[위험기상] 장기적인 화재 발생에 관한 모니터링

 정보

• 업무명    : 위험기상 소개
• 작성자    : 박진만
• 작성일    : 2019-09-14
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 요약

[정보]

• 과학자들이 전 세계의 화재 경향이 시간이 지남에 따라 어떻게 변하였고 앞으로 어떻게 변화하는지에 대한 몇 가지 중요한 질문에 대한 대답

[관측 위성]

• Aqua/MODIS
• DSCOVR/EPIC
• Terra/MODIS

 

 내용

• 화재의 통제는 인류의 역사와 함깨하는 오래된 목표이다. 그러나 전 세계적으로 화재를 체계적으로 모니터링하는 것은 훨씬 더 새로운 영역이라 할 수 있다.

 

• 1910 년대 미국 산림청은 먼 곳에 위치한 화재를 감지하기 위해 산 정상에 화재 감시탑을 세우기 시작하였다. 수십 년 후, 화재 현장을 찾아다니는 비행기들이 현장으로 날아오게 되었다. 이후 1980 년대 초 부터 위성은 대기권 바깥 공간에서 넓은 지역에 걸쳐 화재를 감시하기 시작하였다.

 

• 시간이 지남에 따라 과학자들은 지구의 화재 활동에 대한 풍부하고 짜임새있는 기록을 구축했으며 이윽고 10 년 추세를 분석 할 수 있을 정도로 많은 데이터를 수집하게 되었다. 얼바인 캘리포니아 대학 (University of California)의 과학자 인 제임스 랜더 슨 (James Randerson )은 “인공위성의 감시가 시작된 이후 화재의 발견 속도가 급격히 증가했다”고 말했다. 

 

그림. 2014년 12월 ~ 2015년 08월 31일 까지의 화재 모니터링 현황

 

• 위 영상에서는 전세계의 화재 발생 현황에서 자연적인 것과 인간이 일으킨 것 둘 다 그 주기가 있다는 것을 시사하고 있다. 예를들어 4, 5월에는 농민들이 밭을 개간하고 유지함에 따라 화재의 띠가 유라시아, 북미, 동남아시아를 휩쓸고 있다. 여름에는 북아메리카와 유라시아의 온대림에서 멀리 떨어진 지역에서 타오르는 빛으로 인해 새로운 화재 활동이 발생하게 된다. 남아메리카와 적도에 위치한 아시아의 열대우림에서는, 8월, 9월, 10월에 사람들이 열대 우림과 사바나를 개간하기 위해 건기를 이용하고, 나무와 관목이 이미 개간한 땅을 잠식하는 것을 막기 위한 불길이 치솟는다.

 

• 따라서 상단의 애니메이션은 2014 년 12 월, 2015 년 04월 및 2015 년 08 월의 연소 활동을 강조 표시하여 계절별 화재 활동의 양을 보여준다. 그리고 하단의 위성 이미지는 2018 년 8 월 29 일 잠비아 북부의 사바나에서 발생하는 연기가 대기 중으로 배출되는 사진을 보여주고 있다.

 

• 따라서 진정한 불의 대륙은 아프리카이다. 평균적으로 8 월 평균 NASA의 Aqua 및 Terra 위성에있는 MODIS는 전세계에서 10,000 건의 화재를 감지하고 있으며 그 중 아프리카에서 70 %가 발생하는 것을 확인하였다. 12 월과 1 월에 아프리카 대륙의 북부에서 수많은 불꽃이 솟아난다. 반 년 후 화재는 아프리카 대륙의 남쪽으로 이동하였는데, 실제로 전 세계 화재 배출량은 일반적으로 8 월과 9 월에 최고조에 달하며 남반구, 특히 아프리카의 주요 화재시기와 일치하고 있다. 

 

• 비록 많은 수의 화재에서 아프리카가 지배적이지만 화재 시즌은 해마다 거의 일정한 주기를 가지고 있다. 남미의 열대 우림과 적도 아시아와 같이 가장 다양한 불의 계절이 각기 다른 곳에서 발생한다. 이 지역에서 화재 시즌의 심각성은 종종 엘니뇨 (El Niño) 와 라니냐 (La Niña) 주기와 관련이 있다. 엘니뇨 (El Niño)가 지속되는 기간 동안 동태평양 지역에 따뜻한 물이 쌓이면 대기 패턴이 바뀌고 많은 열대 우림의 강우 가 줄어들어 더 쉽고 광범위한 화재 발생의 가능성이 높아지게 된다.

