담당자정보
- 부서 : 식품분석과
- 이름 : 서희정
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| 황사의 특성에 대하여 | |
| 내용 |
○ 황사의 개요 (1) 정의 : 주로 중국 북부의 황토지대에서 바람에 의하여 하늘높이 불어 올라간 미세한 모래먼지가 대기중에 확산되어 하늘을 덮었다가 서서히 강하하는 현상 또는 강하하는 모래먼지를 말한다(기상학 사전, 1992). (2) 우리나라 황사의 특성 발 원 지 주 요 성 분 크기(μm) 면적(㎢) 년평균 강수량(mm) - 황하유역 - 오르도스사막 - 타클라마칸 사막 - 고비사막 - 알라산사막 석영, 장석 운모, 고령토, 알루미늄,철등 금속류 직경0.2∼20 1,500,000 300∼500 (3) 세계의 건조지대 (가) 세계의 건조지대는 육지의 34%, 이중 사막은 육지 전체의 19%를 차지. (나) 북반구에 넓게 분포하며, 북아프리카-아라비아-중앙아시아 일대가 최대의 건조지역임. (다) 인공위성 관측결과 먼지의 최대 발생지역은 아프리카 사막과 중국 북부에서 몽고의 사막지역으로 나타남. (라) 사하라의 먼지는 대서양을 넘어 카리브해 또는 북유럽까지 장거리 이동됨. (마) 중앙아시아의 먼지는 우리나라를 넘어 태평양상공으로 이동하여 하와이나 알라스카 북안에서 관측됨. (4) 주요발생지역(중국) 우리나라에 영향을 미치는 황사의 기원은 중국의 신장과 황하 상류지역, 몽고와 중국의 경계에 걸친 넓은 건조지역이다. 이곳에서 황사가 발생하면 강한 바람과 함께 모래먼지가 갑자기 나타나 1km밖을 구분할 수 없게 된다. 중국은 서고동저형의 지형 특성을 갖으며 다양한 기후형태가 나타나는 데, 연강수량이 400 mm이하이고, 사막이 대부분인 서북 건조지역이 바로 황사의 주요 발원지이다. 타클라마칸 사막은 타림분지 중서부에 있으며, 중국 사막 총면적의 52 %를 차지하는 최대의 사막(1000㎞×400㎞)이고, 타클라마칸 사막의 동북방향에 위치한 고비사막은 연강수량이 30㎜밖에 안되는건조지역으로 바람이 강하다. (5) 황사의 역사 중국의 경우 서기 300년 이후부터 황사관측기록이 남아있고, 조선왕조실록에도 황사현상에 대한 기록이 자주 나온다. 태종 11년에는 14일동안 흙비가 내렸다는 기록이 있고, 성종 9년 4월, 숙종 4월에도 각각 흙비가 내려 옷에 혼탁한 자국이 남았다는 기록이 있다. 역사시대 이전에도 황사현상이 있었다는 것을 뢰스지대의 분포를 통해서도 알 수 있다. 현재 전세계 지표면의 약 10%정도가 뢰스지대를 이루고 있다. 중국의 황토고원은 두께가 약 200m가 넘는 뢰스 침적지대가 있는 데 이곳은 신장지방과 타클라마칸 사막 주변경계에 해당한다. 우리 나라와 일본은 아시아 대륙 중심부로부터 비롯되는 황사의 영향을 받고 있으며, 중앙아시아에서 발원한 황사는 하와이나 알라스카 북쪽 해안에도 침적된다. 또한 아프리카의 사하라 사막의 황사는 대서양을 건너 플로리다반도에서도 수차례 관측되었고, 북쪽으로 이동하여 유럽에서도 관측된 바 있다. ○ 황사의 수송(1) 우리나라는 위도상 중위도 편서풍대에 위치하고 있어 황하유역과 중국 및 몽고사막 등에서 봄철 기온이 따뜻해지면 강한 한랭전선을 동반한 저기압이 발달할 때 그 전선 후면에 강풍과 함께 발생한 토양먼지가 매년 3∼5월경에 편서풍을 타고 1,500∼2,000 km이상의 거리를 이동하여 우리나라, 일본 및 하와이까지 이동된다. (2) 배출량의 배분 발원지에서 배출되는 황사량을 100%라 할 때, 보통 - 30%가 발원지에서 재 침적되고, - 20%는 주변 지역으로 수송되며, - 50%는 장거리 수송되어 한국, 일본, 태평양(하와이등)등에 침적됨. (3) 북태평양으로 유입되는 먼지는 주로 봄철에 대기 상층의 편서풍을 타고 아시아로부터 운반되는 것으로 총량이 약 2천만톤에 달한다. 