러 방면에서 일반인의 건강에 위협을 준다. 황사가 불 때에는 그 심한 정도에 따라 집 밖에서 활동을 피하도록 권고하고 있다. 천식이나 다른 호흡기 질환 환자에게 황사는 치명적일 수 있다. 황사 먼지의 피해 지역에서는 사망률이 1.7% 증가했다는 조사 결과가 발표되기도 하였다.[154]모래 자체는 토양에 해롭지 않지만, 황을 배출하여 산성비의 원인이 된다. 모래 폭풍은 또한 토양의 질을 저하시켜 농지를 파괴하며, 재와 그을음, 중금속이 축적되기도 한다. 황사와 함께 내리는 오염된 비는 송충이를 죽이는 효과가 있으며, 사람의 피부에 매우 해롭다.[153]
황사가 한번 발생하면 동아시아 상공에 떠도는 미세먼지의 규모는 약 100만t에 이른다. 이 가운데 한반도에 쌓이는 먼지는 15t 짜리 덤프트럭 4,000대에서 5,000대 분량인 4.6만ton에서 8.6만ton에 달하는 것으로 추정된다.
황사의 가장 중요한 부정적 영향은 건강에 미치는 영향이다. 많은 연구에서 황사가 호흡기 기능에 부정적인 영향을 미치고 호흡기 질환 발생률을 증가시키는 것으로 나타났다. 한국과 일본에서 실시된 여러 연구는 최고 호기 유량을 측정하여 호흡기 기능 수행에 초점을 맞추었다. 이러한 연구에 따르면 천식과 같은 호흡기 질환이 있는 사람들이 가장 악영향을 받는 것으로 나타났다.[6][8][9] 또한 황사와 스모그가 함께 발생하는 날에는 영향을 받는 지역 주민들의 호흡기 및 심혈관 질환으로 인한 사망률이 증가한다는 증거도 있다.[9] 최근 연구에서는 PM2.5가 파킨슨병 및 기타 신경계 질환과 관련이 있다는 사실도 밝혀졌다.[10] OECD는 2060년까지 한국의 대기오염 악화로 인해 직접적으로 발생하는 조기 사망자 수가 인구 100만 명당 1,069명에 이를 것으로 예측했다.[10]
황사의 영향을 받는 지역에서는 시정이 악화되며, 황사는 건강한 사람들에게도 인후염과 천식을 포함한 다양한 건강 문제를 일으키는 것으로 알려져 있다. 폭풍의 심각도에 따라 사람들에게 종종 야외 활동을 피하거나 최소화하도록 권고한다. 이미 천식이나 호흡기 감염이 있는 사람들에게는 치명적일 수 있다.[11] 황사로 인해 일일 사망률이 1.7% 증가했다.[11]
건강에 미치는 영향이 우려됨에 따라, 영향을 받는 지역 주민들은 야외 활동을 자제함으로써 황사에 대한 노출을 줄이고 있다. 봄철 기온이 따뜻해짐에도 불구하고, 황사주의보나 경보가 발령된 날에는 인기 있는 야외 명소들이 텅 비어 있다.[12] 2019년 조사에 따르면, 한국인의 97%가 조사 당시 미세먼지를 포함한 황사로 인해 신체적 또는 정신적 고통을 겪었다고 보고했다.[13]
어린이는 미세먼지에 가장 취약한 계층 중 하나이기 때문에, 영향을 받는 국가들은 어린이에게 미치는 해로운 영향을 최소화하기 위한 조치를 마련해 왔다. 2017년 대한민국 교육부는 모든 초·중·고등학교가 실내 체육 및 야외 활동 공간을 마련하도록 했다.[14] 비슷한 노력이 프로 스포츠에서도 나타나고 있다. 2019년 한국야구위원회는 심각한 미세먼지 경보 발령 시 프로 경기를 취소 또는 중단하는 규정을 변경했다.[12]
5. 2. 오염 물질
황사는 황(산성비의 원인 중 하나), 그을음, 재, 일산화탄소 및 수은, 카드뮴, 크롬, 비소, 납, 아연, 구리 등의 중금속과 발암물질을 포함한 독성 오염물질을 동반한다. 또한 바이러스, 세균, 곰팡이, 기생충, 항생물질, 석면, 제초제, 플라스틱 조각, 연소 생성물, 프탈레이트 등도 포함한다.[155]2001년 중국에서 실시된 황사 분석 결과, 황사에는 높은 농도의 규소(24~32%), 알루미늄(5.9~7.4%), 칼슘(6.2~12%) 및 철이 포함되어 있었다. 석탄 연소에서 발생하는 수은과 카드뮴을 포함한 여러 가지 유독 물질도 발견되었다.
황사 발생원에서 멀리 떨어진 사람들은 눈에 잘 보이지 않는 미세먼지 입자에 노출될 가능성이 높다. 이러한 미세먼지는 모르는 사이에 폐 깊숙이 흡입될 수 있으며, 굵은 먼지는 폐 깊숙이 흡입되기에는 입자가 너무 크다.[5] 이러한 미세먼지 입자는 장기적인 폐섬유증(폐 조직 흉터)을 유발하고 암 및 기타 유형의 폐 질환을 유발할 수 있다.
