대기 농도로 온실가스 배출·흡수 역산한다

연세대학교 대기과학과 홍진규 교수 연구팀이 대기 중 이산화탄소와 메탄 농도를 직접 관측해 지역별 배출량과 흡수량을 역산하고 지도화하는 시스템을 완성했다. 국립기상과학원의 지원으로 2021년 세계기상기구 통합전지구온실가스정보시스템(IG3IS)의 세계 다섯 번째이자 아시아 최초 공식 프로젝트로 승인된 뒤 개발한 결과로, 재현 가능한 모델 구성과 주요 자료도 함께 공개했다.

연구팀은 상세 대기모델에 한반도와 주변 초정밀 관측소의 연속 측정 자료를 결합했다. 분석 결과 이산화탄소 배출량은 한국이 국제사회에 보고한 공식 수치와 대체로 일치했지만, 메탄 총배출량은 일부 기간에 공식 인벤토리보다 높게 산출됐다. 이에 따라 축산·폐기물·에너지 부문과 자연 배출원, 대기 수송, 배경농도를 추가로 점검할 필요성이 제기됐다. 통제 실험에서는 시스템의 일관성과 관측소 확충에 따른 추정 정확도 개선 효과도 확인됐다.

국가 온실가스 통계는 연료 사용량과 산업 활동, 가축 두수 등에 배출계수를 적용하는 상향식 방식으로 작성된다. 그러나 배출계수와 활동자료의 불확실성, 시간·공간 범위의 한계 때문에 관측 자료를 이용한 독립 검증이 요구돼 왔다. 특히 메탄은 배출원이 다양하고 간헐적 누출도 잦아 기존 통계만으로 변화를 파악하기 어렵다. 이번 하향식 시스템은 지역과 시기별 메탄 배출 변화를 분석하고 정밀 조사가 필요한 지역을 가려내는 데 활용할 수 있다.

공개 커뮤니티 모델을 기반으로 한 이 시스템은 국가와 해상도, 관측망을 달리해 확장할 수 있으며, 국내 온실가스 농도 상승 원인을 국외 유입과 배출량 변화, 기상 영향으로 나눠 분석하는 기능도 갖췄다. 연구 성과는 2025년 세계기상기구 보고서에 국내 사례로 처음 소개됐고 유럽지구과학연합 국제학술지 『Geoscientific Model Development』에 게재됐다. 권도윤·구본훈·김정원·안재형·이주엽 연구원과 홍 교수가 연구를 주도했으며 미국 에모리대와 한국환경연구원이 공동 참여했다.