미세먼지를 가두는 보이지 않는 천정

새벽 세시인데 잠이 덧들어 대기오염에 관한 책을 읽다가 침대에 누운 채 머리 위에 걸린 아이패드로 책 하나를 또 샀다.

종이책으로 996 페이지 거의 1000 페이지에 육박하는 대작이다.

이 책은 내가 찾은 유일한 한글로 번역된 대기오염학책 원서의 최근 개정판이기 때문에 관심을 가지고 쳐다 보고 있었으나 Kindle 판이 거의 100 불에 육박해서  망서리고 있었다.  비슷한 값의 지난 번 포스팅에 올린 "Atmospheric Chemistry and Physics(ACP)" 책과 경합을 벌이다가 밀려 났던 책이다. 

두 권 모두 Kindle 판으로는 100 불에 가까운 값들이라 두 권 모두 사기엔 부담이 되어 아래의 ACP 책을 샀던 것이다.

대기과학의 결정판

그러나 Amazon에서 간략한 내용보기를 하면 내용도 다르고 저술 의도도 상당히 다르기 때문에 너무 궁금했다.  

유일한 한글 번역판은 1994년 출간된 제3판을 2000년에 번역 출간되었기 때문에 요즘같이 빨리 진보하는 대기오염학 책으로는 너무 뒤쳐진 책이다.

대기 오염학 제3판

이 책은 1994년, 즉 25년 전에 출간된 책이다.

저자들도 다르고 내용도 500여 페이지 밖에 안된다.

내가 산 제 5판에 비하면 그 내용도 반 정도 밖에 안된다.

내가 현직에 있을 때 이런 새 분야를 연구한다면 논문을 읽다가 꼭 찾아 봐야 할 참고 문헌(refereces)이 나오면 학술잡지이던 단행본이던 학부 도서관에서 찾거나 없으면 서울대 중앙 도서관 서고에 가서 찾곤 했는데 새벽 3시에 침대에 누어 아마존에서 최 신간 Kindle 판을 사서 (빌릴 수도 있다.) 몇분 후면 download 해서 읽을 수 있게 되었다.

"참 세상 좋아졌다"다.   마음만 먹으면 뭘 공부하던 참으로 편리한 세상이 된 것만을 틀림 없다.

그러기 때문에 돈은 좀 썼지만 재미가 있다.

미세먼지가 어떻게 발생하고 어떻게 소멸하는 가를 알아야 미세먼지를 예보할 수 있고 줄이는 방법도 찾을 수 있다. 

"미세먼지학"은 참으로 어려운 학문이다.   그러나 연구가 꼭 필요한 학문이다.

대기의 흐름은 유체역학이 지배한다.    그런데 평탄한 흐름(층류, Laminar flow)은 쉽게 다룰 수 있다.  그러나 이런 층류는 관심 밖이다.   

난류가 모든 기상학과 대기 오염학을 지배한다.

난류(터뷰런스 Turrbulence) 는 “신도 모르는 영역”이니 어려운 학문이다.  (2019/03/14 - [일상, 단상] - 미세먼지란? - 신도 모른다는 기상학)

거기다 열역학, 화학, 수송이론까지 다 섭렵해야 그나마 간신히 대기 오염학의 기본을 이해할 수 있다.   그 만큼 어렵다는 이야기다.

사이비 전문가들이 함부로 아는체 해서는 안되는 분야다.

미세먼지가 발생하는 배출원은 거의 다 알려졌다.  다만 그 오염물질이 어떻게 소멸하는가를 알아야 무슨 대책이던지 대책을 세울 수 있다. 

내가 그 많은 책과 문서들을 봤지만 가장 좋은 참고문언은 내 모교 Univ. of Wash. 의 강의용 PPt 문서였다.

그리운 내 모교,  거기서 아내 코니를 만나 열애에 빠졌던 제2의 고향 시애틀에 있는 그 UW 다. (2010/09/26 - [해외여행기/미국 북서부 시애틀] - 내 고향 시애틀)

 pdf 로 전환되어 인터넷에 게재되었지만 여러 모델을 테스트할 수 있는 컴퓨터 프로그램까지 제공하고 있었다.

http://courses.washington.edu/cee490/PlumeD4.pdf

이 문서는 내 모교 UW 의 토목환경공학 (Civil and Environment Engineering,  CEE)과 환경보건학(Environmental Health, ENVH )과가 공동으로 제공하는 과목중에서 대기 오염물질이 분산하는 과정을 다룬 부분을 강의용 ppt 형식으로 제작한 것 같다.

과목명이 CEE490 ENVH461 로 나와 있는 것으로 미루어 보아 학부 4학년 코스 같은데 학부 4학년 코스는 대개 대학원 1년생도 같이 듣는다.  특히 학부를 다른 대학에서 졸업했거나 전공이 다른 학부과정 출신 학생들에게  수강을 권장한다.

이 강의록의 pdf 문서의 첫 페이지는 아래와 같다.

UW 에서 제공하는 과목중에서 대기오염물질의 확산을 다룬 부분의 강의용 ppt

이 문서를 읽다가 반가워 학교 홈피에 들어 가 이것 저것 살펴 봤다.   토목환경공학이나 환경보건학 말고도 대기과학과가 따로 있어 대단히 강한 교과과정을 운영하고 있었다.    참고로 여기에 베껴 왔다.  대기 과학에 관심 있는 독자에 참고가 될 것 같다.

대기 과학과 홈피에는 미국 기상 예보 경쟁에서 top team 으로 수상을 했다는 홍보문자가 눈에 띄였다.

"남 탓 말고 너나 잘하세요"  -  한미대기환경합동조사(KORUS-AQ)의 최종 연구결과  

작년 연말에 (2018년 12월 28일) 중국 생태환경부장관이 '한국에서 미세먼지가 심한 것은 중국 때문'이라는 주장에 대해 "서울의 미세먼지는 주로 서울에서 배출된 것"이라고 공개적으로 반박했다.

그리고  "서울의 오염물질은 주로 자체적으로 배출된 것"이라면서 "보도에 따르면 한국 전문가 연구에서도 비슷한 결과가 나왔다"고 강조했다.

한국 전문가 연구는 무엇인가 한국 언론에는 눈을 비비고 찾아 봐도 보이지 않는다.  

그것은 이 중국 반박이 나오기 한 2주전 세계적인 기상 전문 학술지  Atmospheric Chemistry and Physics (ACP) 에 14 Dec 2018 날자로 발표된

"한미대기환경합동조사(KORUS-AQ)기간의 서울 지역의 유기 오염물질의 기여분은 지역 배출원에서 생산된 제2차 유기 에어로졸이 압도적이다 (Secondary organic aerosol production from local emissions dominates the organic aerosol budget over Seoul, South Korea, during KORUS-AQ.)" 라는 논문이다.

학술지에 연구결과를 발표했다면 그 것은 연구의 최종결과다.

그런데 한국에서는 이 논문의 기사가 없다.

한미 대기환경합동조사는 미국의 입을 빌려 한국미세먼지가 중국발이라는 말을 하려고 했다는 비아냥까지 들으며 진행했던 공동연구다.   미국입을 빌리기는 커녕 중국에 반박자료만 내 주고 말았다.

처음부터 "미세먼지 -> 중국발"은 없었다.  손석희같은 언론인까지 가세해서 지어낸 가짜 뉴스였다.

미세먼지 연구를 위해  아마존의 Kindle 숍에서 10권 가까운 대기오염학과 대기과학관련 책을 샀다.   어떤 책은 kindle 판이 종이책의 두배가 넘는 것도 있다.   한 권이 100불 가까운 책도 있었다.  

내가 산 대기 오염학 관련 ebook 들

그 밖에도 인터넷에서 무료로 내려 받을 수 있는 강의록 같은 것도 10개는 넘게 내려 받았다.   기타 관련 기사, 해설문서 학술 논문등 모두 합치면 100건에 가까운 자료를 수집했다.

대기오염학은 신생과학이다.    한 10여전 세계보건기구가 초미세먼지의 건강상 위험을 경고하고 난 다음 전 세계가 미세먼지의 연구에 열을 올리고 있다.   그래서 새로운 연구 결과가 계속 쏟아지고 있고 아마존에서 산 책도 4차, 5차의 개정판들이다.  새로운 연구 결과를 집어 넣으려 하니 개정판(revised edition)을 내지 않을 수 없는 것이다.

아직도 모든 연구가 끝난 것이 아니다.   더 많이 알아야 이 세계적인 문제를 해결할 수 있을 것이다.

그런데 안타까운 것은 한글 문헌은 연구논문이건 해설논문이건 많지 않다는 것이다. 

이런 문서나 연구 논문을 뒤지고 뒤져서 찾아 낸 논문이 위의 한미대기환경합동조사팀의 논문이다.  

반면 중국의 연구는 맹열하다.   

5년전 국립기상연구소의 한  소식지 에 보면 중국의 기상관련 학문의 선진국임을 인정하고있다.  

..........기상조절 선진국인 중국의 연구개발 동향에 대한 파악과 국내 기상조절 기술개발에 대한 자문을 구하기 위해 중국기상과학원(CAMS: Chinese Academy of Meteorological Sciences)의 Zhanyu Yao 교수와 Yilin Wnag 교수를 초빙하여 ......

