화산과 황사와 항공안전 오(沙塵暴), 일본에서는 코사(高沙), 국 제적으로는...
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황사와 화산과 항공안전
Ⅰ. 황사와 항공안전1. 정의
황사란 바람에 의하여 하늘 높이 불어
올라간 미세한 모래먼지가 대기 중에 퍼
져서 하늘을 덮었다가 서서히 떨어지는
현상 또는 떨어지는 모래흙을 말한다.1)
따라서 우리나라에 영향을 주는 황사는
대규모의 모래먼지 이동현상이라고 할
수 있다. 즉 황사는 중국 및 몽골의 황
토지대나 사막지대 등에서 발생한 미세
한 토양 입자가 대기 중에서 수송되어
낙하하는 현상이며, 중국에서는 샤천빠
오(沙塵暴), 일본에서는 코사(高沙), 국
제적으로는 Asian Dust라고 명명한다.
황사라는 용어는 1954년부터 사용하기
시작했으며, 순우리말로는 흙비, 북한에
서는 흙비 또는 비흙이라고 표현한다.
사전적 정의로는 우리나라에서 ‘바람에
높이 날려 비처럼 떨어지는 보드라운 모
래흙’으로2), 북한에서는 ‘바람에 날리어
떨어지는 모래흙’으로3) 정의하고 있다.
그림. 황사가 발생하면서 밀려오는 모습
2. 황사의 역사적 기록
황사는 유사이전부터 발생해 온 현상
으로 추정된다. 이는 바람에 의해 운반
되어 퇴적된 뢰스4)로 이루어진 지대의
분포를 통해 유추해 볼 수 있다. 우리나
라 역사상 황사에 관한 최고(最古)의 기
1) 김광식, 「한반도에서 봄철 에어로졸 집중관측 및 분석」(서울 : 한국기상학회,1992)
2) 국립국어연구원, 「표준국어대사전」(서울 : 민음사, 1992)
3) 조선어 연구원, 「표준 조선어 사전」(평양, 1947)
4) loess : 황토, 모래와 진흙이 혼합된 점토
록은 삼국사기에 나오는 신라 아달라왕
21년(서기 174년) 음력 1월의 우토(雨土)라는 표현이다. 백제에서의 최고 기
록은 삼국사기의 근구수왕 5년(서기
379년) 음력 4월의 雨土日(흙이 비처럼
하루 종일 내림)이 있고, 고구려에서는
영류왕 22년(서기 640년) 음력 9월의
日無光涇三日明(3일 동안 햇빛을 볼 수
없었음)이라는 삼국사기의 기록이 최고
이다. 고려사는 砂雨, 黃砂雨 등의 표현
으로 총 50건의 고려시대의 황사현상을
기록하고 있으며, 이 시대에 역사상 처
음으로 ‘토우는 모시모경에 사방이 어둡
고 혼몽하고 티끌이 내리는 것 같은 것’
이라는 황사의 정의가 서운관지에 등장
하고 있다.5) 중국의 황사에 관한 역사적
최초의 기록은 기원전 1,150년의 우토
(雨土)이며, 일본의 경우는 서기 807년
의 황우(黃雨)라는 기록이 최초이다.6)
3. 발생조건
가. 발생지에서 황사의 발생조건
발원지에서 황사가 발생되기 위해서는
먼저 다량의 작은 모래먼지와 강풍이 필
요하다. 떠오르기(浮力) 쉬운 20㎛ 이하
의 모래먼지가 많아야 하는데, 이러한 크
기의 모래먼지는 건조하고 식물이 뿌리
를 내리지 않아 부슬부슬한 토양에서 발
생한다. 그리고 이런 모래먼지를 부유시
키기 위해서는 강한 바람이 있어야만 한
다.7) 기상학적으로는 강한 한랭전선을
동반한 저기압이 발생할 때, 그 전선후면
의 차가운 공기가 지표의 복사열로 따뜻
해진 공기를 상승시키게 되므로 강한 상
승기류가 생겨 황사를 발생시킨다.8)
우리나라에 영향을 미치는 황사는 주
로 중국 서북부와 몽골의 건조지역, 내몽
골고원의 건조지역, 만주의 사막지역 등
에서 발원한다. 이들 지역은 모두 강수량
이 적어 지표의 토양이 건조하고, 강한
바람이 불며, 강한 햇볕으로 대기가 불안
5) 전영신, 「고려사에 기록된 황사와 황무현상」(서울 : 한국기상학회지,2000)
6) http://www.netric.re.kr
7) 모래먼지의 부유 상태를 유지하기 위해 강한 햇볕이 야기하는 熱對流 현상의 浮力을 이용
하는데, 햇볕으로 지표면이 강하게 가열되면 그 지열로 지표면 가까이에 있는 공기가 가열․상승되는 열대류 현상이 나타나 부력이 발생하는 것이다. 이는 화로의 불이 꺼져 있을 때
보다 타고 있을 때 바람에 의해 재가 더 잘 부유할 수 있는 것과 같은 원리이다.
