6월 이달의 과학기술인상에 '한양대(ERICA) 예상욱 교수' 선정-이산화탄소(CO2) 증가에 따른 열대태평양 강수량 증가의 원인 규명

6월 이달의 과학기술인상에 '한양대(ERICA) 예상욱 교수' 선정-이산화탄소(CO2) 증가에 따른 열대태평양 강수량 증가의 원인 규명

 

과학기술안전기반팀 작성일 2020.06.03.

 

6월 이달의 과학기술인상, 한양대(ERICA) 예상욱 교수 선정
- 이산화탄소(CO2) 증가에 따른 열대태평양 강수량 증가의 원인 규명 -

□ 과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 ‘과기정통부’)와 한국연구재단(이사장 노정혜, 이하 ‘연구재단’)은 이달의 과학기술인상 6월 수상자로 한양대학교(ERICA) 해양융합공학과 예상욱 교수를 선정했다고 밝혔다.

ㅇ ‘이달의 과학기술인상’은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정하여 과기정통부 장관상과 상금 1천만원을 수여하는 시상이다.

□ 과기정통부와 연구재단은 예상욱 교수가 이산화탄소(CO2) 증가로 인한 열대 태평양의 강수량 증가의 원인을 규명하여 인류의 당면 과제인 미래의 기상/기후 변화를 예측할 수 있는 토대를 제공한 공로를 높이 평가했다고 밝혔다.

ㅇ 6월 5일은 세계 환경의 날이다. 세계 각국은 1972년 6월 유엔이 개최한 인간환경회의를 기점으로 지구환경보전을 위한 공동의 노력을 약속하고 환경과 건강에 대한 고찰을 지속해왔다.

ㅇ 예상욱 교수는 기후 변화의 원인을 찾고, 지구 온난화로 인한 기상/기후 변화, 미세먼지가 기후에 미치는 영향까지 광범위하게 연구하여 미래 기후문제 해결의 방향성을 제시해온 자연과학자이다.
ㅇ 대기 중 이산화탄소(CO2) 증가가 지구 기후변화에 큰 영향을 미치자 많은 연구자들이 인간의 활동이 지구 기후에 미치는 영향을 파악하기 위해 노력해 왔다. 특히, 열대 강수량은 전 지구 대기 순환의 에너지원으로 작용하기 때문에 지구과학 분야에서 오랫동안 연구해온 주제 중 하나이다.

□ 예상욱 교수는 기후모델실험*을 통해 대기 중 이산화탄소(CO2) 농도가 산업혁명 이전보다 2배 이상 증가한 미래의 기후를 예측하여 열대지역의 강수량 구조에 대한 새로운 접근 방법론을 제시하였다.
* 기후모델실험: 기후변화에 영향을 미치는 CO2, 기온, 바람 등의 상호작용을 수식화해 컴퓨터에 입력하고 계산하여 예측하는 방법

ㅇ 분석 결과 이산화탄소(CO2) 농도가 증가한 모든 실험에서 서태평양 지역 강수량이 증가했다. 더불어 이 지역의 주요한 대기 순환인 워커 순환(Walker circulation)과 해들리 순환(Hadley circulation)이 강수량 증가를 결정하는 조절자임을 규명했다.

ㅇ 또한 지구온난화 시 열대 기후의 세밀한 변화를 파악하기 위해서는 반드시 대기 순환의 구조적 차이를 고려해야 함을 기후학계에 제시하고, 관련내용을 네이처 커뮤니케이션(Nature communication) 2019년 3월호에 발표했다.

□ 예상욱 교수는 “이번 연구는 대기 중 이산화탄소 증가에 따른 열대 지역의 워커 순환과 해들리 순환이 그 지역 강수량 구조의 세부적 변화를 결정하는 조절자 역할을 한다는 사실을 제시한 데 의의가 있다”라며 “이를 통해 전 지구의 물 순환과 이상 기상/기후 변동의 미래 변화를 예측할 수 있기를 기대한다”고 수상소감을 밝혔다.