중국에는 중국 과학원 산하에 대기물리연구소(IAP = Institure of Atmospheric Physics)가 있어 박사급 310명 등 총 520 여명의 인력이 기후변화 연구센터(CCRC) 등 10개의 연구부서에서 근무하고 있다고 이 소식지는 소개하고 있다 .

우리나라에서 미세먼지 연구를 하지도 않지만 중립적인 연구를 할 수 없게 하고 있다.  아래의 환경논총의 한 논문 서문을 보라.

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일부 언론사들의 보도는 “한반도의 대기질이 얼마
나 나쁘기에...” 혹은 “정부의 대책이나 학계의 이해도
가 얼마나 미흡하기에 한반도의 대기질을 미국, 그것도
“NASA의 연구진이 조사를 하느냐”와 같은 자극적인 내
용에 초점을 맞추어 보도하였고, 여론은 “정부가 못하는
일, 즉, ‘중국이 원인이다’란 얘기를 미국의 입을 빌어서
라도 해보자”라는 식으로 모아졌다.

https://gses.snu.ac.kr/documents/2816/환경논총_58ȣ_1.pdf

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정책입안자나 저급 기상 전문기자등 언론이 가세해서 "미세먼지= 중국발" 이란 가짜 뉴스를 퍼뜨리고 있기 때문이다.

작년(2018) 11월 7일 동아 일보 뉴스를 보라

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오늘(7일)도 미세먼지 ‘나쁨’…전문가 “역전층 현상으로 미세먼지 정체”

6일에 이어 7일에도 전국 곳곳에서 미세먼지 농도가 ‘나쁨’으로 나타나면서 ‘중국발 미세먼지’에 대한 부정적 여론이 다시 들끓고 있는 가운데, 전문가는 미세먼지의 원인을 중국발 미세먼지 한 가지로만 볼 수 없다고 지적했다.

조영민 경희대 환경과학공학과 교수는 7일 MBC 라디오 ‘심인보의 시선집중’과 인터뷰에서 “(이번 미세먼지의 원인을) 딱 하나로 구분지어서 어디 때문이다, 그런 건 아닌 것 같다”면서 “서해를 건너서 넘어오는 미세먼지도 있고, 국내 발생원으로부터 미세먼지가 계속 나오는데 아마도 ‘역전층’이란 기상조건으로 인해 더욱더 정체되는 그런 현상 아닐까 싶다”고 설명했다. 

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전문가라는 사람도 꼭 "서해를 넘어 오는 미세먼지도 있고"라는 한 구절을 넣어야 안심하고 발언을 한다.

“미세먼지 = 중국발 증명” 이란 결론이 나면 국민 영웅이 되고 “미세먼지 중국발 아니다”란 결론이 나면 민족반역자가 되는 분위기다.

이런 분위기에서  중립적인 연구를 할 수 있겠는가?

또 연구인력도 거의 없다.   한심할 지경으로 사람이 없다.  오직 기상캐스터나 기상 전문기자 같은 저급 사이비 전문가만 있고 이들이 전문가연하면서 가짜 뉴스만 퍼뜨리다.

이런 사이비들은 식견이 낮아 이런 전문 논문을 읽을 능력이 없다.   고작 nullschool 의 "
Earth"나 보고 뭐라고 한마디씩 한다.

위의 KORUS-AQ 의 최종 논문을 읽으려면 아래의 책 정도는 읽고 이해할 수 있어야 한다.

내가 마지막으로 산 책

대기 화학 및 물리학

이 책의 서문에는

이 책은 학부 고급반 또는 대학원 1년 용으로 열역학, 수송현상(유체역학및 열 질량교환이론) 공학수학 (미분방정식)을 배운 사람을 대상으로 한다고 되어 있다.

(The book assumes that the reader has completed introductory courses in thermodynamics, transport phenomena (fluid mechanics and heat and mass transfer), and engineering mathematics (differential equations). Thus the treatment is aimed at the senior or first-year graduate level in typical engineering curricula as well as in meteorology and atmospheric science programs.

Seinfeld, John H.; Pandis, Spyros N. (2016-03-30). Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change (p. xxiv). Wiley. Kindle Edition. )

이 책 제 14장은 한 장이 모두 초미세먼지의 근원이 되는 SOA 에 대해 설명하고 있다.

Chapter 14 Atmospheric Organic Aerosols For thousands of years the smoke produced during incomplete combustion has been the most visible indication of the existence of atmospheric aerosols. The terms soot and smoke have been traditionally used to describe those particles that contain thousands of organic compounds, elemental (or black) carbon, as well as a series of inorganic components (Friedlander 2000). The fact that these primary particles and their sources are easily visible has led both scientists and laypersons to conclude that most organic aerosol in the atmosphere is directly emitted from its sources and is therefore primary. However, even in the early 1950s, some pioneers started considering atmospheric chemistry as a source of organic aerosol. In his landmark paper on urban ozone formation, “Chemistry and physiology of Los Angeles smog,” Haagen-Smit (1952) wrote the following concerning the aerosol formation that was noted to accompany high-ozone episodes: “These effects are especially noticeable with ring compounds having a double bond in the ring, such as cyclohexene, indene, and dicyclopentadiene. In these cases the opening of the ring will yield practically nonvolatile oxidation products. Because of the introduction of several polar groups, the volatility decreases so radically that aerosol formation is inevitable.” A few years later, Went (1960) suggested that oxidation of organic vapors emitted by plants was responsible for the blue haze in the atmosphere above many forested regions. Aerosol produced by the oxidation of volatile organic compounds (VOCs) to low-volatility condensable products was eventually termed secondary organic aerosol (SOA). Organic particulate matter emitted directly as particles is known as primary organic aerosol (POA). Despite these early insights and a few pioneering publications (Doyle and Jones 1963; Goetz and Pueschel 1967; O'Brien et al. 1975a, b), systematic studies of SOA formation started only in the 1980s mainly at the California

Seinfeld, John H.; Pandis, Spyros N. (2016-03-30). Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change (p. 573). Wiley. Kindle Edition.

그러니 사이비 전문가들이 이 논문을 이해할 수 없을 것이고 누군가의 해설을 기다려야 하는데 지금 우리나라 같은 데서 선뜩 나서서 "서울 미세먼지 서울발" 이다하면 뭇매를 맞을 것이다.

위의 논문의 요약 마지막 문장만 소개하고 끝 맺으려 한다.

However given the apparantly stronger emissions of SOA precursors than other megacities, reducing South Korean emissions should improve air qauality  under all coditions.  

다른 거대 도시권의 오염원에 비해 훨씬 많은 미세먼지(SOA)의 근원물질을 배출하고 있는 남한을 감안한다면 한국내의 오염물질 배출을 감소시키는 것이 어떤 조건간에 서울의 대기질 개선에 필수적이라 할 수 있겠다. 

한마디로 “남탓 말고 너나 잘 하세요" 다.
 

미세먼지란? - 신도 모른다는 기상학

작년 태풍 “솔릭”이 한반도에 상륙하느냐 마느냐, 또 하면 어떤 피해가 발생할 것인가를 놓고 한국, 일본, 미국기상청의 각기 다른 예보들을 내 놓았던 것이 기억 날 것이다. 

결과적으로는 한국 기상청의 예보가 가장 실 경로에 가까웠지만 태풍의 세기는 거의 열대성 저기압 수준으로 떨어져 예보 보다 훨씬 가벼운 피해만 남기고 소멸되었다. 한국민이라면 누구나 가슴을 쓸어 내렸을 것이다.

그 반대였다면 기상청이 얼마나 욕을 먹었을까?

2000년동안 인류가 연구하고 연구해서 찾아 낸 바둑 정석을 단 70여 시간에 모두 찾아내고 신 정석까지 발견한 “알파고 제로”(21세기 인공지능시대에 대비해서 우리 아이들을 어떻게 가르치나) 시대에 단 몇 시간 후의 기상예보가 이렇게 틀리다니 말이 되는가?

물리학에서 기상학은 아직도 난제중의 난제로 알려져 있다. 그래서 신도 모를 것이란 전설이 있다.

양자역학의 창시자중의 한 사람인 독일의 전설적 물리학자 하이젠베르크가 한 말로 전해지는 이 전설은

"내가 신을 만나면 두 난제에 대해 물어 볼 것이다.  상대론이 뭡니까?  난류(亂流 , turbulence)가 뭡니까? 

아마도 신도 첫 질문에만 답을 해 줄 것이다.·"

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It has long been recognized as one of the greatest unsolved mysteries in physics. The legendary quantum physicist Werner Heisenberg said it best:

“When I meet God, I am going to ask him two questions: Why relativity? And why turbulence? I really believe he will have an answer for the first.”

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태풍은 초 극대 난류다.    그러니 신도 모르는 난류(亂流)를 기상청이 예보를 잘 못한다고 욕할 수 있나?

이번 최악의 미세먼지 사태를 겪으면서 공부를 많이 했다.   

태풍이나 미세먼지 모두 터뷸런스가 깊숙히 관여하고 있다. 

30 편이 넘는 논문을 검색했고  내가 전에 모르던 사실들을 많이 알아 냈다.     아직도 미진하여 시간 나는 대로 연구를 계속할 것이다.    

이 글은 그 동안 내가 공부한 내용의 첫 포스팅이라고 할 수 있다.