2014년 연구에 따르면 중국 황사는 미세먼지와 초미세먼지 입자로 구성되어 있다.[6] 지름이 10 μm 미만인 입자는 미세먼지(PM10)로 분류되고, 지름이 2.5 μm 미만인 입자는 초미세먼지(PM2.5)로 분류된다. 미세먼지와 초미세먼지 모두 건강에 위험을 초래한다. 미세먼지는 폐 폐포 깊숙이 침투할 수 있을 만큼 작고, 초미세먼지는 매우 작아서 폐를 통해 혈액이나 림프계로도 침투할 수 있다. 일단 혈류에 들어가면 초미세먼지는 뇌나 태아 기관에까지 도달할 수 있다.[6]
5. 3. 산업 피해
황사는 태양의 일사량을 감소시키며, 폐호흡기 환자와 조기 사망자를 늘리고, 항공, 운수, 정밀산업 등에 많은 피해를 준다.[153]모래 자체는 토양에 해롭지 않지만, 황을 배출하여 산성비의 원인이 된다. 모래 폭풍은 또한 토양의 질을 저하시켜 농지를 파괴하며, 재와 그을음, 중금속이 축적되기도 한다. 황사와 함께 내리는 오염된 비는 송충이를 죽이는 효과가 있으며, 사람의 피부에 매우 해롭다.[153]
황사가 한번 발생하면 동아시아 상공에 떠도는 미세먼지의 규모는 약 100만t에 이른다. 이 가운데 한반도에 쌓이는 먼지는 15t 짜리 덤프트럭 4,000대에서 5,000대 분량인 46,000t에서 86,000t에 달하는 것으로 추정된다.
황사의 증가는 여러 산업에 혼재된 경제적 영향을 미쳤다. 항공 산업은 황사의 심각성 증가로 인해 외부 비용을 경험하고 있다. 항공기 표면에 쌓인 먼지는 양력을 감소시키고 습기와 반응하여 항공기 표면을 부식시키고 도료의 색을 바랜다.[15] 황사 수준이 가장 높은 봄철에는 항공사들이 항공기에서 먼지를 씻어내는 데 시간과 비용을 소모한다. B747 점보 제트기 한 대에서 먼지를 씻어내는 데는 6000L의 물과 9명의 작업 인력이 8시간 동안 작업해야 한다.[15] 황사로 인한 결항은 드물지만, 가장 심각한 날에는 시정 불량으로 인해 항공편이 결항된다.[15]
반면, 황사는 특정 산업에 긍정적인 영향을 미치기도 했다. 황사 대응 제품에 대한 수요가 크게 증가했다. 2019년 미세먼지 농도가 높았던 기간 동안 마스크와 공기청정기 판매량은 2018년 같은 기간 대비 각각 458%, 414% 급증했다.[16] 야외 빨래 건조가 어려워지면서 같은 기간 건조기 판매량도 67% 급증했다.[16]
5. 4. 사회경제적 비용
황사는 태양의 일사량을 감소시키며, 폐호흡기 환자와 조기 사망자를 늘리고, 항공, 운수, 정밀산업 등에 많은 피해를 준다.[153] 황사가 부는 지역은 시계가 줄어들며, 황사 먼지는 기관지의 자극이나 천식 외에도 여러 방면에서 일반인의 건강에 위협을 준다. 황사 때에는 그 심한 정도에 따라 집 밖에서 활동을 피하도록 권고하고 있다. 천식이나 다른 호흡기 질환 환자에게 황사는 치명적일 수 있다. 황사 먼지의 피해 지역에서는 사망률이 1.7% 증가했다는 조사 결과가 발표되기도 하였다.[154]모래 자체는 토양에 해롭지 않지만, 황을 배출하여 산성비의 원인이 된다. 모래 폭풍은 또한 토양의 질을 저하시켜 농지를 파괴하며, 재와 그을음, 중금속이 축적되기도 한다. 황사와 함께 내리는 오염된 비는 송충이를 죽이는 효과가 있으며, 사람의 피부에 매우 해롭다.[153]
황사가 한번 발생하면 동아시아 상공에 떠도는 미세먼지의 규모는 약 100만t에 이른다. 이 가운데 한반도에 쌓이는 먼지는 15t 짜리 덤프트럭 4,000대에서 5,000대 분량인 4.6만ton에서 8.6만ton에 달하는 것으로 추정된다.
개인이 부담하는 비용 외에도, 황사의 증가는 여러 산업에 혼재된 경제적 영향을 미쳤다. 항공 산업은 황사의 심각성 증가로 인해 외부 비용을 경험하고 있다. 항공기 표면에 쌓인 먼지는 양력을 감소시키고 습기와 반응하여 항공기 표면을 부식시키고 도료의 색을 바랜다.[15] 결과적으로, 황사 수준이 가장 높은 봄철에는 영향을 받는 지역에 항공기를 운항하는 항공사들은 항공기에서 먼지를 씻어내는 데 시간과 비용을 소모한다. B747 점보 제트기 한 대에서 먼지를 씻어내는 데는 일반적으로 6000L의 물과 9명의 작업 인력이 8시간 동안 작업해야 한다.[15] 황사로 인한 결항은 드물지만, 가장 심각한 날에는 시정 불량으로 인해 항공편이 결항된다.[15]
반면, 황사는 특정 산업에 긍정적인 영향을 미치기도 했다. 황사 대응 제품에 대한 수요가 크게 증가했다. 2019년 미세먼지 농도가 높았던 기간 동안 마스크와 공기청정기 판매량은 2018년 같은 기간 대비 각각 458%, 414% 급증했다.[16] 야외 빨래 건조가 더 이상 선택 사항이 아니게 되면서 같은 기간 건조기 판매량도 67% 급증했다.[16]
황사의 사회경제적 비용을 산정하는 것은 어려운 작업이다. 건강에 대한 부정적 영향, 야외 활동의 기회비용, 예방 조치 비용, 그리고 심리적 고통까지 추정해야 하기 때문이다. 그러나 한 연구에서는 산업연관분석, 환경경제평가 기법 통합, 조건부 가치 평가법 등의 기법을 사용하여 황사의 총 사회경제적 비용을 추정하였다. 이 연구에 따르면, 2002년 한국에서 황사 피해로 인한 총 사회경제적 비용은 39억달러에서 73억달러 사이로 추산된다.[17] 이는 당시 한국 GDP의 0.6%에서 1.0% 사이이며, 1인당 81.48USD에서 152.52USD에 해당한다.[17]
베이징의 황사 폭풍의 총 경제적 영향에 초점을 맞춘 또 다른 연구는 2000년 베이징시 GDP의 2.9%를 초과하는 비용이 발생했다고 결론지었다.[18]
5. 5. 나라별 피해
황사는 여러 나라에 걸쳐 다양한 피해를 야기한다. 황사는 태양의 일사량을 줄이고, 폐와 호흡기 관련 질환을 앓는 환자들을 늘리며, 조기 사망자를 증가시킨다. 또한 항공, 운수, 정밀 산업 등에도 큰 피해를 준다.[153] 황사가 발생하면 시야가 흐려지고, 황사 먼지는 기관지를 자극하거나 천식을 유발하는 등 건강에 위협을 준다. 황사 먼지는 사망률을 1.7% 증가시킨다는 연구 결과도 있다.[154]황사는 산성비의 원인이 되는 황을 배출하고, 농지를 파괴하며, 중금속을 축적시키기도 한다. 오염된 황사 비는 사람의 피부에 해롭다.[153]
한반도에 쌓이는 황사 먼지는 15t 짜리 덤프트럭 4,000대에서 5,000대 분량인 46,000t에서 86,000t에 달하는 것으로 추정된다.
