중국, 화북·서북 지역 물 부족 해결 위해 10여 년 전부터 인공강우 추진

극심한 수자원 부족에 허덕이는 중국이 인공강우의 꿈을 현실화하고 있다. 가뭄 때마다 군수송기와 로켓·포탄을 이용해 인공강우를 시도하고 있다. 이미 실용화 단계를 넘어 지난 한 해 동안 인공강우량이 500억t에 달했다. 중국은 최대 2800억t의 인공강우가 가능할 것으로 전망한다. 싼샤댐 7개에 해당하는 규모다.

중국 당국이 지난 6월 장쑤성 간위에서 인공강우 로켓을 발사하고 있다. 뉴시스 신화

중국 화북지역과 서북지역의 가뭄을 해결하기 위해 중국 정부의 각 부처는 남쪽의 물을 북으로 끌어오는 남수북조사업과 해수담수화사업 등의 방법을 강구했다. 최근에는 하늘에서 물을 끌어오는 공중조수(空中調水) 사업이 새로운 대안으로 떠올랐다. 인위적인 방법으로 강우량을 늘리는 '인공강우'를 뜻한다.

여름으로 접어들면서 전국 각지의 기상부 소속 인공기상영향센터는 비상대기에 들어갔다. 지난 몇 개월 동안 이들은 비행기와 로켓 등을 이용해 구름층에 촉매물질을 분사해 인공강우를 실시했다. 정궈광 중국 기상국장은 "대기에 있는 구름자원을 충분히 개발하면 매년 2800억t 이상의 인공강우가 가능하다"고 본다. 싼샤댐의 최대 수량인 400억t을 기준으로 계산하면 싼샤댐 7개에 해당하는 구름이 하늘에 떠 있는 것이다. 하늘에서 싼샤댐 7개를 개발하겠다는 야심찬 꿈이 이뤄질 수 있을까?

500만km2 면적 세계 최대 규모 인공강우 작업

인공강우는 1933년 스웨덴의 과학자 베르게론의 이론에 기반을 두고 있다. 1946년 미국 과학자 셰퍼와 버나드 보네거트가 잇따라 드라이아이스나 요오드화은을 살포해 구름 속의 얼음결정 수량을 늘려 비를 내리게 하는 인공강우 실험에 성공했다. 1958년 농업 발전과 가뭄 해갈을 위해 중국도 인공강우 연구를 시작했다. 그해 여름 지린성에 60년 만에 최악의 가뭄이 발생하자 공군 제2항공학교 소속 조종사가 전투기를 타고 구름층에 200kg 가까운 소금을 뿌려 인공강우에 성공했다. 그 뒤 전국 각지에서 인공강우 작업이 시작돼 지금은 전국 2900개 현 가운데 2235개 현에서 인공강우 작업을 진행하고 있다. 2011년 기준 연평균 인공강우량은 500억t에 달해 전체 강수량의 1%에 해당한다.

중국 기상국 통계에 따르면 지난 10년 동안 중국의 기상조절 규모는 크게 늘었다. 전국적으로 로켓발사대 7034대, 비행기 50대, 종사인원 4만7700명이 투입됐고 인공강우 작업 면적은 500만km²에 달한다. 전국 각 지역의 기상조절 담당 부서는 55만8800회에 걸쳐 인공강우를 실시하면서 로켓 90만5100대, 포탄 885만3천 발을 발사했다. 또 비행 작업도 7303차례 실시해 누적 비행시간이 1만8592시간에 이른다. 그 결과 4897억t의 인공강우를 만들어 세계 최고를 기록했다.

이스라엘·러시아·미국 등 30개국이 한때 인공강우를 시도했지만 기상체계가 복잡하고 인공강우에 필요한 막대한 비용 때문에 대부분 중단한 상태다. 미국은 베트남전쟁 때 인공강우 연구가 가장 활발하게 이뤄져 연방정부는 매년 연구비용으로 2천만달러를 배정했다. 하지만 지금은 인공강우 프로젝트 지원 예산이 없는 상황이다.