미세먼지는 과학이다.   물리학과 기상학이 바탕이 된다.  그런데 기상학도 유체역학과 열통계물리학이 바탕이니 물리학이라고 할 수 있다.  거기다 미세먼지는 대기에 섞여 있는 오염 물질이고 이 물질이 이동하는 경로와 이 미세먼지가 어떻게 소멸하는가를 연구하려면 열 통계물리의 수송이론(transport theory)으로 접근해야 한다.  그런데 이 미세먼지의 수송이론에 터뷸런스가 깊숙이 관여한다.

우리는 평탄한 기상 상태엔 관심이 없다.  그저 일상이니까.

난류가 깊이 관여하는 이상 기상상태가 궁금한 것이다.  태풍의 발생과 경로, 미세먼지가 어떻게 이동하는가 하는 것이 큰 관심사인 것이다. 

그런데 그 이상 상태를 다루는 기상학은 가장 어려운 물리학이란 것을 독자는 잘 인식해야 한다.

그러니 일반 대중이 잘 못 이해하고 잘 못 알고 있다해도 나무랄 수 없다.  그런 이론들은 과학자가 일반 사람에게 쉽게 설명해서 이해시켜 주어야 하는데 우리나라엔 그런 전문가가 많지 않다.  

사실 미세먼지는 기상학과 물리학의 경계분야라 물리학자도 기상학자도 전문적으로 연구하려는 사람들이 많지 않다.

그런데 중국은 이 경계분야에 엄청히 많은 연구비를 투자하고 있는 것 같다.

내가 이 번 연구를 위해 검색한 30여편의 논문은 대부분 영문의 국제 학술지에 실린 논문들이다.    영문의 국제 학술지만이 국제적 전문가의 심사(peer review) 를 거쳐 논문이 게재되기 때문에 상당히 신뢰할 수 있다

그런데 그 논문의 약 70%는 중국과학자들이고 30%만이 비(非) 중국인었고 단 한편만 한국(연세대 기상학과)연구 팀의 논문이었다. 한국학자의 그것도 2010 년도 논문었으니 벌써 8년전 논문이다.  그리고 구미,일 계통의 연구는 2,30년 전 것들이 대부분이다.

이 결과를 보면 구,미,일은 미세먼지문제를 거의 해결해서 연구를 많이 하지 않고 있고 경제수준이 올라간 중국이 자국의 미세먼지 문제가 심각하기 때문에 엄청 투자를 해서 연구를 하고 있다고 볼 수 있다.

이 뿐만 아니다.  작년에는 대기 오염대의 두께까지 측정할 수 있는 정지 기상위성을 성공적으로 발사했다고 보도하고 있다.  중국의 오염지역 가까이에 위치가 고정된 기상인공 위성을 성공적으로 발사해서 외국(NASA)의 인공위성에 의존하지 않고 미세먼지를 추적할 수 있게 됐다는 것이다.

China launches new satellite to monitor air pollution

 그래서 며칠전 에

The Climate and Clean Air Coalition (기후와 청정 공기 연합)이 중국을 본 받으라고 극찬했던 기사

"Beijing’s air quality improvements are a model for other cities

그런데 미세먼지가 매일 뉴스거리가 되고 대통령이 직접 언급하고 국회가 그 잘 하는 쌈박질까지 멈추고 입법까지 했는데 CCAC의 그 기사는 언급이 없다.

미세먼지를 퇴출하려면 미세먼지 근본 문제부터 연구를 해야 한다.  

그런데 80% 가 중국발이라고 하니까 아무 연구도 안하는 것이다.  

정부나 정치권도 그 심각성을 인식못하고 연구도 시키지 않는 것이다. 

손석희 같은 영향력이 지대한 언론인이 "내일은 서풍이 불어 중국발 미세먼지가 유입되어 한 반도의 미세먼지 농도는 오늘 보다 더 나빠질 전망입니다."  같은 멘트를 아주 대수롭지않게 한다.

지난 포스팅에서도 말했지만 인조(anthropogenic)  미세먼지(황사가 아닌)가 가 중국에서 황해를 건너 넘어 오는 경로를 연구한 논문을 찾을 수 없었다. (서울의 미세먼지 중국발이 맞나? - 팩트체크 )

뿐만 아니라 내가 최근 조사 연구한 결과는 그런 가능성은 거의 없다는 것이다.

그런데 무슨 근거로 이런 주장들을 하는지 알아 보니 며칠전 오마이뉴스에 나온 아래 기사를 통해서 추측할 수 있었다.   어느 독자가 내 블로그 댓글에 인용해 주기를 청했던 그 기사다. (서울의 미세먼지 중국발이 맞나? - 팩트체크)

즉  "미세먼지 그래픽에 농락당한 대한민국, 모두 속았다"

특히 이 그래픽의 바람 분포와 미세먼지 분포를 보고 미세먼지가 중국에서 유입한다고 기상 캐스터가 발표하고 있는 것 같다.   이것은 아주 큰 오해다.

기후 데이터중에서 바람은 방향과 크기를 가지고 있는 벡타양이다 .이런 벡타양을 그래픽으로 나타내는 방법은 대게 화살표로 방향을, 크기를 화살의 길이로 나타내는 것이 보통이다.    아래의 그림과 같은 방법이다.

이런 기법을 썼다면 이 바람지도를 보고 미세먼지가 중국에서 날아 온다는 주장을 하는 사람이 없었을 것이다.

그런데  nullSchool의 지구 지도는 이 표준기법대신 멋을 부려서 풍속 벡타를 방향은 화살표 대신 선으로 나타내고 벡타의 향(sense)과 세기는 선의 움직임으로 나타냈다.

이 기법을 쓰면 한 시점에서 정지된 벡타 분포를 마치 움직이고 있는 유체처럼 오인하게 만든다.  멋을 부리다 보니 오해의 소지가 생긴 것이다.

그러니까 원래는 3시간 마다 업데이트하는 위와 같은 정지된 그림인데 대신 선이 움직이는 바향과 움직이는 속도로 풍속을 나타낸 것이다.  마치 실시간으로 대기가 움직이는 듯한 착각을 불러 일으킨다.

다시 한 번 강조하지만  애니메이션은 유체의 흐름을 나타내는 것이 아니라는 것을 알아 주기 바란다.

유체의 흐름이라고 오해하기 때문에 중국의 오염지역의 바람 벡타가 한 반도에까지 이어지면 그것을 마치 유체가 오염지역을 지나면서 미세먼지를 싣고(pick up) 한반도에 흘러 들어 온다고 착각을 하는 것이다.

심지어 기상전문가라는 기상캐스터까지 이 바람지도를 이런 식으로 해석해서 이 바람지도가 인공위성에서 내려다 본 유체의 흐름이라 착각하고 “미세먼지 중국발설”을 주장하는 것이다.

아래에서 이 바람지도가 무엇을 뜻하는지를 상세히 설명하겠다.

nullschool 바람지도

https://earth.nullschool.net/ 

애니메이션을 스크린 캡쳐를 해서

선의 움직임을 볼 수 없다.

아래에 컴퓨터 화면의 동영상을 캡쳐해서 보아야 위의 선들이 움직인다는 것을 알 수 있다.

nullschool 의 바람지도를 에이메이션해서 바람의 방향을 선으로

그 세기를 선의 움직임속도로 그리면

마치도 유체가 흐르는 것 같이 보인다.

아름다운 그림이지만 해석을 잘 해야 한다.  다음 업데이트까지 변하지 않는 동영상은 바람의 방향과 세기를 나타내고 있는 것이지 움직이고 있는 대기를 나타내는 것이 아니라는 것이다.

위의 그림은 2019년 3월 18일 오후 6시20분에 바람분포도이고

가상데이터가 업데이트된 직후인 6시21분에 스크린 캡쳐한 사진이다.

같은 지점의 바람이 방향도 세기도 갑자기 바뀌었다.

  시간 정밀도때문에 생긴 불연속성을 나타낸다.

같은 지점의 바람의 방향과 세기가 갑자기 바뀐 것에 주목하기 바란다.

기상 상태가 급격한 경우는 그 3시간 간격에 엄청난 변화기 일어 날 수 있다.

따라서 이 "Eearh" 로는 아무 것도 알 수 없는 것이다.

그런것을 시간정밀도(temoral resoloution)라고 한다.

한 편 공간 정밀도는 어떤가?   Nullschool Earth 는 GFS(Global Forcast System)에서 데이터를 받아 온다고 쓰여 있다.   GFS의 공간 정밀도는

GFS 홈피에 들어 가면 28 km 라고 나온다.

The entire globe is covered by the GFS at a base horizontal resolution of 18 miles (28 kilometers)

서울의 폭이 거의 28 km에 해당한다.

서울 하나가 한 지점의 데이터로 쓰인다는 이야기다.   남한만 본다면 약 150 개의 데이터 포인트로 근사된다는 이야기다.   

28 km x 28 km 네모꼴 안의 상태는 표시할 수 없다.  서울만 해도 강남구와 도봉구의 기상상태는 다른 경우가 많다.    그런데 그 것을 한 데이이터 포인트로 어림한다면 그 정밀도가 어느 정도인지 가늠할 수 있을 것이다.

이런 정도의 정밀도(해상도)를 가지고 미세먼지의 경로를 왈가왈부한다는 것은 말도 안되는 것이다.

두번 째는 nullschool 의 지구 바람분포도는 오직 수평성분만 따지고 있다.

