기상학자들, 기후의 비밀을 밝혀내다

천재들의 과학노트 6 - 대기과학, 과학사 밖으로 뛰쳐나온 대기과학자들 ㅣ 천재들의 과학노트 6
캐서린 쿨렌 지음, 윤일희 옮김 / 일출봉 / 2007년 3월

지구는 항상 다양한 날씨의 변화로 이루어져 있다. 우리는 이 기후란 것에 상당히 많은 영향을 받는다. 만약 이상 기후 현상이 발생하면, 농촌이나 어업에서 맥 없이 피해를 고스란히 받아야만 하고, 심지어는 인명 피해까지 발생할 수가 있다. 하지만, 이러한 기후들도 그 비밀을 자세히 파헤쳐보면, 결국엔 일종의 법칙에 의해 움직이고 있다는 사실을 알 수 있다. 비록 불규칙하게 움직이는 것처럼 보이지만, 모두 원인과 결과를 가지고 움직이는 일종의 함수와 같은 것이 기상 현상이다. 

이러한 기상 현상을 밝혀내는 데 한 몫 한 위대한 과학자들이 여기 있다. 10명의 천재 대기 과학자들은 그들이 알고 있는 것들을 이용하여 자연의 비밀을 밝히는데 커다란 공헌을 했다. 그렇다면, 이들은 어떤 방식으로, 무엇을 우리에게 도움을 주었을까? 

에반젤리스타 토리첼리는 화학을 공부하면서 꽤 많이 들어볼 수 있는 이름이었다. 화학에서 torr이라는 단위를 사용하는데, 이것은 토리첼리가 발견한 수은 기둥의 높이로 대기압을 측정한 것을 기리는 것이다. 토리첼리는 매우 궁금해 했었다. 그의 주위를 둘러싼 기체라는 것도 무게를 가지고 있지 않을까? 결국 상당한 밀도를 가진 수은을 이용해 실험했고, 결국 공기도 어느 수준에 이르면 무게를 가지고 있으므로 수은을 눌러서 올라오지 못하도록 막는다는 것이다. 이것이 펌프를 이용해도 물을 15m남짓밖에 뽑아 올릴 수 없는 이유였다. 

루크 하워드와 프랜시스 보퍼트 경이 없었다면, 아마도 지금쯤 기상청에서는 꽤 고전을 면치 못했을 것이다. 루크 하워드는 구름을 그려서 그 형태를 만들고, 또한 이 형태에 따라서 구름을 분류했다. 구름 분류법이 등장하지 않았더라면, 복잡한 기상 사진속에서 체계적으로 어떤 구름이 어떤 영향을 미칠지를 알 수 없었던 것이다. 프렌시스 모퍼트도 마찬가지다. 바람을 사랑했던 그는 풍력 계급을 확립하여 지금의 기상학의 거장이라고 할 수 있겠다. 

파울 크루첸은, 어쩌면 지금쯤 자외선을 맞고 위기 의식을 느끼고 살아가게 될 인류를 구원한 사람일지도 모른다. 자외선의 영향이 우리에게 강하지 않던 이유는, 오존층 때문이었다. 그러나 인체에 무해한 프레온 가스가, 막상 대기 위로 올라가니 의외의 장소에서 속을 썩이고 있던 것이다. 그는 고난의 과정을 거치면서 오존 구멍에 대한 사실을 알게 되었고, 결국 그로 인해 미리 대비를 해서 지금도 크게 뚫린 구멍이 더 커지지 않도록 해주었다. 

과학자들은 어쩌면 스스로의 일에 자부심을 느낄지도 모른다. 그것은 당연한 것이다. 어떠한 업적은, 수많은 생명을 살린 기적의 발견, 정리였다. 특히 대기과학자들은, 우리 주변을 둘러싼 대기가 얼마나 중요한 지 알고 연구했기에 지금의 기상 연구가 확립되었다고 생각한다.