오존층

오존층은 무엇이고 어디에 있나요

위키백과는 오존층을 성층권의 한 구역으로 설명해요. 성층권의 다른 기체와 견주면 오존이 적은 편이지만 대기의 다른 부분과 비교하면 농도가 높은 곳이고, 이곳이 태양 자외선의 대부분을 걸러 줘요. 두께는 계절과 지역에 따라 달라서 정해진 값 하나로 말하기 어려워요.

대기 속 오존의 약 90%가 성층권에 있고, 나머지 약 10%는 날씨 현상이 일어나는 대류권에 있어요. 오존 농도는 지표 위 15~40km 부근에서 가장 높고, 그곳에서도 2~8ppm 수준이에요. 위키백과는 대기 속 오존을 모두 해수면 기압으로 눌러 모으면 두께가 수mm에 지나지 않는다고 설명해요.

오존층이 발견된 것은 1913년이에요. 프랑스 물리학자 샤를 파브리와 앙리 뷔송이 태양 빛을 재다가 약 310nm보다 짧은 자외선이 지표에 거의 오지 않는다는 것을 알아냈고, 사라진 빛의 스펙트럼이 오존과 맞는다는 것을 확인했어요.

오존의 양을 재는 단위 DU(돕슨 단위)는 영국 기상학자 G. M. B. 돕슨을 기리는 이름이에요. 돕슨은 지상에서 성층권 오존을 재는 분광 광도계를 개발했고, 1928년~1958년 사이에 전 세계 오존 측정소 네트워크를 만들었어요.

오존은 어떻게 만들어지고 어떻게 사라지나요

성층권의 오존은 자외선이 산소 분자(O₂)를 둘로 쪼개면서 시작돼요. 쪼개진 산소 원자가 다른 산소 분자와 만나 오존이 되고, 오존이 다시 자외선을 받으면 산소 분자와 산소 원자로 나뉘어요. 이 오존-산소 순환은 1930년 영국 물리학자 시드니 채프먼이 밝혔어요.

이 순환이 자외선을 열로 바꿔 흡수하기 때문에 지표까지 오는 자외선이 크게 줄어요. 그런데 사람이 만든 물질이 이 균형을 깨뜨렸어요.

환경보건포털에 따르면 에어컨, 냉장고 같은 곳에 쓰인 오존층 파괴 물질 가운데 대표적인 것이 프레온가스(CFCs)예요. 프레온가스가 성층권에 올라가 자외선을 받으면 염소 원자가 떨어져 나오고, 이 염소 원자가 오존을 분해하는 반응에서 반영구적인 촉매 역할을 해요. 새로 생기는 오존보다 파괴되는 오존이 많아지면 농도가 낮아지고, 이렇게 오존이 특히 얇아진 곳이 오존홀이에요.

오존홀은 높은 오존 함량의 오존층에서 오존량이 과거에 비해 상대적으로 줄어든 범위를 가리켜요. 위키백과는 프레온가스와 비행기·자동차가 내뿜는 일산화질소 등을 오존홀의 주된 원인으로 소개해요.

오존층 파괴는 어떻게 밝혀졌고 어떤 기록이 있나요

오존층 파괴가 사회 문제가 된 과정은 시간 순서로 보면 이래요.

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1985년 대기 연구가 오존층이 산업에서 나온 CFC 같은 화학 물질 때문에 줄어들고 있음을 밝혔어요. 미국 기상위성 님부스 7호가 남극의 오존층 파괴 사진을 공개한 것도 큰 파문을 일으켜서 국제 협약을 끌어낸 계기가 됐어요.

2011년 북극에서는 겨울 한랭화가 이례적으로 길어져서 평소 30% 수준이던 오존층 파괴가 40%를 넘었어요. 폭 약 1,000km, 길이 약 3,000km 규모의 구멍이 생겼고, 지상 18~20km 상공에서는 오존이 80%가량 사라진 것으로 추정됐어요.

최근 관측은 회복 쪽을 가리켜요. NASA와 NOAA에 따르면 2025년 남극 오존홀은 9월 9일에 최대 면적 22.86 million km²에 달했어요. 9월 7일부터 10월 13일까지의 평균 크기는 몬트리올 의정서 효과가 나타나기 시작한 1992년 이후 5번째로 작았어요.

오존층 파괴 물질과 자외선은 어떻게 나눠 비교하나요

오존층을 이해하려면 자외선의 종류부터 구분하는 것이 좋아요. 환경보건포털은 자외선을 파장에 따라 세 가지로 나누고, 오존층을 지나 지표에 닿는 비율을 이렇게 설명해요.

