UNIST 연구진, AI 모델 통해 오존 농도 24시간 고해상도 추정...오존, 주간 도심에서 높고 일부 농촌 지역 밤사이 장시간 체류

[CBC뉴스] 울산과학기술원(UNIST) 연구진이 인공지능(AI) 기반 모델을 통해 야간 농촌 지역 상공에 고농도 오존이 장시간 머문다는 사실을 밝혀냈다. 이 연구는 환경부, 해양수산부, 교육부의 지원을 받아 진행됐으며, 결과는 국제 학술지 '유해물질저널'에 게재됐다.

오존은 무색무취의 2차 오염물질로, 햇빛과 공기 중 오염물질이 반응하여 생성된다. 보통 오후 시간대 기온이 높을 때 농도가 짙어지며, 초미세먼지보다 작아 일반적인 보건용 마스크로 차단되지 않고 폐포에 침투해 염증을 유발할 수 있다. 특히, 오존은 주간에는 도심에서 높은 농도를 보이지만, 일부 농촌 지역에서는 밤사이에도 고농도를 유지하는 경향이 발견됐다.

UNIST 임정호 교수팀은 구름 유무와 관계없이 동아시아 전역의 지표면 오존 농도를 24시간 동안 고해상도로 추정할 수 있는 AI 기반 전천후 모델을 개발했다. 기존 모델은 구름이 지표를 가리면 관측 공백이 생겨 정확한 추정이 어려웠으나, 새로 개발된 모델은 이러한 한계를 극복하여 지속적인 감시가 가능하게 했다. 이 모델은 기존 글로벌 대기질 재분석 자료(CAMS) 대비 40배 더 촘촘한 2㎞ 해상도로, 좁은 지역에서 발생하는 국지적 고농도 오존을 포착할 수 있다.

연구진은 이 AI 모델을 통해 동아시아 지역을 분석한 결과, 주간에는 도심 지역에서 오존 농도가 높게 나타났다. 그러나 일부 도시 인근 농촌 지역에서는 일몰 이후에도 오존이 빠르게 감소하지 않고 장시간 머무는 경향이 있었다. 이는 농촌 지역의 오존 농도가 도심과 달리 밤사이에도 높게 유지될 수 있음을 시사한다.

임정호 교수는 "지상 관측소가 주로 도심에 집중돼 있어 놓칠 수밖에 없었던 오존의 지역·시간별 특성을 정확히 반영했다"며 "향후 오존계절관리제와 같은 환경 정책 수립에도 정밀한 근거 자료로 활용할 수 있을 것"이라고 밝혔다.

연구진은 히마와리-8 위성의 밝기온도와 기온, 풍속, 태양 복사량 등 다양한 기상 데이터를 결합하여 AI 모델을 개발했다. AI는 밝기온도를 통해 오존 생성 가능성을 간접적으로 파악하며, 이 과정에서 밝기온도가 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

이 연구는 오존의 지역적, 시간적 분포를 이해하고, 환경 정책 수립에 중요한 정보를 제공할 수 있는 계기를 마련했다. UNIST 연구진의 발견은 오존 문제를 해결하기 위한 새로운 접근법을 제시하며, 지속 가능한 환경 관리를 위한 과학적 근거로 활용될 전망이다.

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▮ CBC뉴스ㅣCBCNEWS 허연하 기자