미세먼지의 분산은 대류에 의한 확산이 가장 큰 요인이다.

대류의 바람 분포

다음 포스팅에서 자세한 설명을 하겠지만 미세먼지의 분산 소실은 수평방향의 바람이 난류를 일으켜 미세먼지를 고루 섞고 대류에 의해 상층부에 확산시키는 것이 주요 기제다.  

이 지도를 가지고는 아무것도 알 수 없는 것이다.

nullschool "Earth"는 8 개의 등압면의 수평성분만 보여 준다.    기류의 큰 변화만 본다면 이 것으로 충분하지만 미세먼지의 분산에 가장 중요한 역할을 하는 바람의 수직성분이나 대류를 막는 행성경계면(planetary boudary layer)의 높이 따위는 전혀 알 수 없는 것이다.

nullschool 이 제공하는 바람분포도는 8개의 등압선 층에 한정되어 있다.

각 층의 바람분포는 지표에서의 바람분포와 확연히 다르다.

즉 기상 캐스터까지 이 nullschool "Earth" 를 가지고 미세먼지를 중국발 운운한다니 문제가 된다.  거기다 손석희같은 영향력있는 언론인이 가세하니 가짜 뉴스가 퍼지는 것이다.

그리고 일단 가짜 뉴스가 퍼지면 진실을 말해도 오히려 그 진실이 공격을 받는다.

요즘 내가 재미 있게 보고 있는 황당 액션드라마 "열혈사제"에 아래와 같은 대화가 나온다. 

부패한 부장검사:   

인터넷이다 뭐다 이 매체가  발달하면 말이야 사람들이 더 똑똑해 져야 되거든
근데 더 잘 속아.   그리고 나중에 진실이 떡 하니 밝혀져도  자신이 속았다는 것을 인정을 안해요. 왜? 챙피하니까.

부하 여검사(이하늬분): 

인정안하는 것을 넘어서 진실을 더 공격하지요 그 창피함 때문에.

미세먼지를 "중국발"이라고 하면 할 수록 서울 미세먼지 농도는 올라 간다

요즘은 미세먼지로 집에 갇혀 있다 보니 내 블로그가 미세먼지 전문 블로그로 변질되어 가고 있다.      밖에 나갈 수 있어야지  자전거라든가 맛집 기행이라든가 산책따위  야외활동을 기록할 터인데  별 수가 없이 미세 먼지 이야기만 쓰게 된다.   화가 나기도 하기 때문이다.  

자연  미세먼지 연구 밖에 할 일이 없어진다.  

왜 미세먼지를 중국발이란 이야기를 하면 서울의 미세먼지 농도가 올라가나?

미세먼지를 저감하는 정책을 세우고 집행할 사람들에게 면죄부를 주기 때문이다. 

미세먼지가 중국발이라는 것도 터무니 없는 주장이지만 설혹 중국발이라 해도 이 말은 삼가는 것이 좋다.  정책을 만들 사람들에게 면죄부를 줘서는 안된다.

그런데 언론도 큰 문제다.    손석희 앵커가 진행하는 "뉴스룸"에서 조차 미세먼지 중국발이란 멘트를 거리낌없이 한다.

언젠가는 편서풍이 불지 않아도 중국발 미세먼지가 서울에 온다는 이야기를 앞뒤를 자르고 멘트로 날린다.

"퍼짐"  영어로는 diffusion, 한자말로는 확산이라는 물리 현상은 밀도가 고르지 않은 기체에 섞인 알갱이가 안비김(비평형)상태가 비김(평형)상태로 갈 때 생기는 현상이고 펴진 물질의 밀도의 세기는 거리의 제곱에 역비례해서 감소한다.  중국에서 서울에 올 땐 그 영향이 거의 무시할 정도로 약해진다.

앞뒤를 자르고 그런 말을 함부로 하면 시청자는 당연히 바람이 안 불어도 무슨 신비한 방법으로 중국의 미세먼지가 서울에 유입된다고 믿는다.

한긴 손석희 자신이 물리 현상을 이해할 수 없을 것 같으니 어디선가 들은 이야기를 뉴스로 전하기만 할 것이다.

그러기 때문에 사회에 지대한 영향을 미치는 언론인도 물리학의 기본은 알 고 있어야 하는 것이다.

자기가 이해 못하는 사실은 뉴스로도 전해서도 안된다.  

한 발 더 들어가 진실만을 캐어 전한다는 "뉴스룸"이 이럴 진데 제 멋대로 가짜뉴스를 전하는 사이비 언론들은 말해 뭣 하랴

유엔 유관 단체인 The Climate and Clean Air Coalition (기후와 청정 공기 연합) 줄여서 CCAC 의 모토중의 하나는

GROUNDED IN SCIENCE

The Coalition takes action based on solid science.

"공고한 과학에 바탕을 두고 행동을 취한다." 라는 항목이 있다.  언론도 과학적 근거가 없는 사실 그것도 앵커가 어느 정도 이해를 하는 내용만 전해야 한다.

CCAC에 이틀 전(3월 9일)에 나온 뉴스에는 중국 베이징의 공기질 향상 노력을 칭찬하는 기사가 실렸다.

Beijing’s air quality improvements are a model for other cities

CCAC 는 중립적인 환경 단체이고 여기서 뉴스로 내 논 기사라면 중국이 자만할 수 있고 한국 미세먼지를 중국발이라고 비난하는 한국을 반박할 만한 충분한 자료다.

그 동안 한국은 아무 것도 한 것이 없다.   이와 비슷한  최근의 한국의 그래프를 보면

[팩트체크] 서울시 미세먼지 지난 7년간 더 나빠졌나?

서울 미세먼지 농도의 절대적 값은 베이징보다  낮다 해도 최근 추세는 농도가 줄어 들기는 커녕 오혀려 올라가고 있다.

이 것을 보면 중국이 왜 반발하는가를 알 수 있다.  

베이징이  CCAC가 다른 도시가 본 받아야 할 모범사례로 꼽을 만큼 노력을 하고 있는데 한국의 지도자와 언론은  중국만 비난하면서 아무 노력도 하지 않았기 때문이다.

국회의원이라는 자들은 뉴욕에 가서 뉴욕이 어떻게 맨하탄에서 자동차를 몰아 내어 쾌적한 도시로 바꿨는지는 공부는 안하고 스트립쇼나 보고 돌아 다니는 수준이니 뭘 기대할 수 있겠는가 ?

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Janette Sadik-Khan transformed New York City s streets to make room for pedestrians, bikers, buses, and green spaces. Describing the battles she fought to enact change, Streetfight imparts wisdom and practical advice that other cities can follow to make heir own streets safer and more vibrant.

자넷 사디크-칸은 뉴욕시의 거리를 보행인과 잔차인과 버스와 녹지공간으로 바꿔 놨다.  이 변화를 이끌어 내기 위해 싸워왔던 싸움을 서술하면서 다른 도시도 뉴욕의 변화의 길을 따를 수 있다고 충고하고 있다.    

출처: https://boris-satsol.tistory.com/1533 [지구별에서 - Things Old and New]

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한국의 정치 지도자들이 왜 소신을 가지고 숨 쉴 수 있는 대기로 서울의 공기를 정화시킬 수 없는가는 아래의 WHO가 보여 준 그림을 보면 잘 알 수 있다.

도시 공기의 오염원인

도시 대기 오염의 주범들

그 것을 해결하려면 이렇게 해야 한다.

이 그림을 보면 깨끗한 공기로 숨쉬려면 국민들의 생활과 습관을 고쳐야 한다.   자동차대신 자전거로 다니고 집도 줄여 작은 집에서 살고 쓰레기를 줄이고 따위....   어느 정도의 고통을 감수해야 한다.      그런데 지도자라는 자들은 저희들 지지표를 잃을가 국민의 내핍을 요구하는 정책을 내 놓지 못하고 있는 것이다.

오늘 낮 12시 동 아시아의 대기 오염은

한 반도와 일본은 너무 대조된다.

오사카서 몇달 살아 봤는데 오사카엔 자동차가 없다 있다 해도 아주 작은 차들이고

차고지가 있어야만 차를 소유할 수 있다.   큰 세탁기 놓을 만한 공간에 콩알 만한 차만 있다.

일본 내수용 자동차는 수출용 자동차 보다 폭이 훨씬 작다.

비록 일요일이긴 하나 오사카 칙코(덴보산 카이유칸 가까이 있는) 근방인데 거의 자동차가 없다.  오사카는 일본의 굴지의 대도시다.

출처: https://boris-satsol.tistory.com/1709 [지구별에서 - Things Old and New]

우리 집에서 가장 가까운 미세먼지 측정소에서 오늘 낮 12시에 측정한 미세먼지농도

거의 3주째 이 지경이니 밖엔 나가지도 못하고 회풀이 블로그만 쓰고 있다.

미세먼지가 정치를 만나면 물리학이 실종한다. - 한글 “대통령을 위한 물리학”

며칠전 내가 좋아하고 애끼는 제자 교수가 최근에 지어 낸 책 한권을 보내 왔다.

내가 정년 은퇴한지도 거의 20년이 되니 그 교수도 한 두 해 지나면 정년을 맞게 되는 원로가 되었다.