8) 이동규, 「북동아시아의 봄철 일기유형 및 황사현상과의 관계」(서울 : 한국기상학회지,
1997)
정해 황사 발원 조건을 충족시키는 곳이
다. 또한 유라시아 대륙의 중심부에 자리
하고 있는 중국의 서북 건조지역은 해양
과 멀리 떨어져 있어 건조하고 강수량이
적으며, 타클라마칸 사막, 고비사막 등
중국의 사막 대부분이 위치한 곳이다. 몽
골과 중국에 걸쳐있는 고비 사막은 면적
이 30만㎢에 육박하며, 고비는 ‘풀이 자
라지 않는 거친 땅’이라는 뜻의 몽골어에
서 유래할 만큼 척박한 곳이다. 또한 몽
골고원의 남쪽을 지칭하는 내몽고(内蒙古) 일대는 원래 초원지대였으나 최근 사
막화 현상이9) 급속도로 진행되면서 황사
발생구역이 되고 있다. 특히 내몽고는 해
발 1km의 고원지대이기 때문에 이 지역
에서 발원한 황사는 고도가 낮은 베이징
(北京)등 중국의 동부지역보다 바람이 산
지에 막히는 우리나라에 더 큰 영향을 주
고 있다. 2002년 봄에 발생한 사상 최악
의 황사는 이 지역에서 발원되었거나 이
지역을 거치면서 강도가 상승한 것이다.
이외에도 랴오닝(遼寧)省, 지린(吉林)省,
헤이룽장(黑龍江)省 등 중국 동북(東北)
3성에 해당하는 민주지역의 커얼친(科爾沁) 사막에서도 최근 황사가 발생해 우리
나라에 영향을 주고 있다. 남한 반 정도
의 크기인 커얼친 사막은 1950년대까지
는 초원지대였으나 이후 중국 정부의 대
규모 개간사업으로 사막화가 진행 중인
대표적인 곳이다.
나. 우리나라에서 황사가 발생할 때의
기상조건
발원지에서 발생한 황사가 우리나라
에 유입되기 위해서는 적절한 기상 조건
이 필요한데 첫째, 황사 발원지로부터
고도 3~7km에서의 강한 편서풍 기류가
우리나라를 통과해야 한다. 또한 부유
중인 황사가 지표면에 떨어질 수 있도록
우리나라가 저기압 후면 또는 고기압의
영향을 받아 하강기류가 발생해야 한다.
황사가 발원지에서 우리나라까지 이동
하는 데는 짧게는 하루이내, 길게는 8일
이 소요되는데, 황사가 우리나라로 이동
하는데 소요되는 시간은 발원지까지의
거리와 상층바람의 속도에 의존한다. 우
리나라에서 약 2,000km 떨어져 있는
고비 사막에서 발원한 황사는 3~5일,
약5,000km 떨어져 있는 타클라마칸 사
막의 황사는 4~8일 만에 통상 우리나라
에 영향을 준다. 그러나 만주지역에서
발원한 황사가 우리나라에 영향을 미치
9) 최병철, 「최근 10년간 황사발원지의 사막화」(서울 : 기상연구소, 2003)
는 데는 1~3일 정도 소요되고 있다.10)
한 예로 신의주에서 서북쪽으로 약
500km 지점에 있는 커얼친 사막에서
2000년3월7일 발생한 황사는 북풍에 가
까운 북서풍을 타고 18시간 만에 서울에
서 관측되었다.
