첫 무인기 투입 인공강우 실험서 강수 확인

지난 4월 25일 전남 고흥군 한국항공우주연구원 고흥항공센터 상공에서 수직이착륙무인기 'TR-60'이 연소탄에 점화해 인공강우를 위한 구름씨(염화칼슘 입자)를 뿌리고 있다. [사진 제공=한국항공우주연구원]

정부가 지난 4월 처음으로 무인기를 투입해 수행한 인공강우 실험에서 일부 구름 발달과 강우가 확인됐다. 인공강우에 무인기를 활용하면 사람이 구름 낀 하늘을 위험하게 비행하지 않아도 되고, 유인 항공기가 날지 못하는 낮은 고도에서도 비를 내릴 수 있다는 장점이 있다. 향후 유·무인기 협업을 통해 인공강우 효율을 높일 수 있을 것으로 기대를 모은다.
과학기술정보통신부는 한국항공우주연구원, 국립기상과학원과 함께 지난 4월 25일 오전 전남 고흥군 항우연 고흥항공센터 상공에서 수직이착륙무인기 'TR-60'으로 인공강우 실험을 수행한 결과, 유의미한 구름 발달과 강수를 확인했다고 16일 밝혔다. TR-60은 항우연이 자체 개발한 200㎏급 무인기다. 그동안 국내에서 수행된 11차례의 인공강우 실험 가운데 강수 관측에 성공한 것은 이번을 포함해 총 5차례다.
인공강우는 구름씨(응결핵)를 뿌려 인공적으로 비가 내리게 하는 것으로, 구름을 이루는 작은 수증기 입자들이 서로 잘 뭉쳐 빗방울로 떨어지게 하는 원리다. 자연적으로는 작은 얼음 결정이 구름씨 역할을 하는데 인공강우의 경우 요오드화은(AgI), 염화칼슘(CaCl₂) 등 입자가 이를 대신한다.
실험 당일 고흥 지역을 비롯한 서해 남부 해상에는 고도 500m 주위에 안개성 하층운이 형성돼 있었다. 연구진은 고흥항공센터 상공 약 760m 고도에 무인기를 띄운 뒤, 3차례에 걸쳐 총 12발의 연소탄에 점화해 항공센터 북동쪽 반경 12㎞에 염화칼슘을 살포했다. 구름씨 살포 전후에는 대기 중 입자와 전남 보성군의 지상 표준관측소와 인공위성, 유인 항공기 등을 활용해 대기 중 구름 변화와 강수 등을 측정했다.
기상과학원의 분석 결과에 따르면 구름씨 살포 후 1시간가량 뒤 고도 1㎞ 밑으로 직경 60~400㎛(마이크로미터·1㎛는 100만분의 1m) 수준의 큰 구름입자 수농도(입자 수)가 3.8배 증가한 것으로 나타났다. 차주완 기상과학원 연구관은 "빗방울을 형성할 가능성이 높은 큰 구름입자가 늘었다는 것은 구름씨 살포로 유의미한 강수 확률 증가가 나타났다고 볼 수 있다"고 설명했다. 큰 구름입자의 평균 크기 역시 직경을 기준으로 구름씨 살포 전후 78.2㎛에서 103.3㎛으로 32.1%가량 증가했다. 또 대기 중 구름입자가 많을 때 특정 파장의 빛 반사가 더 많이 일어나는 현상을 이용한 '레이더 반사도' 역시 구름씨 살포 후 10dBZ 증가했다. 이는 부피 1㎥당 직경이 1㎜인 물방울이 10개씩 늘어난 것을 의미한다.
실제로 이날 보성의 지상 관측소에서는 오전 9시 30분부터 1시간가량 구름씨가 살포된 직후인 10시 23분~10시 53분 사이 총 6차례에 걸쳐 소량의 강우가 감지됐다. 차 연구관은 "자연 상태로는 강우가 내리기 어려운 조건이었고 구름씨 살포 전후에는 전혀 강우가 감지되지 않았다는 점에서 감지된 강우는 인공강우가 확실하다"고 밝혔다. 다만 실험 규모로 진행돼 강수량을 측정할 수 있을 정도의 비는 내리지 않았다. 이후 구름씨가 인근으로 확산되면서 벌교, 광양, 금남 등에서 시간당 평균 0.5㎜의 강우가 관측됐지만 이는 자연강우와 혼재된 것으로 확인됐다. 통상적으로 인공강우로 내릴 수 있는 비의 양은 시간당 0.1~0.2㎜ 수준이다.
앞서 지난 1월에도 기상청 기상과학원과 환경부 국립환경과학원이 유인 항공기로 요오드화은을 뿌려 미세먼지 저감 효과를 확인하겠다며 인공강우 실험을 진행한 바 있지만, 당시에는 유의미한 강우를 관측하지 못했다. 차 연구관은 "인공강우는 구름이 있는 흐린 날씨에서 비를 유도하는 기술이기 때문에 유인 항공기로는 안전상 문제로 구름 가까이 비행하기 어려운 한계가 있었다"며 "이번 실험에는 (1월 실험과 달리) 무인기가 투입돼 안정적으로 구름씨를 살포할 수 있었다"고 밝혔다.
한편 이번 인공강우 실험은 가뭄 해소나 미세먼지 저감 등 인공강우의 효과보다는 무인기의 활용 가능성을 검증하기 위해 추진됐다. 바람이 적고 낮은 고도에 구름이 낀 기상 조건에서는 인공강우에 무인기를 충분히 활용할 수 있다는 게 연구진의 설명이다. 상세 분석 결과는 올 연말경 공식 논문 발표를 통해 공개될 예정이다.
[송경은 기자]