이 책은 원래 인문 사회계열 학생을 위해 가르치는 교양과목 강의 내용을 모아 내었던 같은 이름의 초판을 좀 더 보강하여 일반 물리학 입문서로서도 쓸 수 있게 고쳐 지은 책이다.

최무영교수가 지은 "물리학 강의"

겉 표지

최무영 교수 소개 안 표지

사진을 클릭하면 큰 화면으로 볼 수 있다.

최무영 교수가 가르친 과목은 아마도 처음 인문 사회 계열의 교양과목으로 개설했던 "물리학의 개념과 역사" 의 후신이 아닌가 싶다.    

처음 개설했던 인문 사회계열 학생을 위한 "물리학의 개념과 역사"라는 과목은 개설할 때 부터 내가 몇년을 가르쳤다.

그 때만 해도 기술 문화가 오늘 날 같이 고급화 되기 이전이었지만   21세기를 코 앞에 두고 기술 문명이 급속도로 발전할 것이란 징후는 많이 보일 때였다.

오늘 날 그 예상은 맞아 떨어졌다.

내가 전에도 여러번 이야기 했지만 컴퓨터 프로그램이 바둑을 사람 만큼 둘 수 있을 날은 아주 먼 미래로 내다 봤지만 이미 “알파고 제로”는 사람의 도움 없이 스스로 바둑의 이치를 깨우치고 70 여시간 만에 이세돌 9단을 이긴 알파고를 100전 100 승할 정도로 발전했다.

2018/12/13 - [이것저것/정치, 경제, 금융] - 21세기 인공지능시대에 대비해서 우리 아이들을 어떻게 가르치나

AI,  Deep learning, Big Data 등 신기술은 우리 생활 곳 곳에 파고 들고 있다.

그런데 비해 사람은 그 기술 문명을 따라 잡지 못하고 갈팡질팡하고 있는 모양새다.  그래서 21세기에 지도자가 되려면 오늘의 기술문명의 바탕이 되는 물리학의 기본은 익혀야 하는 것이다.

전에 소개했던 "대통령을 위한 물리학" 이란 책을 소개할 때 내가 했던 한 구절을  다시 베껴 온다.

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나라들 다스리고 국민의 안전을 지키고 경제를 일으키고 국민의 복지를 향상시키는 정책을 세우고 집행하려면 세상의 이치에 대해 알아야 하는 것이다.    전쟁을 피하고  평화를 지키는 결정을 내리려고 해도 세상사를 알아야 하는 것이다.   

오늘의 그 세상사라는 것이 과학 기술과 연관되지 않은 것이 없는 것이다.   우리가 마실 물은 미래에도 충분한가?   도시는 쾌적하게 지속가능하게 유지되는가?     앞으로 안전한 에너지는 어떻게 생산할 것인가?  

로봇과 인공지능이 오늘 같은 속력으로 발전하면 과연 우리 신세대는 어떤 직업을 가져야 하고 그런 직업을 갖기 위해는 어떤 준비를 하여야 하는가? 

출처: https://boris-satsol.tistory.com/1449 [지구별에서 - Things Old and New]

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뮬러 교수가 쓴 "대통령을 위한 물리학" 은 오늘날 정치인이 직면한 정책 결정에 관한 기술적인 문제에 많이 치우쳤다.

한 편  이 번 출간된 최무영 교수의 "물리학 강의" 는 순수물리학에 초점이 맞춰져 있다.   

요즘과 같이 눈이 핑핑 돌아가게 지수함수적으로 변할 때에는 물리학으로 세상을 보는 눈을 키우는 것이 구체적 지식을 배우는 보다 낫다고 생각한다.

미세 먼지 문제도 결국은 물리의 문제다.

기상학이란 것은 유체역학과 열통계물리학의 응용이다.   따라서 그 바탕은 물리학이다.   그리고 미세먼지의이동도 우리 열 통계물리학자가 전문 용어로 말하는 "수송이론 (Transport Theory)"으로 접근해야 한다.  

내가 지난 포스팅을 올리면서 찾아 본 연구 논문들은 모두 물리학에 바탕을 둔 것이다. 

그런데 "미세먼지" 문제는 동시에 정치의 문제이기도 하다.

국민들에게 숨 쉬는 대기를 만들어 주어야 하는데 1 주일 가까이 대기질이 최악을 유지하고 있는데도 행정부를 비롯한 정치권은 아무 해결책은 내 놓지 못하고 있다.

미세먼지가 정치에 들어 가면 물리학이 실종하기 때문이다.

얼마전 신 아무개라는 국회의원은 어느 날  백령도의 미세 먼지 농도가 아주 높았다고 이 것은 중국발이라고 중국을 비난하는 강경한 발언을 했다.

https://news.joins.com/article/23322472

백령도가 중국에 가장 가깝다고 그게 중국발이라는 증명이 되는가?

물리학을 공부한 사람의라면 그런 사고를 할 수 없다.

예를 들어 베이징에서 60 km 떨어진 한 굴둑에서 나온 오염물질이 베이징시를 오염시켰다 하자.   그리고 또 그 굴둑의 오염물질이 어떤 방법으로 던지 백령도까지 날아 와서 백령도의 대기를 오염시켰다 하자.   백령도는 베이징에서 600 Km 이상 떨어져 있다.  

물질이던 에너지던 3차원 공간에 퍼지면 그 세기는 거리의 제곱에 역비례해서 약해 진다.  그러면 베이징을 오염시킨 중국의 굴둑이 배출한 오염물질이 백령도에 도달하면 거리가 10배 늘어 났으니 그 제곱을 하면 100이 되고 그 밀도는 불과 100분의 1밖에 되지 않는다. 베이징의 오염 밀도의 1% 밖에 영향을 미칠 수 없는 것이다.  

미세먼지의 이동은 "물리학"이지 "지리학"이 아니다.

물리학자에게 백령도의 오염을 설명하는 시나리오를 하나 대 보라 한다면 다음과 같다.    

갑자기 백령도 일대에  고기압이 이동하여 대류층의 가장 아래층인 planatory boundary layer 를 덮쳤을 것이다.  그 층에 단열압축이 일어나 기온이 오른다.   상층의 기온이 지표층보다 높으면 대류가 일어나지 않는다.   이 층은 수백미터에서 수십미터까지 일정하지 않다.  대류가 일어나지 않는 기온 역전층이 생긴다.   수십미터 상공에 돔이 생긴 것이다.

백령도라고 지역적으로 오염물질을 배출하지 않는 곳은 아니다.  사람이 살고 있으면 경유 난방도 할 것이고 어촌이니 벙커 C 유를 연료로 쓰는 어선들이 많이 있을 것이다.   기상 상태가 이럴 때 이런 오염입자가 아무리 적다 해도 그 냥 대기중에 축적되면  미세먼지 농도가 얼마던지 높게 상승할 수 있다. 

이 것은 창문을 닫고 부엌에서 생선을 굽는 것과 같은 이치이다.

이 것이 사실인지 아닌지 알 수 없다 해도 가능성은 있는 것이다.  

백령도가 지리적으로 가깝다고 무턱대고 중국의 발전소를 범인으로 지목하는 것은 무책임하고 무식하다고 밖에 할 수 있다.

일국의 지도자가 되려면 물리학적 사고의 틀은 가추고 있어야 한다.  

유발 하라리의 "호모 데우스"에 아래와 같은 글귀가 있다.

정치의 발전 속도는 스팀 엔진 시대의 1단 기어 속도에 머믈고 있는데 기술혁명의 속도는 4단 기어 속도로 달리고 있다.  국회의원(MP, member of parialment) 이나 유권지나 도저히 감당을 못하는 것이다.

Yet whereas the rhythm of politics has not changed much since the days of steam, technology has switched from first gear to fourth. Technological revolutions now outpace political processes, causing MPs and voters alike to lose control.

Harari, Yuval Noah (2017-02-21). Homo Deus: A Brief History of Tomorrow (p. 374). HarperCollins. Kindle Edition.

신 아무개라는 국회의원을 두고 말하고 있는 것 같다.

서울의 미세먼지 중국발이 맞나?  - 팩트체크

하필이면 미세먼지 최악의 날 내 귀염둥이 손자가 첫 조직생활을 시작했다.

싫다는 마스크를 억지로 할머니가 달래서 씨우고 조직생활의 첫 걸음을 떼려 하고 있다.

제일 뒤에 앉은 놈이 내 손자다.

다른 어린이들도 대부분 마스크를 썼다.

저의들 권력만 위해서 할 일을 내 팽개친 정치지도자들은 이 어린이들에게 할 말이 없는가?

별로 효과도 없는 저감 조치를 해서 정부가 뭔가 하는 척 시늉만 내고 국민을 눈속임하고 있다.    툭하면 중국발이라는 변명 둘러리까지 세우고 이 험악하게  오염된 대기를 숨쉬게 하고 있다.

크기가 2.5µm 이하의 먼지는 세계 보건기구에서 제 1군 발암 물질로 규정하고 있다.   그 발암 물질의 농도가 오늘 최악의 수준이다. 

오늘의 미세먼지도 중국발이 맞나?

요 며칠 연구하고 연구했다.  과연 중국발이기 때문에 우리가 할 일이 없다고?

봄철에 자주 일어 나는 황사는 중국발이 맞다.    황사는 자연 재해이지 중국을 탓 할 일이 못 된다.

문제는 인조 오염 물질이 한국에 넘어 오느냐이다.

