NASA, 코로나19가 바꾼 지구촌 지도 만든다

2020.09.14 06:00
SAR 영상 분석 등 통해 봉쇄 영향 정량화
코로나19가 대구를 중심으로 빠르게 확산하던 올해 2월 27일 서울 지역의 이산화질소 농도를 . NASA 제공
미국항공우주국(NASA)의 지구관측위성 '아우라'가 코로나19가 국내에서 대구를 중심으로 빠르게 확산하던 올해 2월 27일 한반도 이산화질소 농도를 측정해 지도에 표시했다(왼쪽). 붉은 색일수록 이산화질소 농도가 높다는 뜻이다. 2014년부터 2019년까지 같은 날 평균(오른쪽)에 비해 이산화질소 농도는 57% 낮은 것으로 나타났다. NASA 제공

신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)은 인간뿐 아니라 지구 환경도 바꿔놓고 있다. 올해 3월 유럽우주국(ESA) 대기관측위성 ‘센티넬-5’과 미국항공우주국(NASA) 지구관측위성 ‘아우라’의 오존관측장비(OMI)는 올해 2월 중국 내 이동제한령이 내려진 동안 미세먼지를 일으키는 이산화질소의 농도가 전년보다 30% 감소한 걸 확인했다.

 

인공위성이 촬영한 정보를 보면 한국도 코로나19로 대기오염이 줄었다는 것을 보여준다. 조안나 조이너 NASA 고다드우주비행센터 연구원팀이 아우라 위성이 수집한 오존 데이터를 분석한 바에 따르면 서울 지역은 대구 집단감염이 빠르게 확산하던 올해 2월 18일 이후 7월 10일까지 이산화질소의 농도가 과거 5년간 같은 기간 평균보다 낮았던 것으로 나타났다.

 

과학자들은 최근 코로나19가 변화시킨 지구 환경을 살펴보는 수단으로 인공위성을 택하고 있다. NASA는 코로나19가 대기오염부터 수질, 생태계 등 지구의 다양한 환경과 어떻게 상호작용하는지를 분석하는 ‘지구과학긴급대응연구(RRNES)’ 8개를 지원한다고 이달 4일 밝혔다. 조이너 연구원팀 외에도 올해 4월부터 지금까지 17개 팀이 RRNES 지원을 받아 연구를 진행하고 있다.

 

지구 대기에 영향을 주던 비행기도 코로나19로 사라졌다. 독일항공우주센터에 따르면 올해 4월 16일 유럽 상공의 비행운은 지난해 같은 날 대비 90% 줄어들었다. 윌리엄 스미스 NASA 랭글리연구소 연구원팀은 비행운이 지구온난화에 미친 영향을 분석하는 RRNES를 시작했다. 비행운이 줄어들면서 지구 복사열에 미친 영향을 정량화하는 것이다. 코로나로 비행기가 멈춘 공항 주변 대기 질을 조사해 공항의 오염 영향을 파악하는 연구도 진행되고 있다.

 

인간의 움직임 또한 빠르게 변했다. NASA의 차세대 관측위성(GOES)은 미국 샌프란시스코에서 올해 1월과 4월 사이 유독 빛의 양이 달라진 지점을 발견했다. 캘리포니아대 병원이 3월 이후 밝게 빛나기 시작하면서 4월에는 주변에서 가장 밝은 광원이 된 것이다. RRNES는 야간 조명 데이터를 이용해 코로나19가 미친 경제적 영향을 분석하고 차량 수천 대가 멈춰선 주차장이 얼마나 뜨거워졌는지도 위성으로 찾아내고 있다.

 

윤상호 NASA 제트추진연구소(JPL) 연구원은 RRNES의 지원을 받아 밤에도 지상을 관찰할 수 있는 합성개구레이더(SAR) 위성이 찍은 주차장과 고속도로 위 자동차 배치, 건설 현장의 변화 등이 코로나19와 어떻게 맞물렸는지 조사하고 있다. 윤 연구원은 “봉쇄로 인한 활동 감소와 재개 결정에 따른 증가 등 변화를 정량화한 도시 지도를 제공할 수 있을 것”이라고 말했다.

 

지구 어느 곳이 코로나19에 약할지를 찾기도 한다. 이희교 미국항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL) 연구원은 율리아 겔 미국 텍사스대 수리과학부 교수팀과 날씨와 대기 질이 코로나19 확산에 미치는 영향을 분석하는 연구를 RRNES에서 이번에 지원받았다. 겔 교수팀은 NASA의 아우라 위성과 아쿠아 위성, 테라 위성이 제공하는 전 지구 온도와 습도 지도를 모기가 옮기는 지카바이러스 확산과 연결한 연구결과를 올해 5월 국제학술지 ‘환경계량학’에 발표했다.

 

이 연구원은 겔 교수와 온도와 습도 뿐 아니라 인구밀도, 도시화 비율, 빈부격차 지수 등을 특정 모두 대입하고 그 패턴을 분석해 인공지능(AI)으로 코로나19 확산세와 연결짓는 지도를 만들고 있다. 여기에 미세먼지가 코로나19 증상을 악화시키는지도 분석 중이다. 하버드대 생물통계학부 연구팀은 올해 4월 미국 3000개 지역을 분석해 미세먼지가 많은 곳일수록 코로나19 사망률이 높다고 발표하기도 했다.

 

전 세계 코로나19 환자 통계를 모아 제공하는 존스홉킨스대의 벤 자이칙 교수팀도 기상 정보와 코로나19 연관성을 조사해 코로나 통계와 함께 제공한다는 계획이다. 자이칙 교수는 “날씨와 코로나19 사이 연관성을 발견하면 다시 발생할 두 번째 파도도 미리 예측할 수 있다”고 말했다.

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