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공해와 광해의 복합현상인 광공해. 부산 서울은 상대적으로 호전되고 대구 대전은 점점 악화되는 것으로 나타났다.

새까만 밤하늘 속에 보석처럼 새겨진 영롱한 별, 고개만 쳐들면 언제든지 마음 속으로 쏟아져 들어올 것 같은 어린 시절의 별을 되찾고자 하는 마음은 누구나 간절하다 그러나 요즘 대도시에는 낮과 밤의 구분이 없다. 인공조명으로 대낮같이 밝은 밤이 계속되기 때문이다. 더구나 대도시를 거대한 돔처럼 뒤덮고 있는 오염 물질(부유분진 등)은 지상에서 쏘아올려지는 불빛을 되반사시켜 희뿌연 밤하늘을 만들고 있다. 이를 광공해(光公害)현상이라고 한다.

대도시의 광공해현상을 측정 비교하는 '제3회 대기오염 측정 전국 별자리 관측회'가 지난 8월6일부터 10일까지 전국 10여곳에서 열렸다. 쌍용그룹이 후원하고 본지가 주최한 이번 행사는 전국 대학생 아마추어 천문회원들이 주축을 이루어 관측을 진행했다. 작년에는 관측이 25곳에서 진행됐으나 훈련된 관측요원이 절대 부족하고 날씨 관계 등 서로 긴급히 연락할 사항이 생겼을 때 유연하게 대처하지 못한다는 점 등이 대두돼 올해는 대도시 6개와 공단지역 2개(울산 창원), 무공해지역 2개(충북 진천, 지리산 성삼재)만을 엄선해 진행했다. 대신 올해는 서울과 충북 진천에서 일반인 공개행사도 함께 가졌다.

지리산 성삼재 15까지 관측

관측은 크게 두가지 방법으로 진행했다. 첫째는 1회 대회부터 계속된 거문고자리 삼각형 안의 별 숫자를 쌍안경(7×50)으로 관측하는 방법. 예를 들어 서울에서 3개가 관측되고 울산에서 5개가 관측됐다면, 성도와 비교해 서울의 극한등급은 7등급이 되며 울산은 8등급이 된다(극한등급이란 보이는 별 중에서 제일 희미하게 보이는 별의 밝기). 1등급의 밝기 차이는 2.5배이므로 울산은 서울에 비해 별빛의 상대적 밝기가 2.5배 가량 밝다고 보면 된다.

그러나 이 관측결과를 수량화하는 데는 여러가지 문제점이 노출됐다. 우선 극한등급 정하기가 수월하지 못하다. 삼각형 안의 별은 5,6,7등급이 하나씩 있지만 7-8등급 사이에 2개, 8-9등급 사이에 4개가 몰려 있다. 따라서 6개가 보였다고 할 때 극한등급을 8-9 사이의 비례를 따져 임의로 8.2를 취해야 한다. 또하나 관측장비(쌍안경 )의 규격을 통일했다고는 하나 측정하는 사람의 숙련도와 시력에 따라 약간의 변수가 발생한다.

그럼에도 이 방법을 포기하기 어려운 점은 쌍안경 하나만 가지면 일반인들도 쉽게 관측할 수 있다는 점이다. 굳이 수치화를 안해도 우리 도시에서는 별이 3개밖에 볼 수 없었는데 지리산에서는 10개 이상이 보였다는 사실이 밤하늘 오염정도를 피부로 느끼게 한다. 따라서 올해 쌍안경 관측결과는 별의 개수만을 발표하기로 했다. 올해 관측결과를 (표1)에 정리했다. 이 결과의 특징은 지리산 성삼재와 타지역의 차이가 크며, 예상외로 공업단지인 울산이나 창원이 대도시보다는 관측조건이 좋다는 점이다.
 

분석팀에서 작년에 이어 올해도 사용한 분석방법은 같은 조건에서 찍은 사진을 자외선-가시광선 분광광도계에 넣어 분석하는 방법. 분광광도계 분석법의 이론은 다음과 같다. 엑타크롬400 슬라이드는 빛을 받으면 표면의 입자가 감광돼 다른 입자로 변한다. 슬라이드에는 세가지 입자가 입혀져 있는데 이들 각각은 빛의 삼원색인 청 녹 적에 따라 감광이 일어난다.