그건 광주민주화 항쟁 때 북한군이 들어 왔다는 주장 만큼 신빙성이 없다.

1980년 5월에 500 명이나 되는 북한군이 들어 왔다면 어딘가 흔적을 남겼을 것 아닌가?   간첩 하나가 들어 오기도 힘든데 500 명씩이나...   해안에 상륙했나?   아니면 휴전선을 넘어 잠입했나 아니면 땅굴이 광주에 까지 이어져 있어 땅굴로 들어 왔나?   휴전선이나 해안이나 땅굴이나 해안선 침입로에 흔적이 남아 있어야 하는 것 아닌가?

서울의 미세먼지도 중국발이라면 그 경로를 밝혀야 한다.   

기상 캐스터나 소위 미세 먼지 전문가라는 사람들은 바람을 타고 황해를 넘어 왔다고 주장한다.

미세먼지에 중국원산지 한국 원산지라는 라벨이 붙어 있지 않으니 우기면 그게 진실이 된다.    우겨서 진실이 된다면 그게 정부 당국자나 기상 캐스터가 할 일인가

몇개의 연구 논문에 빅데이터를 이용해서 증명했다고 주장한다.  요즘 "뜨는" 무소불위의 "빅테이타"는 그걸 근거로 내 세우면 잘 모르는 대중은 속아 넘어가기 쉽다.    

또 어떤 논거는 나사와 공동연구를 한 결과라고 주장한다.   NASA 하면 최고의 연구기관이라는 인식으로 거기와 손잡고 뭘 밝혀냈다고 하면 대중은 믿는다.   전문가도 아닌 기상 캐스터는 그런 근거를 내 세워 미세먼지의 상당 부분이 중국발이라고 우긴다.  

그런데 "미국립 항공우주국"과의 연구라는 것도별것 없다.  서해(황해) 상공에 날아 다니며 오염도를 측정했다는 것이 고작인데 그것도 최저 고도가 1000 미터(3000 ft) 정도라고 한다.

황사가 아닌 인조 대기 오염물질은 지표에서 500 미터 안팍에 생긴 대기 온도 역전층( 미세먼지 퇴출법은 간단하다. - 스모그 최악의 날에 )에 갇혀 누적된 오염원이다.  그게 갑자기 역전증 경계를 뚦고 나와 1000 미터 이상 부상해서 황해를 건너 온단 말인가?

중국발이라는 것을 증명하려면 공장과 인구가 밀집한 중국 지역의 오염원을 추적해서 황해를 건너 오는 경로를 밝혀야 한다.    1000 미터 이상 상공에서 샘플링해서 무엇을 증명하겠다는 건가

한 편 황사는 고비 사막 일대의 바짝 마른 모래와 황토를 사막 폭풍이 발생하면 1000 미터에서 6000 미터상공에 까지 날려 보낸다.   그것도 엄청난 고 농도의 황사다.     이 정도의 고도이면 제트기류(jet stream)의 영향을 받게 되고 한반도는 말 할 것 없고 일본을 다 뒤 덮을 만큼 광 범위한 영향을 미친다.  

2001년 황사는 미국의 서부인 Arizona Page 라는 동네에서 관측되었고 중서부인 Boulder Cololado에 까지 도달했다.   

 그러나 지표나 해면 근방에서 일어나는 오염물질의 이동은 연구된 것이 없다.   

내가 찾아 낸 중국의 인조 대기 오염 물질(anthropogenic air pollutants)이 한반도에 미친 영향을 연구한 논문은 단 하나이다.

Is China's Pollution the Culprit for the Choking of South Korea?
Evidence from the Asian Dust
Ruixue Jiayand Hyejin Kuz
March 23, 2016

https://www.sole-jole.org/16345.pdf

이 논문도 미세먼지의 이동 경로를 추적한 것은 아니고 황사현상이 일어 났을 때 중국의 공기질의 변동과 한국의 공기질의 변동의 상관관계를 분석해서 영향이 있다고 결론을 내린 것이다.   

황사현상이 일어 났을 때가 유일하게 중국에서 한국에 강한 서풍이 안정적으로 불어 온 것이 확실하기 때문이다 .   (a meteorological phenomenon in which yellow dust clouds passing over China are carried eastward to South Korea by strong, stable westerly winds)

그러니까 중국의 인공 오염물질이 한국에 들어 오려면 황사가 불 때처럼 strong stable westerly winds 가 불어야 한다.   너무나 당연한 이야기다.

그런데 요즘 같은 대기 정체현상으로 오염물질이 쌓이고 있는 경우는 중국의 인공오염물질이 넘어 올 가능성은 없다고 본다.  

요즘은 편서풍이 불 때도 아니고 JTBC 뉴스에 "내일은 편서풍이 불어 중국의 미세먼지가 유입되어 미세먼지 농도는 더 나빠질 것"이란 앵커의 마지막 멘트 때문에 열심히 미세먼지 세계지도와 세계풍향 지도를 들여다 보았다. 

미세먼지 세계지도

전날과 별 변동이 없었다.

또 세계 실시간 풍향 지도를 봐도 편서풍은 불지 않았다.

오히려 남풍에 가까운 바람이 백령도 근방에 불고 있었다.

아무 것도 모르는 사람은 중국에서 가까운 백령도의 미세먼지가 중국발 아니면 뭐냐고 강변할 지 모르지만 남풍이 분다면 당진 태안의 낡은 화력 발전소의 매연이 날아 왔을 가능성이 더 크다.

위의 세계 바람 지도를 보더라도 한국이나 중국의 고농도 오염지구는 바람이 불고 있지 않다는 것을 알 수 있다.   

즉 대기가 정체되어 오염물질이 축적되어 고농도 오염도를 나타낸다고 추정된다.

그렇다면 어떻게 중국의 고농도 오염대기가 서해를 넘어 온다는 말인가?

또 그 것이 사실이라면 그 넓은 서해에 오염물질이 확산 되어 중국의 미세먼지 밀도는 상당히 줄었거나 소멸했어야 한다.

사실 정부도 이 사실을 알고도 공개하지 않고 있는 것 처럼 보인다.  중국에 책임을 떠 넘기고 정부의 무능을 감추려고 하고 있다.

지난 번 말도 안되는 미세 먼지 제거 인공 강우 실험을 실시 했다.    말도 안되는 면피성 실험을 한 것이다.  폭우가 장시간 오면 모를 가 구름도 없는 상공에서 괜한 쇼만 부린 것이다.

거기서 기상청의 한 대변인이 외신 기자에 실토 했다.

며칠 미세먼지가 기승을 부리자 한국기상청은 인공강우 실험을 수행하였다. ...

기상청 대변인은 서울은 "서해의 미세먼지가 모두 중국발이라는 증거는 없다"라고 말했다.

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Many South Koreans accused China when pollution surged for three days earlier this month and yesterday the Korea Meteorological Administration sent an aircraft to disperse silver iodide, a compound believed to cause rain to fall, over the waters, known as the West Sea in South Korea.

"The experiment is to see whether the technology works and is effective in washing away fine dust," a spokesman said, adding that it was the first of 15 such tests planned for this year.

She said Seoul had "no evidence that fine dust on the West Sea is entirely from China".

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PS

이 글을 올리고 나니 문대통령이 미세먼지 문제를 공식적으로 언급했고 서울의 미세먼지를 중국발로 암시하는 발언까지 했다.   

중국에서 즉각 반발하고 나섰다.   한국의 행정부는 사실을 알고도 면피성으로 하는 중국발 이야기를 무능한 환경부장관이 그대로 믿은 것 같다.  전날 대통령에게 미세먼지는 80% 중국 책임이란 무책임한 진언을 한 것이다.

확실한 근거도 없는 80% 중국책임론을 면피용으로 진언한 장관이나 그 걸 걸르지도 않고 그 중국 책임론을 언론에 공표하고 나니 중국이 반발할 수 밖에 없다.

쓸데 없는 외교적 갈등을 가져 오고 앞으로 진짜 중국 책임의 오염원이 한국에 건너 와도 제대로 항의할 수 있는 길까지 막아 놓고 말았다.

부동산학과 교수 출신을 환경부 장관에 앉혀 놓으니 미세먼지 같이 정밀한 과학 문제를 주먹 구구식으로  대응하고 외교적 갈등을 일으킬 수 있는 진언을 함부로 한다.  거기서 그치는 것이 아니라 앞으로의 한국의 이익에도 커다란 손상을 끼치게 될 까 정말 걱정스럽다.

옛날 YS 가 한 "인사가 만사"라 했던 말이 새삼 떠 오른다.  

미세먼지 퇴출법은 간단하다.  -  스모그 최악의 날에

오늘 오후 2시 서울 강남구의 대기는 최악의 스모그로 꽉 차 있다.

오늘은 스모그 최악의 날이다.

스모그는 기온 역전층이 생기기 때문에 생긴다.   기온 역전층은 찬 공기가 따뜻한 공기층아래 갇혀 대류가 일어 나지 않는 부분을 일컫는다.    이런 기온 역전층이 생기면 지표에서 생성되는 자동차의 매연은 그대로 지표층에 갇혀 쌓이게 된다.   미세먼지의 농도가 그냥 계속 올라가는 것이다.