참고 1. '20년 6월 수상자 주요 연구성과 설명
2. '20년 6월 수상자 이력
3. '20년 6월 수상자 인터뷰

참고1

'20년 6월 수상자(예상욱 교수) 주요 연구성과 설명

ㅇ 대기 중 이산화탄소 농도가 증가할 때 열대지역에서 강수량 증가 경향
대기 중 이산화탄소 농도가 2배, 3배, 4배 증가하였을 때 열대지역의 강수량 증가·감소 경향을 21개의 전 지구 기후 모델의 모의 결과를 기초로 분석하였음. 거의 모든 기후 모델 결과들이 이산화탄소 농도 증가와 함께 서태평양 지역에서 강수량이 증가하고, 중·동태평양 아열대지역에서는 강수량이 감소함을 보임. 서태평양 지역 강수량 변화는 우리나라를 포함하는 동아시아 지역의 물 순환 또는 이상기상/기후에 직·간접적인 영향을 주는 곳이기 때문에 그 영향에 대한 향후 분석이 필요함.

ㅇ 강수량 변화 조절자로서 열대 대기 순환의 역할 확인
기존 연구결과에서 분석되지 않았던 거대 역전순환류 (Mass Overturning Circulation) 분석을 통해 대기 중 이산화탄소가 증가할 때 열대 주요 대기 순환 중 하나인 워커 순환(Walker circulation)의 중심 위치가 동쪽으로 이동함을 확인하였으며 또한 아열대에서 열대지역으로의 수증기 수송이 증가하여 열대 서태평양 지역에서 강수가 증가함을 설명하였음.

참고2

'20년 6월 수상자(예상욱 교수) 이력

□ 인적사항

o 성명 : 예 상 욱
o 생년 : 1970년 1월 6일
o 소속 : 한양대학교(ERICA) 해양융합공학과

□ 주요 경력
o 2010. 3. ~ 현재 한양대학교 (ERICA) 해양융합공학과 교수
o 2005. 3. ~ 2010. 2. 한국해양연구원 선임연구원
o 2002. 2. ~ 2005. 2. 미국 해양-지면-대기연구소(COLA) 박사후연구원
o 1994. 10. ~ 1998. 2. 공군 제73기상전대 기상장교
□ 전문 분야
o 기후변화에 따른 기후변동성의 변화 예측 연구
o 해양-대기 상호작용 연구.
o 대기 오염물질 및 기후와의 상호 연관성 연구
o 한반도 연근해 변동성 연구.

참고3

'20년 6월 수상자(예상욱 교수) 인터뷰

2006년 개봉된 다큐멘터리 영화 <불편한 진실>은 지구 온난화에 대한 인류의 경각심을 일깨우기 충분했다. 그로부터 15년이 지난 2020년, 4차산업혁명을 앞세운 미래산업은 보다 풍요롭고 윤택한 인류의 미래를 약속하지만 지구 환경이 직면한 불편한 진실은 여전히 해소되지 않았다.

한양대학교 예상욱 교수는 “변화하는 환경에 대한 관심이 우리가 할 수 있는, 또 해야만 하는 가장 중요한 일”이라고 강조한다. 그는 신비로운 지구의 자연을 관찰하며 다양한 기상/기후 변동성의 특성과 그런 현상들이 나타나는 원인을 탐구하는 자연과학자이다. 엘리뇨 현상 규명에서 출발한 그의 연구는 우리나라 여름철 특이 기상인 폭염, 십년이 넘는 주기로 발생하는 해양 변동성, 미세먼지와 대기 순환의 상관관계 규명까지 확장되었다. 기후변화는 전지구적 현상이자 가장 국제적인 연구 분야로 해양과 대기가 서로 상호작용을 하며 영향을 주고받는 지구환경시스템에 대한 종합적인 이해가 필요하기 때문이다.

“가장 효과적인 처방은 확실한 진단에서 시작된다”를 모토로 지구 환경과 기후의 미래를 정확하게 예측하기 위해 기후모델을 기반으로 지구에서 발생할 수 있는 다양한 시나리오를 가정하고 지구의 변화를 읽기 위해 최선을 다하는 연구자, 예상욱 교수를 만났다.

o 이달의 과학기술인상 수상을 진심으로 축하드립니다.

- 과분한 상을 받은 것 같습니다. 먼저 좋은 연구를 함께 할 수 있는 기회를 주신 여러 선,후배 동료 연구자분들께 감사의 말씀드립니다. 동료 연구자분들과 지속적으로 교류하며 많은 도움을 받고 아이디어도 얻을 수 있었습니다. 이를 통해 좋은 결과도 낼 수 있었습니다. 이달의 과학기술인상 수상자로 추천해 주신 기상학회에도 감사드립니다.

o 대기 중 이산화탄소(CO2)농도가 증가하며 엘니뇨와 기후 변화에 많은 영향을 주고 있습니다. 엘니뇨와 기후 변화 연구에 관심을 갖게 된 계기가 있나요?