4. 황사 관측망
정부에서는 황사로 인한 피해를 기상
재해로 인식하게 되었고, 기상청에서는
2002년 4월부터 황사특보제를 시행하고
있다. 그리고 기상청은 2002년 "황사관
측망 확충계획(2003~2005년)"을 수립
하여 지상의 황사농도 관측용으로 PM10
장비를 2003년 6소, 2004년 5소, 2005
년에 4소 2006년 3소, 2007년 4소 등 총
23소를 설치하였다. 또한, 황사의 입체
적 농도 관측을 위해 황사농도의 연직분
포 관측용 장비로 라이다(LIDAR, Light
Detection and Ranging)를 2003년 2소
(강화, 군산), 2004년에 1소(백령도)등
총 4소에 황사라이더를 설치하였으며
2006년 강화에서 문산으로 이전하였다.
2009년 현재 황사를 관측하기 위한 기상
청 황사관측망은 위탁관측소(고려대기환
경연구소) 1소를 포함하여 PM10 28개
소, 라이다 4개소이다. 또한, 국내의 황
사의 발생은 발원지인 중국에서 이동해
오기 때문에 국내의 황사발생 예보를 위
해서 중국 발원지와 경유지에 황사관측
장비를 KOICA 자금으로 설치하는 계획
을 추진하였다. 2005년에 중국 황사발원
지 3소와 경유지 2소에 PM10 등 황사관
측장비를 설치하였으며 2007년 제 2차
사업을 추진하여 만주지방 등에 5개소를
추가 설치하였다. 또한 중국기상국이 운
영하는 5개의 자료를 실시간으로 입수하
여 황사예보에 적극 활용하고 있다. 최근
에는 만주에서 발생하여 단시간에 북한
을 통해 강하게 내습하는 황사에 효과적
으로 대처하기 위해 개성과 금강산 지역
에도 황사관측장비를 설치하였다.11)
따라서, 국내 및 중국에 설치된 황사
관측망은 아래그림과 같이 구축되어 중
국의 황사발원지와 경유지의 관측자료
를 실시간으로 활용하여 황사의 이동을
파악하고 이에 따라 국내의 황사관측자
료 활용으로 황사의 정보, 주의보 및 경
보에 대한 정확도를 향상할 수 있게 되
었다.
10) 정관영, 「한반도에 황사 출현시의 종관기상 특성」(서울 : 한국기상학회지,1995)
11) 기상청 홈페이지 황사업무
그림. 중국, 몽골과 공동으로 설치한
황사 관측소 현황
그림. 국내 황사관측망
5. 황사의 발생 빈도
우리나라에서 발생하는 황사의 횟수,
일수, 강도 등이 1990년 대 이래 빠른
속도로 증가하고 있다. 서울에서의 황사
발생 횟수와 일수는 1971~80년 11회 28
일, 1981~90년 17회 39일, 1991
년~2000년 29회 77일로, 특히 1990년
대에 급증하고 있다. 2001년에는 황사
가 서울에서 7회 27일 발생해 기상청이
황사를 관측한 이래 가장 많이 발생했으
며, 2002년에도 7회 16일이나 발생하였
다. 2003년에는 2회7일, 2004년에는 4
회 8일 발생하였다.
황사의 강도도 빠르게 상승하는 추세
로, 특히 2002년 발생한 황사는 강도 면
에서 사상 최악을 기록하였다. 2002년
3월 발생한 황사는 1시간 평균 미세먼
지12)의 농도가 최대 2,778㎍/㎥ 이상까
지 올라가는 고농도 황사가 지속되었다.
이 정도의 강한 황사가 2010년 3월 20
일 광주에서도 관측되었다. 이 같은 수
치는 우리나라의 미세먼지 허용기준인
연평균 70㎍/㎥ 이하, 24시간 평균 150
㎍/㎥ 이하13)와 비교하면 얼마나 강한
황사였는가를 판단할 수 있다.
우리나라에서 황사는 대부분 봄철
(3~5월)에 발생해 왔으나 1991년 이래
겨울철(12~2월) 황사가 잦아지고 있
12) PM10: 직경이 10㎛ 이하인 먼지
13) http;//www.me.go.kr
다.14) 겨울철 황사는 서울, 강릉, 대전,
대구, 전주, 광주, 부산 등에서
1961~90년 30년 동안 7회 14일 발생했
으나 1991~2002년 12년 동안 6회에 12
일이나 발생하였다. 2007년 이후 황사
발생회수는 예년과 비슷하나 강도는 강
해지고 있고, 봄철만 아니라 겨울에도
발생하는 특징을 보이고 있다.