기온 역전층

원래 공기층은 위로 올라 갈 수록 차가와 지표의 따뜻한 공기는 위로 올라가고 상층의 무거운 찬 공기가 내려와 대류가 일어 나는 것이 보통이다.   그러나 어떤 이유이던 간에 위의 따뜻한 공기층이 지표의 무거운 공기층을 누르고 있으면 대류가 일어 나지 않고 자동차의 배기가스는 지층에 갇히게 되고 나다니는 사람의 페속으로 빨려 들어 간다.

이 이치를 알면 미세먼지를 퇴치하는 방법은 간단하다.  도심에서 매연을 생성하지 않으면 되는 것이다.  도심에 공장이 없으니 미세먼지를 만드는 주범은 내연기관으로 움직이는 자동차 뿐이다.

모든 내연기관으로 움직이는 자동차를 도심에 들어 오지 않게 하면 된다.    도대체 한 사람  두 사람씩 타고 다니는 차가 왜 그렇게 큰 차야 하는가?

전기 경차

김동연씨 경제 부총리 할 때 시승만 말고 이런 차만 다니게 제도를 고쳤어야지요.

경인 고속도로를 시내부분을 지하화하는 공사였다.

신월 IC 에서 여의도 공원 부근까지 땅속에 묻겠다는 계획이고 공사현장이다.

왜 이런 엄청난 공사를 숨기고 깜깜이로 진행하는가?

두개의 거대한 환풍구를 만들어 지하고속도로에서 뿜어 대는 매연을 그 주변에다 뿜어 대겠다는 것

박원순 시장님 지하 고속도로를 지을 게 아니라 그 돈으로 

모든 화물차를 전기차로 바꿔 줬어야지요.

"2017/06/09 - [뚜벅이 기행] - 한국의 4류 분야는 정치 말고도 하나 더 있었다. " 에서...

숨 좀 쉬어봅시다.  제발!

착하고 순진한 세상도 있었다.

착하고 순진한 세상도 있었다.  그리고 그렇게 남아 있으리라고 믿었던 때도 있었다.

최근에 읽은 프로그램 기술서적에 쓰여 있던 한 구절이다. 

내가 한 때 정열을 쏟아 부어 배우고 개발하고 가르쳤던 프로그램 언어들이 사라지게 되었다.   

세상이 사악해졌기 때문이다.   세상이 그렇게 착하고 순진하게 남아 있으리라는 믿음에서 "보안"에 대한 깊은 생각 없이 개발되었던 언어들이기 때문이다.   

내 정년 퇴직이 가까워지던 20세기가 저믈어 갈 때였다.

인터넷에 GUI (그래픽 사용자 인터페이스)가 점점 웹브라우저에 퍼져 나갈 때 나는 이것이 물리를 가르치는 큰 도구로 활용될 수 있을 것이라는기대를 했다.   나는 그 때 내 생각을 한국물리학회의  "물리학과 첨단기술" 지 1999년 11월호 에 발표하기도 했다.  

이 그림은 내가 전산물리를 개발해서 가르칠 때 제작한 프로그램들의 화면 캡쳐로 만들어

"물리학과 첨단기술"지의 1999년 11월호 표지에 사용하도록 제공한 것이다. 

안 표지에 위의 겉 표지가 내가 어떻게 제작한 것이란 설명을 싣고 있다.  

20년전 일이다.

이 논문은 아래의 사이트에서 다운 받을 수 있다.

http://webzine.kps.or.kr/contents/data/webzine/webzine/15307692381.pdf

처음 전산물리를 개발하고 가르칠 때에는 그 때 한 참 "뜨던" Java 를 프로그래밍 언어로 썼다.   그리고 애플랫(applet)를 만들어 웹페이지에서 구동할 수 있게 했다.

"주사위만 던저도 열물리를 이해할 수 있어요"는 이 애플랫들의 모음이었다.

정년 퇴직을 하고 이 물리 교육재료를 좀 더 보강 확장할 생각으로 프로그래밍을 하다가 우연하게 플래시(flash)를 접하게 되었다.      그리고 플래시로 주사위를  그리려다  "물리로 배우는 플래시" 강좌 시리즈를 쓰게 된 것이다.    

그 이야기는 강좌 시리즈 첫 페이지에 아래와 같이 썼다.

http://phya.snu.ac.kr/~kclee/lects/lect01/lect01.htm

에서 발췌

강좌의 사이트는  여기에 있다.   http://phya.snu.ac.kr/%7Ekclee/lects/contents.php

이 강좌에 수록되지 않은 주사위 제작과정은 아래의 사이트에 있다.       

https://satsol.tistory.com/

그러니까 현직에 재직할 때에는 열물리 Java applet 을 프로그래밍하는 데 내 정열을 쏟았고 퇴직하고는 한 5,6년을 플래시 프로그래밍에 내 심혈을 기울였다.

그런데 이제 두 제작 툴(tool)들이 사라진다는 것이다.

내가 심혈을 기울여 썼던 플래시 강좌도 볼 수 없게 될 것이고 내 정열을 쏟아 부은 열물리 Java Applet도 구동할 수 없게 된다. 

Java를 인수한 Oracle은 몇년전 Java 언어에서 Applet 을 중단했고 웹 사용 지원도 올해(2019) 3월까지만 할 거란다.   

Oracle Announces End Of Java Applet Support

플래시의 운명도 이와 별 차이가 없다.  

Adobe will finally kill Flash in 2020

아들 모두가 퇴출되는 가장 큰 원인은 보안때문이다.   

플래시를 돌리려면 flash player 를 깔아야 하고 Java 를 돌리려면 JRE(Java Runtime Environment)를 깔아야 한다.   고객의 컴퓨터에 무엇을 깐다는 것은 구멍을 내는 것과 같다.    순진하고 착한 세상에서는 구멍이 있어도 사악한 짓을 하는 사람이 없었다.  

그러나 세상은 순진하고 착하게 남아 있지 않았다.    결국 이런 구멍을 내는 기술은 퇴출 될 수 밖에 없었던 것이다.

이들 기술들은 그 인연을 다 한 것이다.   내 정열과 심혈을 기울인 노고의 결실물도 함께 수명을 다 한 것이다.

추억의 열물리책, Reif

얼마전에 올렸던 글  2019/01/22 -  열물리학자의 국부론 "The Second Law of Economics" 의 한 페이지가 내 추억을 불러 일으켰다. 

그 책에는 저자가 Reif 의 열물리학 책,  "Fundamentals of Statisical and Thermal Physics"를 통해서 엔트로피를 이해했다는 이야기가 나온다.

열물리 국부론의 저자는 노벨상을 두번 탄 것으로 유명한 존 바딘 밑에서 포스닥을 한 초전도이론의 전문가다.   초전도체 이론은 고체물리분야로 입자물리보단 열물리에 가까운 물리분야이지만 이 분야를 공부한 사람도 열통계물리는 잘 모른다.

그래서 그가 중미의 컬럼비아에 가서 새로 박사과정을 설립하는 프로젝트에 참여할 때 그에게 열통계물리를 가르쳐 달라고  청탁을 받았다 한다.    그는 이 과목은 잘 모르는 분야라고 손사래를 치고 사양했는데 그렇다면 이 번 기회에 공부좀 하는 것이 어떠냐고 강권하는 바람에  수락했다고 한다. 

그 때 그는 처음으로  "Reif" 의 열 통계물리학 책을 소개 받았다는 것이다.    그리고   이 책으로 가르치면서 처음으로 엔트로피를 이해하였다고 회고하고 있었다.

Reif 책 하면 내겐 노스텔지아를 불러 온다.    학부과정 열물리학을 가르칠 때엔 거의 항상 이 책을 교과서 삼아 가르첬다.   그러니 내 평생 끼고 산 책이라고 해도 지나친 말이 아니다.

그 Reif 책 이야기가 위의 페이지에 나왔으니 그 감회가 새삼스럽지 않겠는가!     그런데 Reif 책과 내 인연은 거기서 그치지 않는다.

내가 환갑을 맞던 1995 년 내 생애 두 번째 안식년을 맞았다.   그 때 난 교육부에서 주는 해외 연수 지원금을 신청해서  로드 아일랜드의 브라운 대학에 갈 계획을 세웠다.     그래서 거기 교수로 있는 내 물리학부 동기인 지금은 고인이 된 강경식 교수에 의뢰해서 주선해 주기를 부탁했었다.  

그러나 교육부 해외 연수 지원금은 그 해 부터 60세 이상인 사람에겐 지원을 하지 않는 방침이 정해 졌다는 것이다.    참으로 아쉬운  소식이었다.   그래서 서울에 있으면서 전산물리 연구나 할 생각으로 마음을 달래고 있었는데  강경식 교수에게서 좋은 소식이 왔다. 

Brown 대학에서 한 학기 열무리를 가르치고 강사료를 받아 체류비로 쓰면 어떻겠느냐는 것이었다.

Brown 대학에서도 이 Reif 의 책으로 학부 4학년 대상으로 열 통계물리를 가르쳐 왔는데 그 동안 가르치던 교수가 때 마침 안식년으로 1년을 비우게 되었다는 것이다.

거기서도 이 교과서로 가르쳐 보지 않은 사람은 이 걸 처음 읽고 가르치기엔 버거운 교과서이기 때문에 사람을 구하가 어려웠던 모양이다.

그래서 강교수가 나를 추천해서 강사료를 받도록 주선 해 준 것이다.

