도심 속 초미세먼지, 도시숲이 잡는다
서울 도시숲의 초미세먼지 농도, 도심보다 평균 16.4㎍/㎥ 낮아
이번 연구결과, 도시 기후 분야 저명 국제 저널 Urban Climate에 실려
[ 위즈덤 아고라 / 김규인 기자 ] 산림청 국립 산림과학원은 위성 영상자료와 현장 관측자료를 심층 학습(deep learning)으로 분석한 결과, 서울 도심지보다 도시숲 지역의 초미세먼지 농도가 평균 16.4㎍/㎥ 낮다고 밝혔다. 도시숲의 평균 초미세먼지 수치는 22.3㎍/㎥으로 나타났으며, 이는 WHO의 야외 초미세먼지 권고기준인 25㎍/㎥보다 낮은 수치이다. 2월 기준으로 비교하면 도시숲은 17.9㎍/㎥, 도심지는 34.3㎍/㎥로 평균 초미세먼지 농도가 조사되었다.
미세먼지와 초미세먼지란 대기 중에 떠다니거나 흩날려 내려오는 입자상 물질인 먼지 중 흡입성 먼지를 말한다. 미세먼지는 입자의 지름이 10 마이크로미터(㎛) 이하인 먼지이며 초미세먼지는 입자의 지름이 2.55 마이크로미터(㎛) 이하인 먼지이다. 환경부에 따르면, 초미세먼지는 1000분의 2.5mm보다 작은 먼지로 머리카락 직경(약 60㎛)의 1/20 ~ 1/30 크기보다 입자가 작다.
이번 연구는 서울대학교 정수종 교수 연구팀과 천리안 위성 해양 관측체(GOCI)를 활용하여 광학 먼지 두께(Aerosol Optical Depth), 1km 공간에서 중 해상도 영상 분석계(MODIS)를 통한 16일 간격의 식생 분포도, 국지 수치예측모델(LDAPS)에 의한 기상 자료를 상호 심층 학습으로 분석하여 도시숲의 미세먼지 저감효과를 예측하였다.
국토교통부에 따르면 천리안 해양관측위성(Geostationary Ocean Color Imager, GOCI)은 천리안 위성의 해양환경 관측 임무를 수행하기 위하여 개발된 탑재체와, 탑재체 운영을 위해 이용되는 본체를 포함한 시스템이다.
도심 속 초미세먼지와 미세먼지는 우리의 건강에 악영향을 준다. 미세먼지가 우리 몸속으로 들어오면 면역을 담당하는 세포가 먼지를 제거하여 우리 몸을 지키도록 작용하게 되는데, 이때 부작용인 염증반응이 나타난다. 우리 몸의 각 기관에서 염증반응이 발생하면 천식, 호흡기, 심혈관계 질환 등이 유발될 수 있다. 또한 기관지에 미세먼지가 쌓이면 가래가 생기고 기침이 잦아지며 기관지 점막이 건조해지면서 폐질환이 있는 사람은 폐렴과 같은 감염성 질환의 발병률이 증가하게 된다. 그리고 기도에 염증을 일으켜 천식을 유발하거나 악화시킬 수도 있다.
도심의 초미세먼지를 저감 하기 위한 해결책으로 도시숲의 중요성은 다수 제기되었으나, 현재까지는 제한된 관측 실험으로 단편적인 효과만 증명되었다. 이번의 결과는 서울시 지상에서 측정하지 못한 지역 간 차이를 위성 영상 자료로 확인하였고, 중부 외곽 도시숲 지역(북한산, 관악산, 우면산 등)에서 초미세먼지 농도가 낮음을 확인하였다.
또한 측정이 어려웠던 도시 전체에서의 도심지와 도시숲 간의 초미세먼지 농도를 심층 학습으로 확장하여, 실증적인 수치를 통해 도시숲의 효과를 입증했다는 것에 큰 의미가 있다.
2016년부터 2019년 1월부터 4월까지의 총 40개소(25개 주거지역, 15개 도로 지역)의 초미세먼지 농도와 교통량, 유동인구를 기반으로 지상과 위성 관측 자료의 심층 학습 분석으로 분석한 결과, 도시숲 평균 초미세먼지 농도는 WHO 야외 초미세먼지 기준 농도(25.0㎍/㎥, 적색선) 보다 낮았다. 초록색 막대그래프는 도시숲 지역 초미세먼지농도를 나타내고, 주황색 막대그래프는 도심지 초미세먼지를 나타낸다.
연구책임자 서울대 정수종 교수는 “서울처럼 세계적으로 규모가 큰 메가시티에서 도시숲의 미세먼지 저감 기능이 밝혀진 것은 국제적으로도 의미가 크다.”라며 “향후 천리안 2B호 환경위성을 활용하여 도시숲 기능에 대한 심도 있는 화학 과정 분석까지 가능할 것으로 예측되며, 앞으로 도시숲의 탄소 저감량을 산정하여 도시 대기에 미치는 도시숲의 영향을 밝히는 것이 필요하다.”라고 전했다.
한편, 이번 연구결과는 도시 기후 분야의 저명 국제 저널(Urban Climate)에 ‵21년 2월 3일 온라인으로 게재되었다.