6. 황사 사례분석
2010년 3월 20일부터 21일 사이에 최
악의 황사가 발생했다. 일기도를 보면
황사가 발생할 수 있는 최적의 조건을
가지고 있었다. 지상일기도에서 강력한
저기압으로 상승기류가 만들어지고 있
음을 알 수 있으며, 저기압 후면으로 중
국몽골과 화북지방으로 강력한 고기압
이 남진하고 있다. 당시 기압골 후면에
발생한 강력한 황사가 고기압을 타고 우
리나라로 유입되었다. 이것은 상층일기
도의 기류, 온도장, 기압곡의 위치를 보
면 더 잘 알 수 있다. 아울러 황사위성
사진에서도 중국 쪽에서 발생한 강력한
황사(짙은 갈색)가 우리나라로 유입되어
빠져나가는 것을 시간대로 볼 수 있다.
황사 농도는 그림에서 보는 바와 같이 3
월 20일 20시에 광주에서 관측된 2712
㎍/㎥ 농도가 최고를 기록하였다.
그림. 3월 20일 09시 지상일기도 그림. 3월 20일 09시 500hPa(5.5km고도)
일기도
14) 김지영, 「겨울철 황사현상의 특징」(서울 : 한국대기환경학회지,2000)
7. 항공안전에 미치는 황사의 영향
가. 주요영향
∙ 황사는 미세한 먼지입자의 부유 현상
이므로 시정 감소와 밀접한 관계를 가
지고 있다. 이러한 시정 감소 효과는
항공기 안전에 큰 영향을 준다. 모래
바람으로 인한 시정장애는 구름․안개
와 달리 빛의 투과성이 떨어지므로 똑
같은 시정거리라 할지라도 더 위험하
다. 특히 모래먼지의 색깔이 땅의 색
깔과 비슷하기 때문에 더욱 위험한데,
조종사로 하여금 비행착각(Vertigo)을
일으키게 하여 사고의 중대한 원인이
되기도 한다.
∙ 황사 모래바람은 대개 강한 바람과 함
께 난류를 동반한다. 따라서 강한 난
류로 인한 기계적 난류 발생 가능성이
높으므로 주의해야 한다.
∙ 동정압 계통에 황사 모래먼지가 유입
되어 속도 계측기 기능 장애로 사고의
발생가능성이 높아진다.
∙ 항공기의 틈새로 황사모래먼지가 유입
되면서 정밀전자 부품과 기계 장치에
대한 작동불량이나 부식을 초래한다.
∙ 장시간 황사모래먼지에 노출되어 비행
시 날개부분에 먼지가 부착되어 부양
력 저하의 가능성이 있다.
∙ 엔진에 황사모래먼지가 유입되어 공기
압축 터빈블레이드가 손상되면서 엔진
마모나 기능장애가 발생한다.
∙ 우리나라에서는 황사의 고도가 지상에
서부터 3km이내에 형성되므로 주로
회전익항공기나 저고도를 비행하는 경
항공기 등은 황사 발생시 주의를 기울
여야 한다.
∙ 황사모래먼지가 예상될 때는 비행을
통제하고, 황사피해가 예상되는 주요
장치를 점검하고 정비한다.
∙ 장기간 황사모래먼지에 노출된 항공기
는 물 세척 등 정비를 하고, 주기할 때
에는 반드시 보호덮개를 사용한다.
나. 황사모래먼지 영향의 사례
∙ 2002년 3월 21일 한국 공군의
RC-800 항공기가 황사 지역 비행 후
에 Flight Control 및 Ice and Rain
Protection System에 황사가 과다 부
착된 사례가 발생했다. 이 당시 모든
항공기에 대한 특별점검을 실시하였
다. 분석에 의하면 황사지역을 비행한
항공기는 Anti-Icing 계통 TKS 분출
구가 막히면서 Icing 형성으로 Stall
가능성이 매우 높았다. 또한 비행조종
및 Landing Gear 계통 윤활부위 황사
누적에 따른 계통 작동 불량이 발생하
였다. 또한 동정압구내에 황사 침투로
인한 지시계통이 부정확하게 지시하였
다. 당시 정비관계자들은 황사가 항공
기 안전에 절대적이라는 결과를 내놓
았다. 이것을 보더라도 황사가 항공기
안전에 얼마나 많은 영향을 주는가를
알 수 있다.
