분야
hwp1.1 황사(黃砂)의 정의
2. 황사의 대륙 - 中國
2.1 중국의 건조 지역
2.2 중국 사료로 본 황사
(1) 황사 침강의 지리 분포
(2) 雨土 현상의 계절 특성
(3) 황사 침강의 빈도
(4) 雨土와 기온과의 관계
2.3 중국의 연구 현황
2.3.1 연구 사례
(a) 황사 입자의 농도와 입경분포
(b) 황사 입자의 화학 조성
(c) 황사성 에어로졸의 광학적 특성
3. 日本에서의 연구 현황
3.1 연구 결과
3.2 황사의 화학 조성 ( 黃砂 3장2절 요약 )
3.2.1 황사의 화학 조성 연구 결과
3.2.2 중국 북부 토양의 화학 조성
3.2.3 일본에 침적되는 황사의 화학 조성
3.2.4 일본에 도달직전의 황사 에어로졸 관측
3.2.5 황사의 물질 수송
4. 우리 나라의 황사 연구
5. 맺은말
1.1 황사(黃砂)의 정의
주로 중국 북부의 황토(黃土) 지대에서 바람에 의하여 하늘 높이 불어 올라간 무수의 미세한 모래 먼지가 대기중에 퍼져서 하늘을 덮었다가 서서히 강하하는 현상 또는 강하하는 모래 먼지를 말한다( 기상학 사전, 1992 ).
cf. 먼지폭풍, 모래폭풍( ex. Haboob - 수단 )
cf. Saharan dust
2. 황사의 대륙 - 中國
2.1 중국의 건조 지역
중국은 유라시아 대륙의 중부에 있어, 서고 동저의 지형 특성을 갖으며, 다양한 기후가 존재한다. 자연지리면에서 동부 계절풍 지역, 서북 건조 지역과 한랭 지역의 3구역으로 구분되며, 각각 면적은 전국의 48%, 30%, 22%를 차지한다. 이 중 서북 건조 지역은 황사의 발원지로 불려지고 있으며 이 지역의 특징을 알아보자. 중국의 서북 건조 지역은 유라시아 대륙의 중심부이다. 해양과 멀리 떨어져 있어 건조하며 강수량은 적다. 중국의 연 강수량과 중국 대륙의 사막 분포를 보면 이 지역의 연평균 강수량은 보통 400㎜이하이고 중국의 사막 대부분이 이곳에 위치한다. 타클라마칸 사막은 타림분지의 중서 부에 있으며, 중국 최대의 사막이다. 동서로 약 1000km, 남북으로 400km의 폭으로 면적이 330,000km2 이나 되고, 중국 사막 총 면적의 52%를 차지한다. 사막의 유동 모래언덕은 남북 방향으로 배열되어 있는 경우가 많다. 모래언덕의 고도는 보통 100～150 m이며 200～300m가 되는 것도 있다. 타클라마칸 사막의 동북 방향에 고비사막이 있다. 이것도 중국의 최고 건조 지역 중 하나로 동서로 250km, 남북으로 100km로 면적이 60,000km 에 가깝다. 해발고도는 1000～1500m이나 지표면은 고비 구릉이 많고, 모래 언덕이 있다. 이곳의 기후는 연 강수량이 30㎜ 밖에 안되고, 바람은 강하다. 바다인쟈란 사막은 중국에서 세 번째로 큰 사막으로 내몽고 자치구의 서쪽에 있다. 면적은 44,300km2, 해발고도는 1300～1800m 이다. 기후는 물론 건조하며 연 강수량도 50～150㎜ 밖에 안된다. 유동 모래언덕이 총면적의 80% 이상을 차지한다. 모래언덕의 고도는 보통 200～300m 이나 400m에 달하는 것도 있다. 중국에서 가장 높은 모래언덕이 있는 사막이다. 중국에서 네 번째로 큰 텐켈 사막은 내몽고 서남부에 있다. 면적은 40,000km2, 해발고도는 1400～1600m이다. 모래언덕의 면적이 총 면적의 70% 이상을 차지하고, 보통 동남쪽으로 이동한다. 이상이 중국에 있는 황사와 관련이 있는 건조 지대의 특징이며 거의 대부분의 황사가 이곳 건조 사막을 기원으로 한다. cf. 황토 지대, 호르찐 砂地
2.2 중국 사료로 본 황사
중국 사료 중에 황사 현상은雨土로 표현된다. 근대의 기상 용어로 말하면 먼지 폭풍, 모래 폭풍에 해당한다. 최근 100년간의 역사, 지방지 등 사료가 정리되어 황사 침강에 관한 1156건의 기록을 토대로 다음 결과를 얻었다.
(1) 황사 침강의 지리 분포
중국의 역사 시대의 황사 침강 지역과 현대의 황토분포를 보면 황사 침강의 범위는 대륙 동부에 치우쳐 있으나, 중서부에는 역사 시대에 살던 사람이 적어서 황사 침강이 기록되지 않는 것이라고 추정된다.