수 천년이 넘는 기간동안 해저에 퇴적된 광물입자들을 분석한 결과 북서 태평양 퇴적물이 아시아에서 바람에 의해 운반된 물질들을 함유하고 있는 것으로 확인되고 있다. (4) 우리나라에는 매년 3∼5월에 황사가 관측이 되는 데, 평상시에는 10∼50 ㎍/m3인 먼지농도가 100∼500 ㎍/m3로 증가하며, 황사의 주성분인 Si, Al, Ca, K, Na 등의 농도가 상승한다. (5) 또한 황사는 하층에 한기가 형성되어 있는 경우 고원지대의 혼합층이 지상 2∼3km 높이에서 상층혼합층이 형성되어 이동할 수 있다. 발원지에서는 황사 대부분이 혼합층내에 갇혀 있었으나 일부지역에서 지역적으로 형성된 상승류에 의해 황사가 상층으로 수송될수 있으며 이로 인해 황사가 2층구조로 형성된다. 한반도 상층으로 황사가 통과하는 경우 지상에서는 먼지농도가 낮게 나타난다. 황사 발생지역 및 이동 경로 ○ 2001년 이후 우리나라에서 관측된 황사(38회)의 발원지별 분포 (1) 내몽골고원이 37%, 고비사막 24%, 황토고원 19%, 만주와 타클라마칸사막이 각각 10%로서 내몽골고원이 주 발원지(‘01~’05, 기상청) (2) 최근 만주지방에서 발생한 황사가 우리나라에 강하게 내습하는 특징 ○ 황사 이동경로 우리나라에 영향을 미치는 황사의 주요 이동경로 및 최단 도달시간은 ① 고비·내몽골 발원 ⇒ 발해만 ⇒ 서해중북부 ⇒ 우리나라(24시간) ② 황토고원 발원 ⇒ 산둥반도 ⇒ 서해중남부 ⇒ 우리나라(24시간) ③ 만주 발원 ⇒ 발해만 ⇒ 서해북부 ⇒ 우리나라(12시간) ○ 황사 발생과정 - 발원지의 토양이 봄철에 녹으면서 잘게 부서져 미세입자 발생 - 발원지 부근에 강한 상승기류(강한 저기압) 형성 - 발원지로부터 약 5.5km 고도의 편서풍 기류를 통해 우리나라로 이동 ○ 황사 발생 원인 및 사막화 추세 - 지구 온난화 등의 환경적 요인과 현지 주민들의 과도한 경지 개간, 무분별한 벌목 등 인위적 요인에 의해 사막화가 진행됨에 따라 황사발생이 증가하고 있음 - 중국의 경우 사막화 면적이 지속적으로 증가해오다가 2000년대 들어 초목 보호, 수자원 및 토양보전 등 다양한 사막화 방지사업을 추진하여 사막화가 정체 또는 소폭 감소 중국의 사막화 면적 변화추세(‘05.6, 중국 국가임업국) 구 분 `94년 `99년 `04년 비고 사막화 면적(만㎢) 전 국토대비 면적비율 262.2 27.3% 267.4 27.9% 263.6 27.5% 중 국 국토면적 : 960만㎢ ※ ‘99년 사막화 면적은 ’94년에 비하여 약 5.2만㎢(연평균 1.04만㎢)가 증가하였으나, ‘04년에는 ’99년에 비하여 약 3.8만㎢(연평균 0.76만㎢)가 감소 ○ 황사피해 실태 - ‘02년 황사 발생시에는 휴교사태(4,373개소), 항공기 결항(164편), 호흡기 질환자 및 농작물 피해 등 발생 - 금년 황사시에는 학교 휴교사태나 항공기 결항 등 피해사례는 발생하지 않았으며, 건강 피해 등에 대하여는 별도의 조사연구 필요 ○ 황사중 유해물질 포함여부 - 황사중에 포함된 납, 카드뮴 등 유해중금속과 다이옥신의 농도는 평상시와 차이가 없는 것으로 분석됨 - 다만, 황사 발원지의 토양성분으로 인하여 황사중 철, 망간 등의 농도는 평상시의 약 2~10배 높게 조사됨(‘01~’05년, 국립환경과학원) ○ 황사가 주로 봄에 발생하는 이유(1) 봄철에는 겨울내내 얼어있던 건조한 토양이 녹으면서 잘 부서져 부유하기 쉬운 20 ㎛이하 크기의 모래먼지가 많이 발생한다. 