∙ 2003년 1월 아프가니스탄 공격 뒷수습
과정에 있던 미 해병대 CH-53 헬기
한 대가 추락했다. 이때 미국은 이것
이 탈레반 잔당이나 저항군의 대공사
격에 의한 것으로 속단, 소탕작전을
강화했다. 그 후 약 7개월간의 정밀조
사 결과 헬기 추락이 모래바람 때문이
라는 것이 밝혀졌다.
∙ 사막 기동작전에서 영국 육군이 보유
한 링스 헬기는 기준인 500시간에 턱
없이 못 미치는 27시간 만에 주요 부
품을 모두 교체해야 할 만큼 모래먼지
의 위력은 대단했다.
∙ 실제 전쟁에서 모래바람이 어떤 영향
을 주었는가는 이라크 전 전쟁분석을
보면 알 수 있다.15) 2003년 3월 20일
미국과 영국의 연합군이 이라크를 공
격하면서 이라크전쟁이 발발하였다.
이때 모래폭풍이 항공기에 상당한 영
향을 주는 것으로 밝혀졌다. 미국과
영국의 공격헬기들은 모래폭풍이 불던
날에 가장 많이 추락했다. 모래바람에
동반된 강한 난류와 모래입자들은 시
계를 흐리게 해 항공기 조종사의 판단
과 활동을 극도로 제한하였다. 그리고
항공기 엔진에 들어와 마찰에 의한 마
모를 일으켜 장비의 수명을 짧게 하
고, 쉽게 고장나거나 파손시켰고, 조
종사로 하여금 비행착각(Vertigo)을
일으키게 하여 사고의 중대한 원인이
되기도 하였다. 모래폭풍이 일기 전에
키티호크호에서 출격했던 F/A-18 호
넷 전투기 2대는 임무를 완수했으나
착륙이 불가능해지자 쿠웨이트의 기지
로 회항했다. 아파치 헬기 두 대가 모
래폭풍에 추락하기도 했다.
Ⅱ. 화산과 항공안전1. 화산의 생성원인
화산 활동은 지구 내부에서 암석이 녹
아 만들어진 마그마가 지각을 뚫고 나와
15) 반기성, 「이라크 전에 영향을 준 기상요인 분석」(서울 : 합참지, 2003)
지구의 표면으로 분출되는 과정이다. 지
각 내부의 마그마 방은 지각의 부분적
용융과 이 용융 물질의 상승을 통해 만
들어진다. 이러한 융용 과정에는 몇 가
지 특수한 조건이 갖추어져야 한다. 해
양지각이 학장되는 해령 밑에서 고체 암
석인 맨틀이 상승하거나, 섭입대에 바닷
물이 추가되거나, 열점(hot spot)밑에
상승하는 맨틀 풀륨(plume)이 있어야
한다. 마그마 방에 있던 마그마는 지각
의 균열이나 주변의 암석을 녹여 만든
통로를 통해 지구의 표면으로 이동한다.
화산은 화간 물질이 지구 표면으로 나가
는 화도(火道)16)이자 그 주변을 둘러싼
구조물이다. 화산은 용암을 분출할 뿐만
아니라 가스, 재 그리고 암석부스러기를
분출한다. 이 화산분출물들은 조용하게
지구 표면으로 흘러나올 수도 있지만 폭
발해서 대기권까지 올라갔다가 바람을
타고 전 세계로 확산될 수도 있다.
2. 화산의 분출형태
전통적으로 화산학자들은 화산 분출
의 유형은 4가지로 구분한다.
가. 스트롬볼리형 분출(stromboliaan
eruption)
이 형태의 분출은 발작적, 불연속적,
폭발적 분출을 통해 대기 중으로 화산
쇄설물을 토해 낸다. 이때 화산분출물은
멀리 날아가지 않는다. 고압의 기체가
화도 속의 마그마를 산산이 흩어놓지만
잦은 분출로 인하여 지속적인 분연은 발
달하지 않는다.