;중국
베이징은 황사의 근원지와 가까워 매년 초 피해를 입는다. 1988년 4월에는 모래폭풍으로 베이징 공항이 폐쇄되기도 했다.[156]
;대한민국
2002년 황사 피해액은 연간 5.5조원에 달했다. 한국환경정책평가연구원(2005년)은 황사로 인해 한 해 최대 181만 7천여 명이 병원 치료를 받고 165명이 사망하며, 피해액은 최대 7.3조원에 이른다고 밝혔다. 최근 황사에는 규소, 철, 알루미늄, 납, 카드뮴 성분이 포함되어 있어 중금속 농도를 높이는 것으로 알려졌다.
;일본
황사철이 되면 건물, 빨래, 자동차 등이 더러워지는 피해가 보고되고 있다. 동아시아 전체의 경제적 손실은 일본 엔으로 환산하여 매년 7000억엔을 초과한다.[26][43][57][27]
;조선민주주의인민공화국
북한의 황사 실태는 자세히 알려져 있지 않지만, 인체, 동식물, 농작물, 공장 등에 피해가 발생하거나 발생 가능성이 있다는 것이 주변 국가 언론에 의해 보도되고 있다.[126]
;러시아
위성 영상 분석 결과 러시아의 프리모르스키 지방(沿海州)과 사할린(樺太)도 황사 통과 경로로 추정된다.[31]
;미국
미국의 하와이주[80], 미국 본토, 캐나다 등에서도 황사가 관측된 사례가 있다. 2001년 4월 상순에 발생한 황사는 로키산맥, 북미 오대호 지역, 대서양 상공까지 도달했다.[134]
;기타
그린란드와 알프스산맥에서도 황사 기원으로 보이는 모래나 토양 입자가 관측되었다는 보고가 있다.[51]
6. 방지 대책
황사 피해를 줄이기 위한 대책은 여러 지역에서 시행되고 있다. 발생지와 가까운 곳에서는 건물 안으로 모래가 들어오지 못하게 하고, 지붕 등에 쌓인 모래의 무게를 줄이는 등의 노력을 한다.[101] 건물 창문을 닫고, 들어가기 전 옷에 붙은 황사를 털어내며, 황사가 지나간 후 청소를 하는 등의 대책이 있다.[101]
건강 피해를 막기 위해 황사가 심할 때는 마스크와 안경을 쓰고, 가글과 손 씻기, 세안을 하며 외출을 자제한다.[101]
황사는 아주 오래전부터 발생해 온 자연 현상이므로 완전히 막을 수는 없다는 의견도 있다.[43][102] 그러나 인위적인 노력으로 황사 발생량을 줄일 수 있다고 여겨져 발생지의 '''사막화 방지'''를 중심으로 대책이 시행되고 있다.
중국 내 사막화 및 건조화 지역 대부분이 황사 발생원으로 여겨진다. 중국의 사막화는 과벌채, 과방목, 과잉 경작, 물 이용 실패 등 인위적인 요인과 자연적인 기후변화에 의한 건조화가 겹쳐 발생했다는 견해가 지배적이다.[68] 타클라마칸 사막이 있는 신장 위구르 자치구에서는 과방목으로 초원이 황폐화되고 사막화가 진행되고 있는데,[103] 이는 타림 분지 주변 오아시스 인구의 급격한 증가, 특히 한족의 이 지역 정착이 주요 원인으로 지목된다.[103] 황토 고원 등에서는 인구 증가로 인해 과잉 경작과 관개에 의한 염류 집적 등이 발생하여 건조화가 진행되고 있다고 여겨진다.