- 엘니뇨는 제 박사학위 논문의 주제이자 지금도 중심 연구 테마입니다. 박사과정 중 엘니뇨를 모의하는 기후 예측 모델링 연구를 하면서 자연스럽게 엘니뇨 연구를 시작하였습니다. 엘니뇨가 발생하는 지역은 열대 중·동태평양에 국한되어 있지만 그 영향은 전 지구적인 규모로 나타나고 있습니다. 띠라서 세계에서 다양하게 나타나는 기상/기후 변동성을 이해하기 위해서 반드시 엘니뇨 현상을 이해해야합니다.

o 기상/기후 변화와 관련한 교수님의 주요 연구 내용을 소개해 주세요.

- 제 연구를 쉽게 설명하면 현재 지구상에서 관측되는 다양한 기상/기후 변동성의 특성과 그런 현상들이 나타나는 원인을 이해하는 것입니다. 제가 관심을 가지고 있는 현상들은 우리나라 여름철에 관측되는 극한 기상인 폭염에서부터 십년 주기 이상으로 발생하는 해양 변동성까지 다양합니다. 그리고 이러한 현상들이 미래 기후변화에서 어떠한 변화를 보일 지를 분석하고 이해하고자 합니다.

o 최근 대기 중 CO2 농도 증가에 따른 열대 태평양 강수변화를 조절하는 대기 순환특성, 즉 열대지역 두 대기 순환의 지역적 변화가 열대 강수에 영향을 미치는 조절자임을 규명하셨습니다. 주요 내용을 소개해주세요.

- 열대지역 강수현상은 전 지구상에서 발생하는 기상/기후 변동성을 일으키는 에너지원입니다. 때문에 열대지역, 특히 태평양 지역의 강수변화를 이해하는 것은 전 지구 물순환이나 다양한 대기-해양 시스템을 이해하는 바탕이 됩니다. 이번 연구를 통해 이산화탄소 농도가 증가와 함께 서태평양 지역에서 강수량이 증가함을 알게 되었습니다. 이산화탄소 농도가 2배, 3배, 4배가 되든 간에 서태평양 강수량이 증가하였습니다. 더불어 이 지역의 주요한 대기 순환인 워커 순환(walker circulation)과 해들리 순환(Hadley circulation)이 이러한 강수량 증가를 결정하는 조절자 역할을 하고 있음을 밝혔습니다. 열대 서태평양의 강수량은 우리나라를 포함하는 동아시아 지역의 물 순환 또는 이상 기상/기후에 직·간접적인 영향을 주는 곳이기 때문에 이 지역에서 강수량의 미래 변화를 파악하는 것은 매우 중요합니다.

o 다양한 기후모델을 이용해 대기환경 변화를 분석하고 예측해 오셨습니다. 거대한 자연현상인 대기와 해양 환경을 연구하는 방법에 대해 소개해주세요.

- 대기와 해양 환경의 변화를 연구하기 위한 가장 필수적인 도구는 기후모델입니다. 우리가 매일 접하는 대기나 해양에 어떤 직접적인 실험을 할 수 없기 때문인데요. 이들 자연현상을 지배하는 복잡한 물리 방정식을 반영한 컴퓨터 프로그램을 사용하면 대기와 해양의 운동을 예측할 수 있습니다. 이 프로그램이 바로 기후모델입니다. 기후모델을 통해 향후 지구에서 발생할 수 있는 다양한 시나리오를 가정하여 대기와 해양환경이 어떻게 변화되는지를 이해하고 있습니다.

o 6월 5일은 환경의 날입니다. 세계적으로 해양과 대기환경의 중요성이 강조되고 있는데요. 기후 변화 연구자의 눈으로 바라보는 지구의 미래는 어떤가요? 그리고 국민들에게 당부하고 싶은 말씀이 있나요?

- 미래에 인간이 고민해야할 단 한 가지 화두가 있다면 기후변화라고 분명히 말씀드릴 수 있습니다. 경제가 좋아지고 과학이 발전해서 인간 생활이 보다 풍요로워진다고 하더라도 지구 기후가 급격하게 변화되어서 인간이 생존할 수 없게 된다고 생각해 보세요. 왜 우리가 다른 어떤 문제보다도 기후변화에 관심을 가져야 하는지 쉽게 이해할 수 있습니다. 굳이 제 연구결과를 이야기 하지 않더라도 이미 우리 지구의 기후 환경은 너무나 빠르고 급격하게 변화하고 있습니다. 무엇보다 변화되는 환경에 대한 관심이 우리가 할 수 있는 가장 중요한 일이라 생각합니다. 국민 한명 한명이 지속적인 관심을 가질 때 분명 그에 따른 정책이 세워지고 행동의 변화가 있을 것이라 생각됩니다.

o 기후변화는 전 지구적 현상인 만큼 세계 각국 연구자들과 소통과 협력, 나아가 연구결과가 국제사회와 사회정책에 반영될 수 있도록 관심도 필요할 것 같습니다.