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UV-B가 오존층이 막아야 하는 핵심 자외선이에요. 과도하게 노출되면 일광화상, 백내장, 면역 억제, 유전적 손상을 일으키고 피부암의 원인이 돼요. 파장 290nm의 빛은 대기 상층이 지표보다 3억 5천만 배 강해요.

오존은 어디에 있느냐에 따라 역할이 달라요. 성층권 오존은 자외선을 막아 주는 오존층을 이루고, 날씨 현상이 일어나는 대류권에도 대기 속 오존의 약 10%가 있어요. 대류권 오존의 약 19%는 성층권에서 내려온 것이고 나머지는 다른 경로로 생겨요.

한국은 오존층을 어떻게 지키고 있나요

대한민국은 몬트리올 의정서 가입국이에요. 가입 당시 개발도상국 지위에 따른 의무 규정에 따라 2010년부터는 기존 생산분과 일부 예외를 뺀 오존층 파괴 물질의 생산·수출입이 완전히 금지됐어요.

국내법은 「오존층 보호 등을 위한 특정물질의 관리에 관한 법률」이에요. 이 법은 비엔나 협약과 몬트리올 의정서를 시행하려고 특정물질의 제조와 사용을 규제하고, 대체물질의 개발과 이용을 촉진하며, 배출 억제와 사용 합리화를 추진하는 것을 목적으로 해요.

법에서 특정물질은 제1종(오존층 파괴 물질)과 제2종(수소불화탄소, HFCs)으로 나뉘어요. 정부는 의정서에 따라 우리나라가 지켜야 하는 생산량·소비량의 기준한도를 정해 공고하고, 해마다 전년도 생산·소비·수출·수입 실적도 공고해요. 특정물질을 만들려는 사람은 정부의 허가를 받아야 하고, 제조하려는 수량도 연도마다 허가를 받아야 해요.

생활에서는 자외선 지수를 챙기면 돼요. 환경보건포털은 자외선 지수가 11 이상이면 가장 위험해서 가능한 한 실내에 머물러야 하고, 8 이상 11 미만이면 오전 10시부터 오후 3시까지 외출을 피하라고 안내해요. 6~7은 한낮에 그늘에 머물고, 3~5는 모자와 선글라스, 자외선 차단제를 쓰라고 해요. 지수는 기상청 날씨누리에서 볼 수 있어요.

오존층은 언제쯤 완전히 회복되고 관련 개념은 무엇이 있나요

몬트리올 의정서에 따라 선진국은 1996년부터 오존층 파괴 물질의 생산과 수입이 금지됐고, 개발도상국은 1997년부터 단계적으로 줄여 2010년에는 사용이 완전히 금지됐어요. 이런 노력으로 오존량 감소는 2010년에 멈췄고 이후 회복 중인 것으로 확인됐어요. 오존층 평가에 참여한 300명의 과학자는 2045년~2060년 사이에 1980년 수준으로 회복될 것으로 내다봤어요.

유엔 총회는 9월 16일을 국제 오존층 보존의 날로 지정했어요.

함께 알아 두면 좋은 말은 이래요.

• 특정물질: 한국 법에서 몬트리올 의정서가 규제하는 물질. 오존층 파괴 물질(제1종)과 수소불화탄소(제2종)가 있어요.
• 프레온가스(염화불화탄소, CFC): 냉매와 스프레이 분사제로 쓰이던 대표적인 오존층 파괴 물질이에요.
• 자외선 지수: 태양 고도가 가장 높은 남중 시각에 지표에 닿는 자외선 양을 지수로 바꾼 값이에요.
• 돕슨 단위(DU): 오존의 양을 재는 단위예요.
• 오존-산소 순환: 자외선이 산소를 쪼개 오존을 만들고, 오존이 다시 산소로 돌아가는 순환이에요.

오존층과 관련된 주요 수치를 한눈에 보면

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오존층에 대해 흔히 하는 오해는 무엇인가요

• 오존은 모두 같은 오존이다: 오존 분자는 같아도 성층권에 있으면 자외선을 걸러 주는 오존층이 되고, 대기 속 오존의 약 10%는 대류권에 따로 있어요.
• 오존층에 구멍이 뻥 뚫렸다: 실제 구멍이 아니라 오존량이 상대적으로 크게 줄어든 범위를 오존홀이라 불러요.
• 오존층은 이미 완전히 회복됐다: 회복 중이지만 2025년에도 오존홀 최대 면적은 22.86 million km²에 달했어요.