이러한 배경에서 현재는 사막화 방지를 위해 사막 녹화와 농법 개량을 중심으로 한 대책이 중요시되고 있다. 구체적으로는 적절한 조림, 효율적인 땔나무 등 연료 확보, 가축 관리, 토양 침식 방지, 관개, 수자원의 효율적 이용, 에너지 재활용, 적절한 토지 이용 및 농법 전환, 모래 이동 방지 등이 있으며, 기술 개발을 추진하고 전문가가 지도하여 사막화 방지 활동을 장기간 지속할 수 있도록 할 필요가 있다.[104]
중국의 일자녀 정책은 인구 억제에 큰 역할을 하고 있지만, 사막 녹화를 비롯한 꾸준한 활동이 황사 대책으로 필요하다고 여겨진다. 일본·한국과 같은 발생지 이외의 국가도 협력이 가능하며, 실제로 여러 곳에서 사막 녹화와 농업 지도 등이 이루어지고 있다. 그러나 조림 등의 대책보다 건조화의 진행 속도가 더 빨라 황사 대책은 실효성을 나타내기 어렵다는 견해도 있다.[44]
6. 1. 국제 협력
대한민국, 중국, 일본 3국의 환경장관들이 모여 환경 문제를 논의하는 환경장관회의(TEMM)에서 황사 문제가 주요 의제로 다뤄지고 있다.[20]황사의 주 성분은 모래와 지각 물질이지만, 수은, 황산, 질산, 카드뮴 등 산업 오염 물질과 그 부산물이 포함되어 있어 인체에 유해하다. 한국 대기 중 황산의 약 30%, 질산의 약 40%는 중국에서 이동해 온 것으로 추정된다.[6] 이러한 월경성 오염을 줄이기 위해 과학자들은 한중 양국 간의 과학적, 행정적, 정치적 협력을 제안하고 있다.[6]
2018년 1월, 양국은 제22차 한중 환경협력 공동위원회 회의에서 황사 및 미세먼지, 해양 오염 등 대기 오염 문제 해결을 위한 협력을 강화하기로 합의했다.[6]
현재 황사 정보는 다음과 같이 제공되고 있다.[106][107]
- 황사 정보, 황사 관련 기상 정보 - 기상청, 기상연구소 등[108]
- 황사 예보, 주의보(3단계) - 대한민국 기상청
- 사막화 예보, 경보 - 중국 기상국. 단기 예보만 가능했으나, 중국과학원에서 수치 예보 시스템을 개발하여 운용 중이다.
이 외에도 다음과 같은 국제 협력 프로젝트가 진행 중이다.[106]
- ADB/GEF 황사 대책 프로젝트 - 국제연합환경계획(UNEP)·아시아태평양경제사회이사회(UNESCAP)·사막화방지협약(UNCCD)·아시아개발은행(ADB)·중국·한국·몽골·일본 8개 기관 참여. 황사 대책 플랜 작성.
- 황사 실태 해명 조사 - 일본 환경성 주관 프로젝트
- 한중일 3개국 환경장관 회합 - 황사 문제 합의 형성
- 한중일 국장급 회합 - 황사 대책 협의[109]
- 국제 더스트 스톰 워크숍 - 황사 연구 관련 국제 회의
몽골, 중국, 한국, 일본 등 여러 국가의 대학, 연구 기관, 행정 기관이 연구 및 관측에 참여하고 있으며, 관측 기기 및 자금 지원, 조림 및 농업 지도 등 다양한 협력이 이루어지고 있다.[106] 민간 단체(NGO)도 조림 및 농업 지도 프로젝트에 참여하고 있다.
6. 2. 중국
중국은 황사 문제를 사막화로 인한 천연재해로 인식하고, 사막화를 막기 위한 노력을 기울이고 있다. 생물학적 대책, 프로젝트 전개, 산업 구조조정 조치 등을 실행하고 있다.[20]황사는 중국과 한국 정부 간의 국제적인 논쟁거리였다.[20] 황사의 주성분은 모래와 지각 물질이지만, 수은, 황산, 질산, 카드뮴 등 다양한 산업 오염 물질과 그 부산물이 황사를 더욱 유해하게 만들었다. 한국 대기 중 황산의 약 30%, 질산의 약 40%는 중국에서 이동해 온 것으로 추정된다.[6]
한국 정부는 악화되는 황사 문제에 대처하기 위해 중국 정부와 협력해 왔다. 2018년 1월, 양국은 제22차 한중 환경협력 공동위원회 회의에서 황사와 미세먼지, 해양 오염을 포함한 대기 오염과의 싸움을 위한 협력 노력을 강화하는 방안을 논의했다.[6]
중국 국내 사막화·건조화 지역의 대부분이 황사 발생원으로 여겨진다. 중국의 사막화는 과벌채, 과방목, 과잉 경작, 물 이용의 실패 등 인위적인 요인과 자연적인 기후변화에 의한 건조화가 겹쳐 발생했다는 견해가 지배적이다.[68]
타클라마칸 사막이 있는 신장 위구르 자치구에서도 과방목으로 초원이 황폐화되고 사막화가 진행되고 있는데,[103] 이는 타림 분지 주변 오아시스 인구의 급격한 증가, 특히 한족의 급격한 이 지역 정착에 따른 인구 증가가 주요 원인으로 지목된다.[103]
황토 고원 등에서는 인구 증가로 인해 과잉 경작과 관개에 의한 염류 집적 등이 발생하여 건조화가 진행되고 있다고 여겨진다.
이러한 배경에서 현재는 사막화 방지를 위해 사막 녹화와 농법 개량을 중심으로 한 대책이 중요시되고 있다. 구체적으로는 적절한 조림, 효율적인 땔나무 등 연료 확보, 가축 관리, 토양 침식 방지, 관개, 수자원의 효율적 이용, 에너지 재활용, 적절한 토지 이용 및 농법 전환, 모래 이동 방지 등이 있으며, 기술 개발을 추진하고 전문가가 지도하여 사막화 방지 활동을 장기간 지속할 수 있도록 할 필요가 있다.[104]
중국의 일자녀 정책은 인구 억제에 큰 역할을 하고 있지만, 사막 녹화를 비롯한 꾸준한 활동이 황사 대책으로 필요하다고 여겨진다. 일본·한국과 같은 발생지 이외의 국가도 협력이 가능하며, 실제로 여러 곳에서 사막 녹화와 농업 지도 등이 이루어지고 있다. 그러나 조림 등의 대책보다 건조화의 진행 속도가 더 빨라 황사 대책은 실효성을 나타내기 어렵다는 견해도 있다.[44]
중국에서는 기상국이 정하는 정의에 따라, 모래알이나 토양먼지가 공중에 떠다녀 하늘색이 탁해지고 시정이 저하되는 날씨를 “사진천기(砂塵天氣)”라고 하며, 그중 시정 10km 미만을 “양사(揚沙)”, 시정 1km 미만을 “사진폭(砂塵暴)”이라고 부른다.[112][113] 사진폭은 홍수, 폭풍과 같은 다른 기상재해와 마찬가지로 3단계의 경보가 정해져 시민들에게 알려진다.[114]
중국 동부에서는 황사가 자주 관측되며, 도시에서는 경제발전에 따른 스모그와의 상승효과로 시정이 상당히 악화되는 경우가 있다. 베이징이나 톈진 등은 발생지인 사막에 가까워 최근 대규모 황사의 피해를 입고 있다.