그 때 교육부가 지원하는 지원금은 년 3만불이었는데 브라운 대학에서는 한 학기 강사료로 5만불을 주기로 했다.   당시로는 1년 생활비로 충분한 액수였다.

Reif 책이야 강의 준비 없이도 그냥 백묵하나 들고 들어 가서 한시간 강의할 수 있을 만큼 책 내용을 달 달 외우고 있었으니 부담될 것이  없었다.

교과서도 브라운대학 물리학과에서 새 책을 사 주었다.

책을 버리고 버렸어도 그 책은 죽을 때 까지 버리지 않을 것이다.    내 서재에 꽂혀 있는 그 책은 브라운대학 물리학과에서 사 준 그 책이다.  

전에 블로그에 포스팅했던 글귀 하나를 잡아 왔다.

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몇년전 노벨 상을 탄 J. Michael Kosterlitz Brown 대 교수는 내가 1995-1996년 Brown 대에 방문교수로 갔었을 때 내 host 였었다.  마침 그 교수의 옆방에 빈 연구실이 있어 그방을 1년 빌려 썼었다. 

출처: https://boris-satsol.tistory.com/1443 [지구별에서 - Things Old and New]

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그런 연유로 의외의 곳(책)에서 Reif 의 책이 언급되었으니 내 노스텔지어르 자극하지 않을 수 없었다.

그래서  며칠전 Reif 책을 ebook 으로 샀다.  종이 책이 있는데에도 ebook 으로 다시 산 것이다.

또 다시 펼쳐 볼 기회가 몇 번 있을런지 모르지만 그래도 그 책은 내 분신과 같은 책이다.

종이책은 종이책 대로 내 서재의 책꽂이에 꽂아 두고

전자책은 어디로 가던 날 따라 올 수 있으니 얼마나 편리한가!

이 책의 서문에도 "엔트로피"의 깊은 뜻을 가르치기는 쉽지 않다는 이야기를 하고 있다.

그러고 보니 내가 평생 가르치고 연구한 엔트로피를 어떻게 쉽게 가르치나를 나름 새로운 방법을 개발해서 정년을 맞아 학교를 떠나던 해 현직에서는 마지막 논문을 미국의 American Journal of physics 2001년 1월호에 발표했었다.  ( https://aapt.scitation.org/doi/10.1119/1.1287719 )

논문 전체를 다운로드하려면 

http://www.physics.snu.ac.kr/~kclee/howto/doc/howto.pdf

또는

howto.pdf

이 논문의 요점은 엔트로피를 쉽게 가르치기 위해서 게임과 같은 전산 프로그램을 개발한 것을 보여 준 것이다.      그리고 열역학적 엔트로피와 통계물리적 엔트로피를 어떻게 연관지어 이해할 수 있는가를 보인 것이다.

이 논문의 한 구절

entropy의 Clausius 정의와 Boltzmann의 정의도 쉽게 이해시킬 수 있다.

내 퇴임 고별 강연도 “주사위만 던져도 열물리를 이해 할 수 있어요.”로 

내 이 마지막 논문을 해설하는 내용이었다.

그리고 이 논문에서도 내가 가장 익숙한 Reif 책을 참고 문헌으로 인용했다.

참고문헌 3 에 Reif 를 인용했다.

교과서라 ebook 으로 산 Reif 책의 값도  $76.84 이나 한다.

환전수수료등모 두 합쳐  86775원이 내 신용카드에서  빠져 나갔다.  내 노스텔지어가 유발한 비용이다.

서울에서 겨울나기 - 2018년 12월 31일

섣달 그믐이 왔다.   새해가 시작할 땐 1년이란 세월이 긴긴 세월 같아 보여도 지나고 보면 찰라같다.   작년 이 맘때엔 우리집 리모델링 때문에 정신이 없었고 공사를 구정 이전에 끝내야 하기 때문에 연말에 제주도에 갔고 제주도에서 새해를 맞았다.  (2017/12/31 - [일상, 단상] - 2017년을 보내며 )

그리고 봄을 맞았고 새 단장을 한 집에서 새로 산 벽지 TV, OLED65W7 를 즐기며 지냈다.

 미세먼지가 적을 땐 자전거 나들이를 했다.  

차에 3륜을 싣고 군산 여행( 2018/05/24 - [국내여행기/군산 전북] - 군산 기행 2018 -2 )을 한 것이 암스테르담 여름 여행을 떠날 때까지 우리가 한 가장 기억에 남는 일이다.   선유도를 차로 갈 수 있다는 기대 때문에 3륜을 싣고 갔지만 막상 선유도 자전거 여행은 연안객선으로 Greenspeed 3륜을 싣고 갔을  때보다는 영 못 했다. (2007/07/16 - [국내여행기/군산 전북] - 선유도 자전거 여행) 

2018 Gekko FX 로 갔을 땐 관광객이 넘쳐 나서 어디를 가도 만원이었다.   차도는 차가 쌩쌩 달려 내려와 다닐 만 하지 않았고 자전거길은 간간히 끖어져 있었다.

올 해 가장 기억에 남는 것은 역시 Amsterdam에서 무더위를 피할 수 있었던 것이다.  암스테르담도 처음 갔을 땐 며칠 30도 가까운 더위가 와서 "이거 피서 온 것 맞나" 했는데 그 며칠을 빼고는 더 이상 더위는 오지 않았고 8월에 오히려 한기가 느껴져 외출할 때에는 긴 덧 옷을 입고 다녔다. 

오전에 공원 자전거길을 자전거 산책을 한 것 이외에는 맛집 탐방을 재미 삼았다. (암스테르담 자전거 산책 2018 )

귀국해서 더위가 가시자 며칠 맑고 깨끗한 가을 날씨가 나타나더니 또 미세먼지가 가을까지 기승을 부렸다. 

겨울도 예외가 아니었다.  마지막으로 자전거로 "아지겐" ( 일본식 일식당 - 동부이촌동 아지겐(味源) )을 간 것이 자전거 나들이의 마지막이었다.  (2018/12/07 - [일상, 단상] - 겨울 채비 )

금주 목요일(3일)에 제주도에 가서 한 달 겨울의 추위를 피하고 오려고 한다.  제주도 남쪽 서귀포, 중문은 서울과 10 도 가까운 기온 차이가 있다. 

미세먼지도 서울 보단 훨씬 낫다.   다만 자전거는 안탄다.   춥기도 하지만 자전거도로가 너무 나빠졌다.

서울에 있으면 좋은 점도 많다.  

날씨가 나빠도 공연은 관람할 수 있다.  

11월 17일엔 뮤지컬 1446 을 봤고 (2018/11/20 - [일상, 단상/나] - 83번째 생일 ) 12월 2일엔 대학로에 가서 "지하철 1호선"을 다시 봤다.   옛날 버전 1과는 많이 달랐다.

마로니에 공원

옛 서울대학교 (행정)본부 건물

왼 쪽으로 난 소로는 옛 날 이학부의 건물이 있어 50년대 내가 다녔던 물리학과가 있었다.

1970년부터 관악캠퍼스로 이전할 때까지 난 여기서 교수를 했다.

지금은 극장가로 바뀐 이 건물 앞 문리대 건물과 서울대 도서관은 모두 헐렸고 마로니에 나무들 만 살아 남았다.

내 생애를 다 바친 물리학을 배우고 가르치는 일을 시작한 곳이다.

나폴리 피자집 Di Matteo 피자

우리는 여기서 점심을 먹고 "지하철 1호선" 공연장인 "학전"극장에 갔다

대학로에 갈 기회가 있으면 여기서 점심을 먹을 계획을 짜고 간다.

며칠전 제일 춥다던 날에  뮤지컬 "팬텀"을 봤다.     한 보름전 예매한 티켓의 날자가 제일 춥다는 12월 28일 금요일이었다.   그래도 낮공연이라 갈 때는 덜 추웠으나 올 땐 추운 거리에서 택시를 잡느라고 애를 먹었다.

금요일과 주말에만 낮공연을 하는데 우린 늦은 시간에 다니지 않기 때문에 주말의 낮공연만 찾아 다닌다.

충무아트센터 앞에서

지난 24일 그리고 어제 30일 아지겐을 택시를 타고 갔다.

택시를 타고 갈 만큼 맛 있는 집이다.

올 때는 한강으로 나와서 잠수교(반포대교)까지 걸어서

서빙고역에서 전철을 타고 온다.

이 근방 산책로는 강물에 더 가까운 옛 자전거 도로가 있어 걷기 좋다.

추울 땐 자전거보단 걷는 것이 낫다.

추우면 언제나 택시나 전철을 타고 돌아 올 수 있기 때문이다.

어제는 양재천을 혼자 걸었다.

집에서 나와서 양재대로의 양재천 다리 밑까지 갔다.

지도로 재어 보면 3.5km 남짓하지만 걸을 땐 가지를 친 산책로를 들락 거리면

직선으로 잰 거리 보단 긴 거리가 된다.

만보계앱으로 잰 뚜벅이 모드 기록

대개 만보 거리다.

어제는 경보에 가까운 잰 걸음으로 걸었더니

땀이 났다.

오늘도 나갈까 했는데 대기의 질이 이 모양이다.

마스크까지 하고 숨차게 걷는 것은 땡기지 않는다.

서울서 겨울나기란 장단점이 있다.