전체적으로 빛의 양이 많으면 감광된 입자수가 많아지고 빛이 적으면 감광된 입자수가 적다. 분광광도계에서 측정하는 입자수는 감광되지 않은 입자수. 따라서 분광광도계에서 측정된 입자수가 많으면 밤하늘은 어둡다고 할 수 있다. 밤하늘의 배경이 어두우면 당연히 별이 잘보인다. 일본 국립천문대와 환경청에서 주최하는 밤하늘 관측행사에서 분석하는 방법은 슬라이드에서 나타난 별상의 밝기를 직접 스캔하는 방법을 채택하고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 이 방법은 아주 좁은 범위밖에 체크하지 못하는 약점을 가지고 있다.

올해 측정 지역은 10군데. 서울을 제외한 9군데에서 예정됐던 8월7일부터-10일 사이에 측정이 완료됐다. 예년에 비해 비교적 순조롭게 행사가 진행된 셈이다. 서울은 8월12일 재촬영에 들어가 성공했다.

지리산 서울보다 4.76배 어두워
 

분광광도계를 이용한 분석결과가 (그림1)이며 이를 수치화한 것이 (표2)이다. 분석에 사용한 자료는 거문고자리를 f1.4에 노출시간 90초로 가이드 촬영한 필름을 사용했다. 이에 따르면 서울을 기준으로 할 때 가장 밤하늘이 어두운 지리산이 4.76배, 진천이 4.19배로 나타났으며, 공업단지인 창원이 2.24배로 비교적 밤하늘 오염도가 심하지 않은 것으로 나타났다. 나머지 대도시는 서울과 대동소이한 결과(1.5-0.5배).

여기서 피크값은 가로등에서 많이 사용하는 나트륨등에서 나오는 불빛에 가장 많이 감광되는 6백60nm 파장대(노랑과 빨강 불빛 근처)의 값을 기준으로 했다. 물론 이보다 파장대가 낮은 녹색이나 청색광에서도 피크가 형성되나 결과는 크게 다르지 않고(그림1 참조), 광공해의 주요한 원인이 주로 노랑과 빨강빛 때문이라는 판단 아래 피크값 하나만을 선택했다.

이 결과를 놓고 볼 때 직할시나 특별시(울산도 직할시 승격이 거론되고 있는 지역)는 광공해 정도가 비슷하며, 그중에서도 산업화의 정도가 낮은 광주가 개중 괜찮다는 평가를 내릴 수 있다. 한가지 특기할만한 점은 대전과 대구가 서울 부산보다 좋지않게 나타났다는 점이다. 분석팀은 대구가 최근 경기 활성화로 공업단지의 가동률이 급격히 늘어나고 있다는 점, 대전이 엑스피아월드의 개장으로 광해의 영향을 많이 받고 있다는 점을 무시할 수 없다는 의견을 제시했다.

사실 대구 대전의 광공해 정도는 작년부터 서울보다 심한 것으로 드러났다. 다만 전통적으로 광공해가 심한 것으로 알려진 부산이 올해는 서울 수준으로 회복한 것이 특기할만한 점이다.

쌍안경관측에서도 나타났지만 창원과 울산은 공업단지라는 특수한 여건임에도 그다지 광공해가 심하지 않은 것으로 드러났다. 창원은 직접적인 오염물질 배출이 적은 기계공업단지라는 특수성 때문이라고 해석할 수 있지만 공기가 나쁘다고 정평이 나 있는 울산은 예상외. 이에 대해 울산지역 관측책임자인 서동철씨는 "공단 지역 중심으로 들어가 관측하지 못했으며, 촬영시간인 한밤중과 공장이 풀가동 중인 낮의 대기오염상태가 다르기 때문에 관측조건은 예상보다 좋았다"고 관측보고서에 밝혔다.
 

작년보다 상태 좋아져?