2007년 4월 2일에는 상하이에서 623µg/m³(마이크로그램 매 입방미터)라는 과거 최대량의 황사를 관측하여 대기오염지수가 500이라는 과거 최악의 수치를 기록했다.[115] 대기오염지수(API)는 이산화황과 PM10의 농도를 기준으로 한 중국 고유의 지표이다. 0-500의 수치로 나타내며, 300 이상이 “중도(重度)”로 간주된다.[116][117]
중국 내륙부나 몽골에서는 단순한 황사의 강하보다 사진폭(砂塵嵐)에 의한 피해가 더 크다. 농작물에 모래가 쌓이는 것에 의한 흉작 외에도, 주택에 모래가 침입하거나, 시야 불량에 의한 사고 등으로 사망자가 발생하는 경우도 있다.
강사진폭에는 “흑풍(黑風)”, 특강사진폭에는 “흑풍폭(黑风暴)”이라는 속칭이 있다.[119]
1993년 5월 5일, 중국 북서부(닝샤 후이족 자치구, 내몽골 자치구 아얼샤 맹, 간쑤성)에서 발생한 흑풍폭으로 사망·실종자 112명, 부상자 386명, 가축·소·말의 사망·실종 약 48만 3000두, 4600개의 전봇대 파손, 경작지 21만 헥타르(ha) 피해, 산림 피해 18만 ha, 경제적 손실 66억 엔 외에도 많은 도로와 철도가 매몰되는 등 막대한 피해를 입었다. 사망자 대부분은 학교에서 귀가 중이던 어린이였다.[43][44]
중국의 산림관리국에 따르면, 황사의 영향을 받고 있는 중국인은 약 4억 명이며, 직접적인 피해만 해도 540억 위안(540억위안)에 달한다고 한다.[121]
6. 3. 대한민국
대한민국은 황사 발생 원인이 중국과 몽골이고, 대한민국은 단지 황사의 피해 지역이라는 점에서 피해의 조기 예보에 국내 노력이 집중되어 왔다. 황사는 편서풍을 타고 필연적으로 대한민국의 국경 내로 들어오게 되므로, 황사의 발생부터 이동까지의 경로 및 그 영향을 미리 예보함으로써 피해를 최소화하자는 것이다.황사 예보 단계는 다음과 같다.[20]
- 황사경보: 황사로 인해 1시간 평균 미세먼지(PM10) 농도 800µg/m3 이상이 2시간 이상 지속될 것으로 예상될 때
- 황사주의보: 황사로 인해 1시간 평균 미세먼지(PM10) 농도 400µg/m3 이상이 2시간 이상 지속될 것으로 예상될 때
하지만 황사 예보만으로는 본질적인 피해 예방이 될 수 없다. 따라서 대한민국은 동북아시아 황사대응 지구환경기금(GEF) 사업에 참여하여 황사 문제에 대한 근본적인 해결 방안을 마련하려고 노력 중이다. GEF 사업은 한국, 중국, 일본, 몽골 및 유엔환경계획(UNEP), 아시아개발은행(ADB), 아시아태평양경제사회위원회(ESCAP) 등 관련 국제기구가 공동으로 황사 문제에 대응하기 위한 것이다. 지역 협력 체제 구축, 황사 모니터링, 조기 경보 네트워크 구축 프로그램 준비 및 8개 황사 방지 시범 사업 지역을 선정하여 시범 사업 실시 등을 계획하고 있다.
국경을 넘는 황사에 대한 책임은 중국과 한국 정부 간의 국제적인 논쟁거리가 되어 왔다.[20] 황사의 주요 성분은 모래와 지각 물질이지만, 수은, 황산, 질산, 카드뮴 등 다양한 산업 오염 물질과 그 부산물이 황사를 더욱 유해하게 만들었다.[20] 한국 대기 중 황산의 약 30%와 질산의 약 40%는 중국에서 이동해 온 것으로 추정된다.[6] 과학자들은 중국으로부터의 국경을 넘는 오염을 줄이기 위해 과학적, 행정적, 정치적 측면을 포함한 한국과 중국 간의 공동 노력을 옹호해 왔다.[6]
악화되는 황사 수준에 대처하기 위해 한국 정부는 중국 정부와 협력해 왔다. 2018년 1월, 양국은 제22차 한중 환경협력 공동위원회 회의에서 만나 황사와 미세먼지, 해양 오염을 포함한 대기 오염과의 싸움을 위한 협력 노력을 강화하는 방안을 논의했다.[6]
황사는 계절적으로 봄에 가장 많이 발생한다. 여름에는 비가 많아지고, 가을에는 황사 발생량이 최소가 된다.[43][51]
황사가 내려 쌓이면 건물 창문이나 세탁물이 더러워지고 농작물의 생육 불량을 일으키는 등의 물리적 피해가 가장 많다. 비닐하우스에 쌓이면 차광 장애를 일으킬 수 있다.[43] 황사가 비나 눈에 섞여 내리면 진흙 상태가 되어 오염물질 제거가 더 어려워진다.[43][45]
농도가 높으면 시야가 나빠져 항공기 운항, 자동차 통행 등에 장애를 주거나 대기를 덮어 기상 관측을 방해하기도 한다. 또한 정밀기계공업이나 반도체 공장에서는 황사로 인해 불량품이 발생하기도 한다.[43]
대한민국에서는 황사의 정도에 따라 강도 0, 강도 1, 강도 2의 3단계로 분류하고 있다.[122]
- 강도 0 - 시야가 약간 흐린 상태.