"중국의 인공강우 규모는 세계 최대다. 이는 무엇보다 수요와 관련 있다. 중국은 수자원이 부족하지만 미국이나 프랑스는 수자원 상황이 중국보다 나아서 작업 규모가 중국만큼 방대하지 않다." 왕광허 중국기상국 인공기상영향센터 부주임의 말이다.

다니엘 로스펠더 이스라엘 히브리대학 교수는 중국의 기상조절 실시 횟수가 다른 나라에서 이뤄지는 작업을 합한 것보다 많다고 지적했다. 국제적으로 구름자원 개발에 대한 관심이 줄어드는 상황에서 유독 중국에서만큼은 관심이 고조되고 있다. 지난해 12월8일 중국기상국과 국가발전개혁위원회는 기상발전계획(2011~2015년)을 발표하고 구름자원 개발 강화를 제시했다. 지난 5월22일 정궈광 기상국장은 제3차 전국기상조절회의에서 "앞으로 5년 내에 인공강우의 효율을 3~5%포인트 향상시켜 대기 속의 구름자원을 충분히 개발해 하늘에 있는 '싼샤댐 7개'를 효과적으로 이용할 것"이라고 거듭 강조했다. "인공강우 작업을 통해 강우량을 평균 15% 늘린다고 계산하면 매년 약 2800억t의 구름을 빗물로 전환해 부족한 수자원을 보충할 수 있다."

왕광허 부주임은 인공강우의 효과에 대해 현행 15% 수준에서 3~5%포인트 더 끌어올리기는 어렵지 않다고 했다. "여러 해 동안 연구와 인공강우 작업을 실시했고, 각 지방마다 기본적인 인공강우 관련 기술표준을 마련했다. 또한 탐사기술, 검측장비, 촉매작업의 효과가 많이 개선됐고 더 높은 곳까지 비행기나 탄환이 도달할 수 있어 작업 효과가 개선됐다."

그러나 과학적 관점에서 보면 구름자원 개발은 몇 가지 풀어야 할 과제가 있다. 우선 지역과 구름의 종류에 따라 구름입자의 함유량이 다르다. 또한 구름이 만들어지는 과정에서 다양한 제약 요인이 작용해 구름에 포함된 수분의 양이 좁은 범위에서 짧은 시간 동안 큰 차이를 보이기 때문에 구름의 양을 정확히 예측하기 어렵다. 이 밖에도 국내 실험 결과 인공강우 작업이 항상 비를 더 많이 내리게 하는 것은 아니다. 큰 비가 예상됐던 비구름에서 오히려 인공강우 작업을 통해 비가 적게 내리는 등 역효과의 가능성도 배제할 수 없다.

2007년 중국 기상국 인공기상영향센터가 문을 열었다. 그 뒤 전국적으로 기상담당 부서가 운영하고 지방정부가 투자하는 형식으로 중앙정부-성-시-현으로 이어지는 4단계 인공기상영향 업무의 틀이 갖춰졌다. 하지만 중앙정부는 구름자원에 대해 일관된 개발 계획을 내놓지 않았다. 특히 구름의 불균형한 분포로 인해 형평성 문제가 불거졌다. 갈수록 수자원이 부족해지면서 구름자원 개발이 구름자원 쟁탈전으로 이어지고 있다.

민간 환경단체 관계자들은 동부 연해지역과 근해지역에서 인공강우를 실시해 태평양의 수증기를 많이 포함한 구름이 육지에 도달하자마자 빗물을 쥐어짜내고 있다고 지적했다. 이로 인해 물이 부족한 내륙지역은 가뭄이 더 심각해진다는 것이다. 중국과학원 가뭄지역환경 공정연구원의 천광팅 연구원도 이를 우려했다. "이론적으로 보면 일정 시간 동안 구름에 포함된 구름입자는 대기 순환을 통해 보충되지 않는 이상 일정하게 유지된다. 그런데 한 지역에서 인공강우를 실시하면 구름이 도착하는 그다음 지역에서는 강우량이 줄어들고 인공강우를 실시해도 효과가 제한적일 수밖에 없다."