여름에는 강수도 있고, 가을까지는 땅에 식물이 뿌리를 내리고 있어 모래먼지가 묶여 있지만 겨울을 지나면서부터는 모래먼지가 땅으로부터 자유로워지는 것이다. (2) 황사의 고향인 유라시아대륙의 중심부는 바다와 멀리 떨어져 있고, 물과 식물이 부족해 모래바람이 항상 일어나고 있지만 멀리 떨어진 우리나라에 주로 영향을 주는 시기는 대규모가 황사가 발생하는 봄이다. (3) 우리나라에 황사발생일수는 일년에 3∼6일로 주로 4월에 관측되며, 중국의 자료에서도 1년중 25 %가 4월에 발생한다고 보고하고 있다. 일본의 경우는 1년에 평균 5일 관측되며, 주로 일본의 서쪽 규슈지방에서 자주 발생한다. ○ 황사의 특징(1) 크기 및 구성 성분 - 크기분포 발원지에 따라 크기가 다르나 20㎛보다 큰 입자는 구르거나 조금 상승하다가 부근에 떨어지고, 그 이하는 부유하여 상층까지 올라감. 사막지대에는 큰 모래가 많고, 황토지대에는 작은 토양임. 한반도와 일본에서 관측된 황사의 크기는 1∼10㎛정도 ※ 참고로 1㎛ 입자는 수년동안, 10㎛ 입자는 수 시간∼수 일 정도 공중에 부유할 수 있음. (2) 황사먼지 입경분포 황사먼지의 입경분포를 보면 발생원지역과 이동하는 거리에 따라 달라지는 데 우리나라에서 측정한 자료들을 종합하면 조대먼지에 해당하는 영역의 입자개수농도의 증가가 현저하다. ○ 화학적인 조성- 황사의 원료라고 할 수 있는 중국 북부의 사막 토양은 3∼5 ㎛의 미세먼지로써 풍화되기 쉬운 장석이 다량 잔류하고, 탄산칼슘 등을 비교적 다량 함유하고 있는 알카리성 토양- 장거리 이동되는 황사의 성상은 발원지에서의 토양성분 이외에도 이동과정 중 오염된 지역의 가스상 물질을 추가하며, - 가스와 입자의 상호작용에 의해 SO2, NOx 등의 가스상물질이 입자표면에 흡착, 황산염 이나 질산염등이 생성한다. 황사측정일(2006년) : 3월 11일, 13일, 4월 8일, 9일 (단위 : ㎍/㎥) 구분 Pb Cd Cr Cu Mn Fe Ni Al Si Ca Mg 3.11- 13일 0.0025 0.0015 0.0088 0.0144 0.1076 3.1405 0.0035 3.3882 4.9104 3.5538 1.6307 4.8- 9일 0.0616 0.0043 0.0278 0.0384 0.5743 14.7149 0.0234 16.7160 3.9619 10.3646 6.9479 비황 사시 0.0023 0.0012 0.0023 0.0167 0.0324 0.8898 0.0024 0.6899 1.4849 1.3383 0.4470 ○ 황사의 영향 - 태양 빛을 차단, 산란시킴(시정 악화) - 지구대기의 열 수지에 영향을 미침(복사열 흡수로 냉각 효과 ) - 구름 생성을 위한 응결핵 증가 - 산성비의 중화, 산성 토양의 중화 - 해양 프랭크톤에 무기염류 제공(생물학적 생산력 증대) - 토양 속 미생물에 의한 무기염 흡수 강화 - 농작물, 활엽수의 기공 막아 광합성작용을 방해하여 생육에 장애 일으킴 - 호흡기관으로 깊숙이 침투함 - 안 질환 유발 , 특히 콘택트 렌즈를 사용하는 사람은 매우 고통과 피해 - 빨래, 음식물 등에 침강, 부착 - 항공기 엔진 손상 및 이착륙 시 시정악화로 인한 사고 발생 가능성 증가 - 반도체 등 정밀 기계 손상 가능성 증가 - 우리나라 토양에 좋은 비료가 될 수 있다는 의견도 제기되고 있음. ○ 노약자등 가급적 외출 삼가 ○ 과일,채소류등 깨끗이 씻어 먹기 ○ 외출 후 반드시 손 씻기 등 |
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