- 강도 1 - 하늘이 흐리고, 누런 먼지가 물체 표면에 약간 쌓이는 상태.
- 강도 2 - 하늘이 황갈색으로 변하고 일광도 약해지며, 누런 먼지가 물체 표면에 쌓이는 상태.
한국 기상청은 대한민국 환경부 소관의 관측망에서 얻어지는 PM10 농도의 1시간 평균값 예보를 바탕으로, 규정 농도가 2시간 이상 지속될 것으로 예상될 경우 3단계의 경보 체계를 운영한다. 기상주의보·경보와 마찬가지로 지역별로 발령된다.[45][56]
- 황사 정보 - 300µg/m3 이상이고, 정보 제공이 필요한 경우.
- 노인·어린이·호흡기 질환 환자의 야외 활동, 유치원·초등학교의 야외 활동, 일반 시민의 야외에서의 심한 운동을 각각 자제하도록 권고.
- 황사 주의보 - 400µg/m3 이상.
- 일반 시민의 야외에서의 심한 운동을 자제하도록 권고. 노인·어린이·호흡기 질환 환자의 야외 활동, 유치원·초등학교의 야외 활동을 각각 금지하도록 권고. 외출 시 긴 옷을 입고 청결을 유지하도록 지도.
- 황사 경보 - 800µg/m3 이상.
- 노인·어린이·호흡기 질환 환자의 외출 금지, 일반 시민의 야외 활동 금지·외출 자제, 실외에서의 운동 경기 중지·연기를 권고. 유치원·초등학교의 야외 활동 금지, 그리고 수업 단축·휴교 등의 조치를 취하도록 권고. 외출 시 긴 옷을 입고 보호 안경·마스크 등을 사용하여 청결을 유지하도록 권고. 축사·가축의 보호 조치, 농산물·사료의 덮개, 전자·정밀 기계에 침입하는 미립자의 차폐 조치를 지도.
이상의 기준은 황사 피해 증가를 받아들여 2007년 2월 10일에 개정된 것이다.[123][124][125]
2002년 3월 21일~22일의 황사는 기록적인 피해를 가져왔다. 서울에서는 PM10 농도가 2266µg/m3을 기록, 유치원과 고등학교 5,000여 개교가 휴교하고 항공기 결항과 정밀 기계 공장의 조업 중단 등의 영향이 발생했다.[43] 2006년 4월에는 2015µg/m3가 관측되었고, 국내선 항공편 6편이 결항했다.
한국 기상청에 따르면, 한국에 날아오는 황사는 내몽골, 고비사막, 황토고원을 중심으로 발생하여 발생 후 약 1일~8일 걸려 도달하며, 가장 가까운 발생원인 중국 동북 지방의 것은 최단 반나절 만에 도달한다.[37]
한국 정부의 추정에 따르면, 황사의 여러 영향에 의한 한국의 경제 손실은 연간 약 3조~5조 원에 달한다고 한다.[102] 또 다른 추정(Kang, 2004년)에 따르면, 황사에 의한 의료·복지 분야의 피해액과 황사 대책 비용은 연간 3,640억 원이라고 한다.[43]
6. 3. 1. 나무 심기
한국광해관리공단은 2009년 4월 몽골 투브 주 정부와 "광해(鑛害) 복구를 위한 조림사업 및 활용"에 관한 양해각서(MOU)를 체결했다.[71] 이에 따라 한국광해관리공단은 몽골 정부로부터 여의도 면적의 약 33배에 해당하는 10000ha의 조림지를 무상으로 제공받아 50년간 쓸 수 있게 되었다. 향후 사업 결과에 따라 무상 조림지 규모를 500000ha까지 확대하기로 하였다.6. 4. 일본
일본의 경우 중국과 대한민국에 비해 비교적 황사의 피해가 적은 지역으로, 자본과 기술력으로 황필터를 설치하여 황사의 피해를 막고자 한다.계절적으로는 봄에 가장 많이 발생한다. 강수량이 적고 지면이 건조해지는 겨울에는 시베리아 고기압의 영향으로 바람이 강하지 않은 온화한 날씨가 계속되는데다, 대부분의 건조지대 표토는 적설로 덮여 있기 때문에 황사 발생이 어렵다. 봄이 되면 표토를 덮었던 적설이 녹고, 고기압의 세력이 약해지는 대신 편서풍이 강해지고, 저기압이 발달하면서 통과하는 등 바람이 강한 날이 늘어나기 때문에 황사 발생도 증가하는 것으로 생각된다. 봄 중반이 되어 따뜻해지면 식물이 늘어나고, 여름이 되면 비도 많아지기 때문에 토양이 지면에 고정되면서 점차 황사의 양은 줄어들고, 가을에 최소가 된다.[43][51]
일본에서는 2월부터 5월까지, 즉 봄에 해당하는 4개월 동안 연간 약 90%의 황사가 집중되고, 여름에 해당하는 7월~9월은 거의 관측되지 않는다.[52] 하지만 이는 지상 관측을 기반으로 한 통계이며, 상공을 통과하는 얇은 황사는 여름에도 관측되고 있다.[55]
최근 지상에서는 시정이 저하되지 않아 황사로 관측되지 않을 때, 자유대기(자유대류권)라고 불리는 고층에서 얇은 황사가 관측되는 것이 밝혀졌다. 이것은 "배경 황사"라고 불린다. 배경 황사는 평소 지상에서 거의 황사가 관측되지 않는 여름이나 가을에도 발생하며, 고산에서는 산성안개의 중화에 관여한다. 발생지 부근에서 사하라 사막의 모래 폭풍이 발생하지 않고, 모래를 운반하는 저기압조차 없는 상태에서도 발생한다. 배경 황사의 성분은 주로 CaCO(탄산칼슘) 형태로 존재하는데, 이는 지상에서 배출되는 대기오염 물질에 포함된 SO(황산이온)와 거의 섞이지 않아 보통의 황사와는 다른 경로를 통해 온다는 것을 의미한다.[45][53][54][55]
일본 등 발생지에서 어느 정도 떨어진 지역에 날아오는 황사 입자의 크기는 0.5µm~5µm 정도이며, 입도 분포는 4µm에 피크가 나타난다.[71] 이는 담배 연기 입자의 지름(0.2~0.5µm)보다 크고, 사람의 적혈구 지름(6~8µm)보다 약간 작은 정도이다. 1979년 나고야에서 채취된 황사 분석에서는 대체로 1µm~30µm인 것이 많았고, 4µm 정도의 입자가 가장 많았다.
