화산과 황사와 항공안전

반 기 성 연세대 지질환경연구소

전문연구원

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)

그림. 3월 20일 09시 300hPa(11km고도) 일기도

그림. 3월 19일 19시 황사영상 그림. 3월 20일 07시 황사영상

그림. 3월 20일 15시 황사영상 그림. 3월 21일 07시 황사영상

그림. 3월 20일 통과한 강한 황사모래의 농도 그림

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

수는 말한다. 인간들이 만들어내는 지구

온난화가 잦아지면서 황사와 화산활동

이 많아진다는 것이다.

이처럼 황사나 화산재는 항공안전에 많

은 영향을 주므로 조종사나 항공운항관

계자들은 황사나 화산의 발생, 영향에

대해 정확한 숙지가 먼저 필요하다. 또

한 이런 기상현상이 발생했을 때는 적극

적인 조언을 통해 항공안전이 이루어지

도록 해야만 할 것이다.