 

그림. 2019년 08월 29일 아프리카 화재 영상

• 사바나, 초원 및 열대림에서 화재시 발생하는 막대한 양의 탄소에도 불구하고 연구에 따르면 이러한 생물 군계에서의 화재는 일반적으로 장기적으로 보았을 때 대기에 이산화탄소의 양이 증가하는데 기여하지 않는 것으로 확인 되었다. 시간이 지남에 따라 초목이 다시 성장하거나 또는 숯이 생성됨에 따라 일반적으로 몇 개월 또는 몇 년 안에 모든 탄소를 회회수하게 된다. 그러나 화재로 인해 나무가 영구적으로 제거되거나 이탄이 불탐으로서 일어나는 화재의 경우 탄소가 거의 회수되지 않고 대기의 이산화탄소가 증가 하게 된다.

 

• 이는 즉 인도네시아와 같이 이탄이 많은 국가에서 화재가 발생하면 지구 기후에 큰 영향을 미치게 된다. 적도 아시아의 화재는 전세계 화재 발생 지역의 지역의 0.6 %에 불과하지만 이 지역은 탄소 배출의 8 %와 메탄 배출의 23 %를차지하고 있다. 2015 년 10 월 25 일, DSCOVR 위성에 탑승 한 Earth Polychromatic Imaging Camera 는 인도네시아에서 심한 연기 이미지를 획득하였다. 화재 당시 엘니뇨는 특히 활동적이였다는 것에 유념하길 바란다.

그림. 2015년 10월 15일 관측 (DSCOVR)

 

• 랜더 슨 박사는 MODIS가 측정 수집을 시작한 이후 연구원들이 발견 한 가장 흥미로운 사실 ​​중 하나는 매년 연소되는 총 제곱 킬로미터 수가 감소 하는 것이라고 언급하였다. 2003 년 부터 2019 년 사이에 화재 발생 면적은  약 25 % 감소하였다.

 

• 아프리카, 남아메리카 및 중앙 아시아의 화재가 발생하기 쉬운 지역에서 인구가 증가함에 따라 목초지와 사바나가 더욱 발전하여 농지로 개간되었다. 결과적으로 NASA Goddard Space Flight의 과학자 Niels Andela는 (초목 이나 다른 이유로 소와 땅을 치우기 위해) 목초지를 태우는 오랜 습관이 줄어들었다고 설명하였다 . 그리고 불을 사용하는 대신 사람들은 점점 더 농작물을 청소하기 위해 기계를 사용합니다.

 

• 랜더 슨은 실제로 두 가지 추세가 있다고 언급하였다. “사바나에서 일어나는 일로 인해 전세계 화재 발생 지역이 감소했지만 기후 변화로 인해 미국 서부의 화재 강도와 도달 범위가 크게 증가하고 있다.”

그림. 2003 ~ 2015년 까지의 전 세계 화재발생 추이

 

• 연구원들이 1980 년대에 위성을 사용하여 세계의 화재를 연구하기 시작했을 때, 그들은 우주에서 화재를 감지하는 방법을 연구하고 있었다 . 거의 20 년 동안 MODIS 데이터를 수집 한 후 과학자들은 앞으로 몇 년 동안 화재 연구를 발전시킬 다른 위성 및 기술을 계속 찾고 있다.

 

• Suomi NPP 및 NOAA-20 위성 에서 VIIRS 등 일련의 후속 센서는 이제 화재 감지 기능이 향상되어 MODIS보다 훨씬 정확한 관측을 거의 실시간으로 수행하고 있다.

 

• 한편, 고해상도 센서가 장착 된 위성 발사도 도움이 된다. 랜더 슨은“Landsat 8과 Sentinel 위성은 특히 작은 초원과 산불의 불타는 지역을 측정하는 능력의 혁명에 기여하고있다. "그리고 우리는 하루 종일 밤낮으로 점점 더 파괴적인 초대형 화재를 추적하기 위해 앞으로 몇 년 동안 추가 탐지 기능이 필요할 것이다."

 

 참고문헌

[논문]

• 없음

[보고서]

• 없음

[URL]

• 없음

 

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