2005년 환경성과 해외환경협력센터의 검토회가 「황사 문제 검토회 보고서」를 정리했을 당시에는 일본의 역학적 조사 결과가 없었지만,[43] 이후 몇 가지 보고되고 있다. 교토대학과 도야마대학 연구 그룹은 2005년~2009년 봄 도야마현의 입원 환자 조사를 통해 황사 이후 1주일 동안 소아천식 환자의 발작으로 인한 입원 위험이 1.8배, 초등학생의 경우 3배 이상 증가했다고 보고했다. 국립환경연구소의 조사에서도 유사한 결과가 나타났다. 규슈대학 연구 그룹은 후쿠오카현에서 뇌졸중으로 인한 응급 이송 사례 조사를 통해 황사 발생일로부터 3일 동안 뇌졸중으로 인한 이송 건수가 7.5% 증가하고, 중증 사례는 50% 이상 증가했다고 보고했다.[90] 하지만 이러한 조사의 대부분은 황사 이외의 요인의 영향이 제거되지 않았거나, 통계적으로 유의미하지 않은 것이 많다고 지적하는 논문도 있다.[91]
일본 기상청은 황사를 “대륙성 토양 입자가 날아와 부유하고 있는 현상”으로 정의하며, 시정이 10km 미만일 경우를 기준으로 삼는다. 하지만 1989년 4월 이후에는 10km 이상이더라도 황사임을 분명히 알 수 있는 경우에는 황사로 기록한다.[56][127] 2004년부터 기상청은 황사 관련 예보를 시작했다. 황사 발생이 예상되는 경우, 도도부현 단위로 “황사 관련 기상정보”를 발표하고, 홈페이지에서 황사 관측값과 도달 농도 예측을 발표한다.[128]
황사는 2월부터 5월까지 자주 관측되며, 특히 4월에 많고, 여름에 가장 적다. 서일본과 일본해 쪽에서 관측되는 경우가 많다. 산맥을 사이에 두고 동쪽에 있는 동일본과 태평양 쪽, 내륙부에서는 관측 수가 적지만, 때때로 관측된다.[43]
일본에서 황사 농도의 최고치는 황사 이외를 포함한 부유 입자상 물질(SPM)의 참고값이지만, 2002년에 1시간 값 0.79mg/m3(790µg/m3)가 관측되었다.[129] 이는 환경기준의 약 4배이다.[130] 1967년 이후 일본에서의 황사 관측 일수는 평균 20일 정도였지만, 2000년부터 2002년까지는 50일 전후로 크게 증가했다. 일본에서 황사 관측 일수가 증가하는 해는 중국 동북부에서 저기압이 발달하기 쉽고, 서풍이 강한 경향이 있다. 일본에서 관측되는 황사는 대기가 뿌옇게 되고 미량의 모래가 쌓이는 정도이며, 큰 피해는 거의 보고되지 않지만, 경미한 물리적 피해나 건강 피해는 보고되고 있다. 기상 관측에서는 연무 또는 먼지 연무로 분류된다.[131]
오키나와에서는 1959년 1월 13일에 오키나와 본섬, 미야코지마, 이시가키지마에서 시정이 일시적으로 1km 이하로, 낮에도 자동차가 라이트를 켜야 할 정도의 황사가 날아온 적이 있다.
6. 5. 미국
미국은 ACE-Asia(Aerosol Characterization Experiment - Asia)를 통하여 아시아 지역의 에어로솔 특성 관찰 및 연구에 노력하고 있다. 먼 곳에서 관측된 사례로는 미국의 하와이주,[80] 미국 본토, 캐나다 등이 있다.2001년 4월 상순에 발생한 황사는 같은 달 15일 솔트레이크시티, 18일에는 캐나다에서 애리조나주에 걸친 로키산맥, 19일에는 북미 오대호 지역에서 각각 관측되었고, 20일에는 캐나다 연안 대서양 상공에 도달했다.[134]
7. 공공 경제
중국과 한국에서는 황사 농도가 높을 경우, 정부 기관을 통해 마스크 착용을 권장하거나 외출을 자제하도록 하는 정보를 발표한다.[45] 한국에서는 황사에 포함된 유해 물질 배출을 촉진하는 음식으로 돼지고기가 알려져 있다는 속설이 있다. 실제로 황사 시기에 삼겹살 등 돼지고기 요리의 매출이 증가한다. 돼지고기의 불포화지방산이 체내 중금속 배출을 촉진한다는 연구 결과도 있지만, 효과가 미미하다는 의견도 있다.[93][94]
7. 1. 국제적 논쟁
황사는 외부 불경제의 한 예이다. 중국, 몽골 등의 급속한 산업화와 삼림 벌채 정책으로 인해 한국, 일본 등 극동 아시아 국가들이 사회적 비용을 부담하고 있다.[6]삼림 벌채의 주 원인은 광범위한 벌목이다. 땔감, 목재 생산은 황사 등 생태적 위험을 야기하지만, 황사의 사회적 비용은 생산비용에 반영되지 않는다. 이는 개별 생산자가 황사를 고려하지 않고 사적 한계비용만 고려하는 시장 실패를 초래한다. 자유 시장에서 생산되는 통나무와 목재 제품의 양은 사회적 최적 수준을 초과한다.