- 가장 중요한 활동은 현재 우리 주변에서 발생하고 있는 다양한 현상들을 잘 이해해서 그 원인을 밝히는 것이라고 생각됩니다. 정확한 원인이 밝혀질 때 적절한 정책이 세워질 수 있을 것입니다. 무엇보다 기후변화는 전 지구적 현상이기 때문에 가장 국제적인 연구가 될 수밖에 없답니다. 어느 학문 분야보다도 세계 각국의 연구자들 간의 공동연구가 활발하게 진행되고 있는 분야입니다.

o 한양대 임용 전 기상장교를 비롯해 미국 COLA 박사후 연구원, 출연연 연구원 등 다양한 활동을 하셨습니다. 이런 경험이 교수님의 연구경쟁력 강화의 바탕이 되었을 것 같아요.

- 네. 맞습니다. 기상장교 기간동안 군에서 필요로 하는 실제적인 수요가 무엇인지를 알게 되었고, 이를 통해 가장 중요한 연구 주제는 가장 현실적인 것이 되어야 한다는 사실을 배웠습니다. 미국에서의 박사후 연구원 과정, 그리고 출연연 연구원 시절의 경험을 통해 공동 연구의 중요성과 국가에서 필요로 하는 연구에 대해서도 고민할 수 있었습니다.

o 창의적 연구와 더불어 인재양성에도 많은 노력을 기울이셨습니다. 평소 연구자로서, 스승으로서 학생들 또는 연구실 구성원들에게 강조하는 내용은 무엇인가요?

- 글쎄요. 제가 학생들과 연구실 구성원들에게 자주하는 이야기하는 평범한데요. “최선을 다해라”라는 것입니다. 최고가 아니라 늘 최선을 선택하라는 이야기를 강조 합니다. 물론 최고가 되면 좋지만, 모두가 최고가 될 수는 없지요. 그렇지만 누구나 최선을 다할 수는 있습니다. 최선을 다할 때 최고가 될 수도 있고, 설령 최고가 되지 못했더라도 결코 후회하지 않는 삶을 살수 있다고 생각합니다.

o 평소 생각하시는 연구자로서의 자세(삶의 기본철학)는 무엇인가요?

- 연구자로서 가장 중요한 자세는 무엇보다 흥미를 잃지 말아야 한다는 점입니다. 특히 우리가 살고 있는 지구의 자연을 연구하는 자연과학자들은 ‘자연 현상이 얼마나 신비롭고 기묘한 것인가!’를 느끼며, 이런 시각과 관점을 가지고 있으면 어떤 주제에 대해서도 흥미롭게 연구할 수 있을 것이라 생각합니다.

o 교수님의 연구 분야에서 궁극적으로 도전하고 싶은 목표는 무엇인가요?

- 저의 궁극적인 도전은 미래에 대한 정확한 예측일 것 같습니다. 우리가 매일 경험하고 있는 기상 그리고 기후 상태의 미래 변화를 어느 정도 정확하게 예측할 수 있다면 그 혜택을 전 지구적으로 나눌 수 있으니까요.

o 미래 과학자를 꿈꾸는 학생들에게 한 말씀 부탁드립니다.

- 과학은 너무나 흥미롭고 신비로운 분야입니다. 또한 그 열매는 많은 사람들에게 큰 유익을 줄 수 있습니다. 과학자를 꿈꾸고 있다면 가장 먼저 주변을 잘 ‘관측’하는 훈련(?)이 필요합니다. 과학자는 현상의 다른 면을 볼 수 있는 또 다른 ‘눈’이 있어야 합니다. 이런 눈은 저절로 얻을 수는 없습니다. 평소에 주변에서 발생하는 여러 현상들, 특히 자연에서 일어나는 현상들에 대해 꾸준하게 관측하고 유심하게 바라볼 수 있는 습관이 필요합니다. 그 습관이 여러분을 훌륭한 과학자로 성장시켜 줄 것입니다.