역대급 크기의 2020년 남극 오존홀이 지난 12월 말 드디어 닫혔다. 오존홀이 닫혔다 열리는 것은 기상조건의 자연적 변화와 대기 중 오존층 파괴 물질의 지속적으로 존재하기 때문이다.

2020년 남극 오존홀은 8월 중순부터 빠르게 성장하기 시작해 9월 20일에 약 2,480만 ㎢로 최대 정점을 찍었다. 이는 남극대륙 대부분을 뒤덮을 정도로 큰 규모다.

2020년 남극 오존홀은 40년 전 오존층 모니터링이 시작된 이래 가장 오래 가고 가장 큰 오존홀 중 하나였다. 차가운 극 소용돌이가 이례적으로 강하고 안정적인 데다가 성층권 즉, 약 10 km에서 50km 고도 사이의 대기층이 매우 차가워져서 생긴 결과다.

EU의 '코페르니쿠스 대기 모니터링 서비스'(CAMS)는 분석 결과 역대급 오존홀이 12월 28일에 닫힌 것으로 보인다고 밝혔다. 다만, 2020년과 달리 2019년 남극 오존홀은 비정상적으로 작고 수명이 짧았다.

WMO 대기환경연구과장 옥사나 타라소바는 “2019년과 2020년 두 차례의 오존홀 시즌은 오존홀의 연간 변동성을 여실히 보여줬다. 이로써 오존홀의 형성과 범위, 심각도를 좌우하는 요인을 더욱 잘 이해하게 됐다”라고 밝혔다. 이어 그는 “오존층 파괴 화학물질에 관한 몬트리올 의정서를 강력히 시행하기 위한 국제적 행동이 필요하다. 대기에는 해마다 오존층 파괴를 어김없이 일으킬 정도로 상당한 양의 오존층 파괴 물질이 존재한다”라고 강조했다.

오존층 파괴는 성층권 온도와 직접 관련되어 있다. 성층권은 약 10km에서 50km 고도 사이에 존재하는 대기층이다. 극지방 상공에 생기는 성층권 구름은 오존의 화학적 파괴에 중요한 역할을 한다. 영하 78℃ 이하의 온도에서만 만들어지는 것이 특징이다.

극지방 성층권 구름은 비 반응성 화합물을 반응성 화합물로 전환시킬 수 있는 얼음결정을 포함하고 있다. 태양 빛으로 화학 반응을 시작하는 즉시 오존이 빠르게 파괴될 수 있다.

오존홀이 늦겨울과 초봄에만 보이는 이유는 그 시기에 극지방 성층권 구름이 생기고 태양 복사에 의한 화학적 오존 파괴가 일어나기 때문이다. 일반적으로 남반구 봄철인 8월~10월에 남극 오존홀이 커지고 9월 중순에서 10월 중순 사이에 최대치에 도달한다.

성층권 대기의 온도가 남반구의 늦은 봄이 되면 오존 파괴는 느려진다. 극 소용돌이도 약해져 소멸되면서 12월 말이 되면 오존 수준이 정상으로 되돌아간다.

그런데 2020년에는 강하고 안정된 차가운 극 소용돌이가 남극 대륙의 오존층 온도를 지속적으로 낮게 유지시켰다. 남극 대륙 상공에 있는 오존이 희박해진 공기와 고위도 상공의 오존이 풍부한 공기가 서로 혼합되는 것을 막은 것이다.

2020년 대부분 성층권 고도 20~25km 부근(50~100 hPa)의 오존 농도는 거의 제로에 도달했다. 오존층 깊이로 보면 94Dobson Units(오존층 측정 단위)으로 정상 수치의 1/3에 불과하다.

오존층 파괴 물질에 관한 몬트리올 의정서는 거의 100가지에 달하는 소위 오존층파괴화학물질(ODS)의 생산과 소비를 규제하기로 한 다자간 환경협정이다. 1987년 9월 16일에 채택돼 1989년 1월에 발효되었다. UN 회원국인 197개국이 모두 합의한 유일한 UN협약으로 손꼽힌다.

협약에서 금지하고 있는 물질에는 ‘프레온 가스’라고도 알려진 염화불화탄소, 할로겐염화불화탄소, 사염화탄소, 메틸클로로폼, 브롬화메틸, 수소화염화불화탄소 등이 있다. 특히 할로겐화탄소를 금지한 이후 오존층은 서서히 회복되고 있다.

WMO와 UN 환경프로그램이 공동으로 오존층 파괴에 관한 과학적 평가를 진행한 결과 “오존층은 회복 중이다. 남극대륙 상공의 오존 값은 대기 중 화학물질의 긴 수명을 고려해도 2060년까지 1980년 이전 수준으로 돌아올 가능성이 있다”는 보고서를 발표했다.

몬트리올 의정서에 따른 전세계 협력이 오존파괴물질 감소를 이끌었고 성층권 오존이 회복될 것으로 전망된다. 오존층 회복에 따라 지구온난화도 완화될 가능성을 보여준다.

사진=픽사베이