중국과 한국에서는 황사 농도가 높을 때 정부 기관을 통해 마스크 착용 권장, 외출 자제 등의 정보가 발표된다.[45]
한국에서는 황사에 포함된 유해 물질 배출을 촉진하는 음식으로 돼지고기가 알려져 있다는 속설이 있다. 황사 시기에 돼지고기, 삼겹살 등의 매출이 증가한다. 돼지고기의 불포화지방산이 체내 중금속 배출을 촉진한다는 연구 결과도 있지만, 효과가 미미하다는 의견도 존재한다.[93][94]
황사는 토양과 해양에 광물을 공급하고, 식물, 식물 플랑크톤 성장을 촉진하며, 토양을 비옥하게 하는 효과가 있다. 황사의 인, 철, 알루미늄 등이 해양 플랑크톤이나 하와이 숲 성장에 관련된다는 연구 결과도 있다.[45][95][96][97] 황사에 포함된 탄산칼슘은 산성비 피해를 줄이는 데 기여한다.[72] 토양의 비옥도를 잃기 쉬운 태평양의 오래된 화산섬에 양분을 공급하며, 황사의 흐름으로부터 먼 동태평양일수록 숲이 사라지기 쉽다는 지적도 있다.[98]
황사가 기후에 미치는 영향은 다양하다. 황사 입자는 숲이나 해양 위에 있을 때 태양 복사를 차단하는 알베도 효과(냉각)를, 빙설이나 빙하 위에 있을 때는 태양광선을 흡수하여 대기를 따뜻하게 하는 효과(가열)를 가진다. 또한 구름 응결핵이 되어 구름 분포를 좌우하거나(냉각·가열), 황사 성분이 식물과 플랑크톤에 작용하여 탄소 순환에 영향을 미치기도 한다. 현재 결과가 명확하지 않아 기후 모델을 이용한 연구가 진행 중이다.[45][99]
대책 지연의 원인으로 각국의 황사 정의, 분류(아래 항목 참조), 인식 차이가 지적된다. 예를 들어, 황사 피해는 몽골에서는 모래 피해, 중국에서는 사막화 피해, 한국에서는 기상 현상, 일본에서는 대기 오염으로 다르게 인식된다.[57]
황사의 주요 원인인 사막화 원인과 책임 소재가 과학적으로 명확하지 않다. 발생국(중국, 몽골)과 피해국(한국, 일본)의 입장에 따라 다음과 같은 다양한 주장이 대립한다.[106][110][111]
- 지구 온난화로 인한 강수량 감소가 원인이며, 선진국을 포함한 세계 전체에 책임이 있다.
- 농업 및 수자원 관리 소홀이 원인이며, 현지 주민, 정부, 행정에 책임이 있다.
- 발생지가 아닌 한국과 일본도 대기오염 물질 발생, 사막화 관련 목재·농산물·축산물 수입 등으로 책임이 있다.
향후 과제로 지표 수분량, 식생 상태, 작물 종류/분포, 가축 분포, 지하수 취수 상황 등의 지속적 조사, 관측 장비 정비, 데이터 공유, 황사 정의/분류 통일, 예측 기술 개선, 대책 평가 등이 제기된다.[105]
8. 심각성
황사는 과거부터 존재했지만, 최근 들어 그 심각성과 빈도가 급격히 증가하고 있다. 지난 50년 동안 황사 발생 보고 일수는 5배 증가했다.[21] 한국기상청(KMA) 자료에 따르면 1960년대 연평균 황사 발생 일수는 약 2일이었지만, 2000년대에는 11일로 크게 늘었다. 1960년대와 1970년대에는 10년마다 황사가 없는 해가 3년 있었지만, 2000년대부터는 매년 황사가 발생하고 있다.[21]
2018년에는 4개월 만에 경기도에서 42건의 황사 경보와 주의보가 발령되었는데, 이는 2017년 같은 기간의 36건보다 증가한 수치이다.[12] 황사 입자가 공기 중에 머무르는 평균 지속 시간도 지난 2년 동안 16.3시간에서 19.8시간으로 늘어났다.[22]
황사는 스모그와 결합하여 더욱 심각해져, 2017년 대한민국 대선의 주요 정치적 이슈가 되기도 했다. 문재인, 안철수, 홍준표 후보 모두 황사 문제를 해결하기 위한 대책을 약속했다.[10]
황사는 국경을 넘어 피해를 발생시키며, 발생지에 가까울수록 피해가 커진다. 몽골, 중국, 대한민국 등에서는 주민 생활과 경제 활동에 큰 지장을 주고 있으며, 황사 대책과 예방이 중요해지고 있다.[61][62][64][65][66] 동아시아 전체의 경제적 손실은 매년 7,000억 엔을 초과하는 것으로 알려져 있다.[26][43][57][27]
황사는 태양이나 달의 색깔을 변화시키기도 한다. 태양은 은색으로 보이거나 푸른 광륜(광관)을 동반하여 푸른색으로 보이기도 하며, 달도 푸른색으로 변하는 경우가 있다.[74][100]
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