(2) 雨土 현상의 계절 특성
사료에 의한 중국 대륙의 雨土현상은 매월 똑같게 발생하지 않는다. 雨土 발생 시각이 기록된 508개의 사례로부터 얻은 雨土의 계절적 특징은 봄에 雨土가 많이 발생하며, 1년 중 약 1/4의 雨土가 4月에 발생하는 것을 알 수 있다.
(3) 황사 침강의 빈도
"雨土" 의 형태로 나타나는 황사 침강은 1年 중 몇 번 발생한 것이 있다. 그것은 1회의 침강이 수회의 범위로 확대되는 것도 있다. 이와 같은 해를「雨土年」이라고 한다. 기원 300年이후의 중국 역사 시기의 雨土년으로부터 10年중 雨土年의 발생 횟수, 즉 雨土年 빈도를 분석해보면 황사가 자주 발생하는 시기가 있는 것이 뚜렷하다.
10세기 후반이 이전에 비해 雨土年의 빈도가 1060～1090年에 빈번하며, 1160～1270年, 1470～1560年, 1610～1700年과 1820～1890年의 기간 중에 발생하였다.
(4) 雨土와 기온과의 관계
중국 최근 500년간의 雨土빈도와 온도 지수와의 관계로부터 (여기서 온도 지수는 실제 기온 값이 아니라 옛날 기록을 해석하여 얻은 기온 변화를 나타낸 상대 지수) 張 (1980) 에 의하면 이 온도 지수는 근대의 기상 관측 값과 좋은 상관관계가 있다고 한다. 雨土빈도와 기온이 반비례하고 있는 것이 뚜렷하고, 그 역상관계수는 0.6 정도나 된다. 이것은 기후의 한랭기에 황사 침강이 많았다는 것을 뜻한다. 예를 들면 한랭기 (1961年～1970年, 1811～1900年) 에 평균 雨土 빈도가 3.7회/10年인데 비해 온난기 (1511～1620年, 1721～1780年) 에는 2.1회/10年밖에 안 되었다.
황사 침강량에 대해서는 사료도 적고, 목측으로 관측되었기 때문에, 정확한 추산은 어렵다. 최근 500년간의 황하 하류에 걸친 8회의 기록을 분석해서 한랭 기후기에 황사 침강이 다발하며 동시에 강도도 큰 것을 발견하였다. 이 먼지폭풍의 빈도와 규모가 한랭기와 온난기의 사이에서 차가 있는 것은 대기 대순환의 형태가 다르기 때문일 것이다.
2.3 중국의 연구 현황
황사의 모래 폭풍이 중국 대륙 서북 구의 건조 사막 지대에서 기원하여, 중국의 거의 절반을 뒤덮는다. 황사 현상은 중요한 자연 현상으로서, 과학 연구의 가치를 갖고 기상, 환경 공해, 물의 이용, 농업, 목축업 등과의 관계도 깊다. 예를 들어 황하 중류의 표토 유실은 놀랄 정도이다. 매년 황하에 들어오는 진흙, 모래가 16～20 억톤이나 되어 비옥한 땅이 쓸려가고 식물이 성장할 지표층이 파괴되고, 농업 생산의 피해는 물론 식생이 파괴된 후 황하 중류는 황막하게 되어, 하류는 진흙, 모래 퇴적에 의한 수해를 보게 된다. 중국 전체 땅에서 1950年대부터 1970年대말에 걸쳐 산림감소, 표토유실과 모래 이동 등으로 사막화된 토지가 1500 km2/年의 속도로 확대되오고 있다. 지금은 109,000 km2의 국토가 사막화되고, 이것은 중국 총 면적의 11.4%을 차지한다. 이 같은 환경 화의 대책으로서 이 지역에 방풍림, 전국의 녹화 (식수 조림), 사막의 개조 등에 힘을 기울여 성과를 얻고 있다.
2.3.1 연구 사례
중국에서는 기상의 입장으로부터도 황사에 대한 연구는 중시되고 있다. 앞에서 살펴본 역사 자료와 기상관측 자료의 해석은 그 중 한 분야인데 최근에는 황사의 직접 관측도 시행되고 있다.
(a) 황사 입자의 농도와 입경분포
1980年 4月 18日 오후부터 20일에 걸쳐 모래 폭풍이 북경 지구를 덮었다. 이 사례의 경우 북경 북부 교외에서 얻은 황사 입자의 에어로졸의 농도와 입경분포는 평소보다 한 자리 수가 커 작은 입자의 감소와 큰 입자의 증가가 확인되었다.
(b) 황사 입자의 화학 조성
방사화 분석으로 북경 모래 폭풍의 황사 에어로졸 입자의 원소를 조사한 결과는 Eu와 Ta 가 황사에만 존재하는 것과 Se, As, Br이 모래 폭풍 때에 감소하는 것을 알 수 있었다.
(c) 황사성 에어로졸의 광학적 특성
황사가 도착한 때의 대기의 광학적 두께와 에어로졸의 소산 계수가 급히 증가하는 것은 당연하다고 생각되어 왔으나 1982年 5月 2日과 5日에 북경 모래 폭풍의 라이다에 의한 관측 결과가 이것을 명확히 보여주었다. 즉 황사 에어로졸의 소산 계수와 경계층의 적분 광학적 두께는 보통 때 보다 한 자리 수정도 크다.