중국 허난성 유저우에서 지역 기상당국 기술자가 인공강우탄 발사를 위해 대공포를 점검하고 있다. 뉴시스 신화

천문학적 비용 대비 효과는 의문

이에 반해 정궈광 국장은 인공강우가 강우량의 지역적 분포에 영향을 줄 수는 있지만 이는 매우 제한적이라고 밝혔다. 왕광허 부주임 역시 지표에서 증발된 수증기가 구름의 수증기를 보충해주기 때문에 한 지역에서 인공강우를 실시해도 그다음 지역의 강우에 큰 영향을 주지 않는다고 했다.

또 다른 문제점은 기상조절 작업에 들어가는 비용을 지방정부가 부담하고 중앙정부는 경비를 지원하지 않는다는 것이다. 이는 지방정부가 마음대로 인공강우를 실시하도록 내버려두는 결과를 가져왔다. 왕광허 부주임은 중국기상국이 기술연구를 담당하고 있지만 기상조절 규모가 확대되면 관련 부처들도 전국 규모의 개발계획을 고려하게 될 것이라고 했다. "상하이를 제외한 전국 각 지역은 인공강우를 정부의 주요 업무로 추진하고 있다. 현재 각 성 정부는 지역협력을 제안해 동북 지방과 허난성, 산둥성, 장쑤성, 안후이성, 서북 지방 등으로 지역을 나눠 인공강우 자원의 합리적인 분배를 도모하고 있다. 중앙정부 역시 이런 지역적 협력을 통해 최대한 효율적으로 인공강우를 추진하도록 유도하고 있다."

이에 대해 궈쉐량 기상국 국장은 "지방정부들이 단독으로 인공강우를 추진할 경우 만족할 만한 효과를 가져오기 어렵다. 하지만 각 성이 함께 추진한다면 더 많은 비를 내리게 할 수 있어 지방정부의 이익에도 부합할 뿐 아니라 인공강우의 면적을 확대하는 효과도 가져온다"고 말했다.

정확한 일기예보를 위해 연구해야 할 과제가 많은 것처럼 인공강우에 대해서도 아직 풀어야 할 숙제가 많다. 1980년대부터 기상조절에 종사해온 한 기상전문가는 중국의 인공강우 작업이 규모가 크고 비용이 많이 드는 데 비해 그 효과는 충분하지 못한 상황이라고 지적했다. 하지만 정부는 가뭄이 찾아오거나 중요한 행사가 있을 때 기상조절 작업을 실시한 뒤 언론을 통해 이것이 마치 과학기술의 발전이나 국가 번영을 상징하는 것처럼 홍보한다고 꼬집었다. "지난 30년 동안 컴퓨터 기술, 위성관측 기술, 레이더 기술 등이 발전해 기상조절 실험에 필요한 기술적 기반을 갖췄다. 하지만 기본적인 인공강우 이론은 여전히 30년 전에 머물러 있다."

중국 기상국은 2010년 약 10억위안을 투자해 지린성 바이청시에 처음으로 국가급 인공강우 시범구역인 동북지역 국가급 인공기상영향기지를 설립했다. 시범구역을 설립한 뒤 다양한 구름에 대해 실험하고 핵심 기술 기준을 마련했다. 왕광허 부주임은 이 기지를 기반으로 인공강우 작업의 운영 모델과 관리 시스템을 획기적으로 개선할 수 있다고 했다. 그러나 루천 베이징기상국 연구원은 국제적으로 보면 구름자원 개발에 관한 수준 높은 기술은 아직 존재하지 않는다고 했다. 대부분 기상조절 작업을 과학연구로 간주해 추진하고 있지만 기상예보 수준에도 못 미친다는 것이다. 루천 연구원은 "기상조절 자체를 반대하는 것은 아니다. 다만 인공강우는 기상산업 발전의 중요한 분야지만 현 단계에서 인공강우를 대규모로 추진하는 것은 논의가 필요하다"고 지적했다.

류훙차오 劉虹橋 <신세기주간> 기자

ⓒ 新世紀週刊 2012년 29호(제511호) 空中調水夢 번역 유인영 위원