나. 불칸형 분출(vulcanian eruption)
이 형태의 분출은 화산물질을 더 격렬
하게 분출하며 더 잘게 부서진 화산 암
편을 만든다. 분출 기둥은 10-20km 상
공으로 치솟고 화산재는 멀리까지 퍼져
나간다. 2010년 4월 발생한 아이슬란드
화산은 불칸형 화산에 속한다.
다. 플리니우스형 분출 (plinius
eruption)
이 형태의 분출은 성층권에 닿은 고도
45km의 거대한 분출기둥과 많은 양의
화산 쇄설물을 빠른 속도로 분출한다.
분출 기둥이 내려앉으면서 분출 기체와
화산 쇄설물을 빠르고 먼 곳까지 이동시
키는 살인적인 화산 쇄설류가 일어난다.
16) 화산 분출물의 통로
라. 하와이형(hawaiian eruption)
이 형태의 분출은 점성이 낮은 많은
양의 용암을 쏟아 내 순상화산을 형성하
는 특성을 가진다.
사진. 2010년 4월 14일 분출한 아이슬란드 화산의 화산재모양
3. 화산재해 유형
매년 전 세계적으로 약 50개 이상의
화산 분출이 일어나고 있기 때문에 화산
분출이 드문 현상은 아니다. 일반적으로
현무암질 순상화산은 위험한 것은 아니
지만 세인트 헬렌스와 크라카타우 화산
같이 대규모 화산쇄설물을 방출하는 안
산암질 또는 유문암질 성층화산은 매우
파괴적이다. 화산은 주로 다섯 가지의
피해 유형을 유발한다.17)
∙ 뜨겁고 유동성이 큰 화쇄류와 이와 관
련된 폭발에 의해 수많은 인명피해가
발생하는 경우로 1902년의 펠레화산
폭발과 1980년의 세인트 헬렌스 화산
폭발이 이에 해당한다.
∙ 테프라18)와 뜨거운 유독성 가스가 사
람들을 질식시킨다. 79년 베수비오 화
산 폭발 시 수많은 사람들이 유독성
가스에 질식된 후 테프라에 의해 매몰
되었다.
∙ 테프라는 화산 분출이 끝난 이후에도
매우 위험하다. 비나 눈 녹은 물이 급
경사면의 화산체에 쌓여 있는 테프라
퇴적층을 약화시켜 산사태를 일으킨
다. 1985년 콜롬비아의 네바도 화산은
폭발 당시에는 거의 위험성이 없었으
나 화산 정상부의 빙하가 녹으면서 산
사태가 일어나 2만 명의 인명피해가
발생하였다.
∙ 해저화산의 경우 쓰나미라 불리는 강
한 지진해일을 발생시킨다. 크라카타
17) (생동하는 지구 93)
18) tephra 화산이 분화할 때 화구에서 방출되어 공중을 날아서 지표에 퇴적한 쇄설물을 통틀어
이르는 말.
우 화산의 폭발에 의한 쓰나미로 자바
섬과 해안에 살던 사람들 36,000명이
희생된 기록이 있다.
∙ 테프라분출은 농작물과 가축에 큰 피
해를 입히고 이에 따른 기근으로 수많
은 인명피해가 발생한다.
4. 화산 재해의 사례
∙ 에게 해에 자리 잡았던 고대 미노스 문
명은 화산으로 멸망했다.
∙ 그리스반도에 꽃피웠던 미케네 문명도
화산으로 사라졌다.
∙ 1783년에 아이슬란드에서 발생한 라키
화산19)으로 1784년의 유럽 겨울은 매
우 추웠으며, 그해 여름도 흐릿한 안
개가 지속적으로 하늘을 가려 서늘했
다. 파리주재 미국대사였던 벤자민 프
랭클린은 당시 여름의 연무와 계속되
는 추운 겨울 날씨의 원인이 아이슬란
드에서 8개월간이나 지속된 화산폭발
에 기인한다고 하였다. 그해 지표면은
일찍 동결되었고 첫눈은 녹지 않고 쌓
여 갔고, 공기는 냉각되고 바람은 혹
독하게 차가웠다. 곡식생산량이 줄어
들면서 대기근현상이 발생했다.
∙ 1816년 발생한 탐보라 화산에서 나온
화산재는 맹추위를 가져왔다. 지구는
최악의 흉년이 들었고, 극심한 기아
현상이 발생했다. 포스트(J. D. Post)
는 탐보라 화산이 전쟁, 질병, 사회적
불안, 경제적 후퇴 등을 가져오면서
지구의 역사를 바꿨다고 기록했다.
∙ 2010년 아이슬란드의 ‘에이야프얄라
요쿨’ 화산의 폭발로 폭발 후 5일 동안
63.000편의 항공기 운항이 취소되었
다. 항공사의 손실만 무려 1조 5천 억
원에 달했다.
5. 항공기 안전에 영향을 주는
화산재
가. 화산재가 항공기에 미치는 영향
∙ 화산 폭발 시 형성되는 재 구름은 비행
시 고도를 높게 만드는 역할을 하므로
항공기 안전에 영향을 준다.
∙ 화산이 폭발하면서 나오는 화산재는
칼날처럼 단단하다. 크기는 0.001㎜짜
리부터 2㎜까지 다양하다. 항공기 엔
진 속으로 빨려 들어가게 되면 뜨거운
열기에 녹았다 다시 굳으며 엔진의 작
동을 방해한다.
19) 라키(laki) 분출이라 불리는 1783년 여름의 헤크라 분출은 역사시대에서 최대의 용암을 유출시
킨 화산임.
∙ 화산재 입자들은 비행기의 터빈에 쉽
게 달라붙는 특징이 있으며 달라붙어
터빈을 멈추게 한다.
∙ 화산재 구름은 많은 양의 입자를 지니
고 있다. 과학자들은 화산 유리(일명
펠레 머리카락)라 불리는 화산재가 특
히 위험하다고 지적한다.
∙ 펠레 머리카락이라고 불리는 화산재는
섭씨 1100-1200도의 높은 온도에서
녹아 항공기 엔진에 들어와 흡착되면
서 손상을 준다.
∙ 화산재엔 각이 진 미세 암석과 규산염
입자가 들어 있어 항공기 표면을 손상
시킨다.
나. 사고사례
∙ 미국 지질조사국(USGS)에 따르면
1983~ 2000년 사이에 항공기가 화산
재에 휩싸인 경우가 100건이나 발생했
으며, 이 때문에 항공기 엔진이 멈춰
서는 사고도 있었다.
∙ 1982년 인도네시아 상공에서 영국 여객
기의 엔진 4개가 화산재로 인해 일시적
으로 정지한 사례가 있었다.
∙ 1989년 12월 15일에 일어났던 Boing-
747기 사고가 있다. 이 항공기는 289명
의 승객을 싣고 암스테르담에서 출발했
다. 그러나 얼마 안 가서 화산재 구름에
싸여서 순식간에 4개의 모터가 정지했
다. 다행히 기장은 8분 후에 다시 모터
를 운행시킬 수 있어서 인명피해는 없었
다. 밝혀진 사고 원인은 화산재 입자가
모터를 정지시켜버렸기 때문이었다. 비
록 터빈의 온도가 섭씨 0도였을지라도
재 입자는 달라붙어서 터빈을 멈추게 했
다. 이 사고로 세계 각국의 실험실에서
화산재에 관한 연구가 시작되었다.
∙ 핀란드 공군의 F-18 전투기들이 화산
재로 손상을 입었다. 2010년 4월 아이
슬란드 화산 폭발 때 두 대의 F-18 전
투기가 유럽을 뒤덮고 있는 아이슬란드
화재 연기를 통과하며 비행하다가 이상
이 발생했으나 무사히 착륙한 사건이
있었다. 핀란드 공군은 해당 전투기의
엔진을 점검한 결과 화산재가 녹아 붙
어 있는 것을 발견했다.
∙ NATO의 F-16 전투기들도 2010년 아
이슬란드 화산재 때문에 엔진에 손상을
입었다. 나토 군 관계자들은 화산재가
엔진의 내부에서 녹아 유리같은 코팅으
로 남았다고 발표했다. 이런 경우 공기
흐름을 저해하고 엔진을 과열시켜 고장
을 일으켜 항공안전에 심각한 영향을
준다.
그림. 아이슬란드 화산지역을 비행한
후 손상을 입은 핀란드 공군
F-18전투기
다. 화산재의 위험으로부터 피하는 방법
∙ 화산활동 영향권 지역상공의 비행은 피
해야 한다.
∙ 만일 야간 비행 할 경우나 계기기상 상
태에서는 화산재가 보이지 않으므로 비
행에 더욱 주의해야 한다.
∙ 화산활동 잠재성 있는 지역 비행하고자
할 시 모든 NOTAM(안전운항을 위한 항
공정보)을 신중히 검토해야 한다.
∙ 화산활동 있을 시 화산활동 없는 맑은
지역으로 우회하여 비행해야 하며, 가능
하면 화산재 구름 위로 비행하는 것이
좋다.
∙ 화산 폭발 시 주변의 공기를 빨아들여
기압이 급격히 저하하므로 비행 중에
속도 지시 기능과 기압을 감지하여, 작
동되는 계기들의 비정상 상태를 확인해
야 한다.
∙ 현재는 항공기 비행을 금지하고 재개할
수 있는 명확한 화산재 기준이 없는 상
태이므로 항공사나 조종사가 충분한 주
의를 기울이는 것이 무엇보다 필요하
다.
∙ 조종사나 운항관리사는 ICAO ANNEX3
에 나와 있는 항공예보철 중의 중요기상
예상도(significant weather charts) 에
나오는 화산정보20)에 대해 반드시 확인
해야 한다.
Ⅲ. 결언 및 제언 최근 지구온난화로 인해 기온이 상승
하고 사막화가 빠르게 진전되고 있다.
중국의 경우 사막화 진행속도가 더욱 빨
라지면서 북경 경계지역까지 사막화 지
역으로 변했다. 기후변화로 인한 사막화
는 가장 먼저 우리나라에 황사로 영향을
준다. 최근 황사의 발생횟수와 강도가
증가하고 있는 것은 중국이나 몽골이 사
막화의 영향을 받은 결과라고 할 수 있
다.
황사가 발생하면 항공기의 안전운행
에 위협을 받는다. 황사는 미세한 먼지
입자의 부유 현상이므로 시정 감소를 가
져오며, 조종사로 하여금 비행착각
(Vertigo)을 일으키게 만든다. 또한 황
사는 난류를 동반하므로 사고의 중대한
원인이 되기도 한다. 황사 모래먼지로
인해 속도 계측기 기능 장애와 정밀전
자 부품과 기계 장치에 대한 작동불량이
나 부식을 초래하기도 하며 엔진마모나
기능장애가 발생하기도 한다.
최근 아이슬란드 화산 폭발 이후 항공
기 안전에 영향을 주는 화산활동에 관한
관심이 높아졌다. 화산 폭발 시 형성되
는 재 구름은 비행 시 고도를 높게 만들
고, 항공기 엔진 속으로 빨려 들어가 엔
진의 작동을 방해하고, 심한 경우엔 추
락할 수도 있다. 또한 화산재엔 각이 진
미세 암석과 규산염 입자가 들어 있어
항공기 표면을 손상시키기도 한다. “인
간에 의한 기후변화로 화산이 빈번해지
고 있다!” 런던에서 열렸던 ‘지질과 지
형학적 위험에 대한 기후의 영향’이라는
세미나에서 발표된 내용이다. 화산활동
이 공기와 얼음, 물, 바다의 변화에 민
감하게 반응한다는 것이다. 이번 아이슬
란드 화산도 빙하가 녹은 물이 마그마와
작용해 강력해졌다고 부산대 윤성효 교
20) 대기로의 화산분출 또는 핵방사능물질 방출사고가 중요기상예상도에 화산활동기호 또는 방사능
기호로 포함될 때 기호는 화산재기둥 또는 방사능물질의 보고된 또는 도달할 것으로 예상된
높이를 고려하여 모든예상도(저고도 중고도, 고고도)에 포함되어야 한다. 국제화산번호는
International Association of Volcanology and Chemistry of Earth's Interior (IAVCEI)
와 Manual on Volcanoc Ash, Radioactive Material and Toxic Chemical
"Clouds"(Doc9691)에 수록되어 있다