작년 데이터와 비교해보면 대체적으로 올해의 광공해현상은 어느 정도 호전된 것으로 드러났다. 작년과 올해 동일 지역(정확히 동일 지역은 아니더라도 거의 비슷한 동일 조건에서 관측된 곳)에서 관측된 진천 서울 인천 부산 대구의 데이터를 비교해보면 모두 밤하늘 상황이 나아진 것으로 나타났다(표3).

이에 대한 분석팀의 의견은 광공해를 구성하는 기본 요소인 대기오염물질이나 인공조명의 상태가 나아진 것이 아니라 관측 당시의 날씨가 비교적 작년보다 좋았던 것이 아니냐는데 의견이 모아졌다. 특히 오랜 가뭄끝에 불어닥친 8월초의 태풍이 도시를 뒤덮고 있는 돔모양의 부유분진층을 어느 정도 '물갈이' 했다는 의견도 대두됐다. 작년 관측결과 보고서를 확인한 결과도 운량이나 시상 등 날씨상황이 비교적 올해보다 좋지 않았던 것으로 나타 났다.

이런 상황에서도 대구와 부산의 명암이 뚜렷하게 갈라진 이유에 대해서는 명확한 결론을 내리기가 어려웠다. 1회 대회(92년) 측정결과에서는 부산이 최악이었으나 작년부터 대구가 급격히 내리막길을 걷고 부산은 조금씩 호전되는 상황. 물론 이 관측데이터가 촬영 당시 관측요원의 숙련도라든가 지역 날씨 등에 민감하게 영향을 받기 때문에 일방적인 결론을 내릴 수 없지만, 앞으로 주목해볼만한 현상이라는데 의견이 일치됐다.

올해도 각 지역에서 기본데이터를 확인하기 위한 보조데이터로서 북극성일주운동(f수 2.8, 노출 30분)을 촬영했으나 대부분 대도시의 광공해가 심한 지역이라 바탕색이 하얗게 바래 일주운동 모습이 아예 나타나지 않았다. 일주운동을 잡을 수 있는 무공해지역인 진천이나 지리산에서도 작년과 같은 멋진 사진은 만들어내지 못했다.
 

모기와의 전쟁

이번 관측에 참여한 팀은 10개팀. 작년에 비해 숫자는 반으로 줄었지만 소수정예를 표방하고 예비모임부터 타이트하게 운영했다. 예비모임에서는 가능한 한 동일한 관측조건을 갖추는 것이 관측의 신뢰도를 높이는 첩경이라는 공감대가 형성돼 관측장소에 대해 집중적으로 의견을 교환했다. 그 결과 대도시는 시내 중심가의 초중고등학교 운동장이 조건이 비슷할 것이라는데 의견이 모아졌다.

실제 관측에 들어가면 가장 애를 먹이는 것이 날씨. 올해도 8월초부터 태풍 예보가 잇따라 관측팀의 애간장을 녹였다. 지리산 같은 곳은 통상 서울에서 관측팀을 내려보내는데, 한번 가서 3일 동안을 허탕치고 오면 허망하기 그지 없다. 다행히 8월7일과 8일 양일 동안 기상대의 예보와는 달리 태풍이 남쪽에서 방황하는 틈을 타 서울을 제외한 9군데서 관측을 성공시켰다.

하루만 관측이 되고 구름 때문에 제대로 사진이 찍혔는지를 확신할 수 없다고 알려온 대구와 대전, 그리고 3일 동안 비만 맞고 밤만 꼬박 새운 서울팀은 12, 13일 재촬영에 들어갔다. 서울은 12일 촬영에 성공하고 대전 대구는 날씨가 계속 꾸물거려 재촬영에 실패했다. 할 수 없이 대전 대구는 8월7일 데이터를 사용했다. 분석 결과 대전 대구가 광공해가 가장 심한 것으로 드러난 이유 중의 하나는 관측 데이터가 상대적으로 부실했기 때문이라는 지적도 있었다.

분석팀이 선정한 이번 촬영의 대상은 울산팀. 이 팀은 서동철군을 단장으로 부산 동아대가 주축으로 연고가 전혀 없는 울산지역에 침투해(?) 훌륭히 관측을 마쳤다. 장소 선정을 위한 답사를 두번씩이나 해, 울산의 밤하늘을 대표할 수 있는 지역을 고르느라 애를 먹었다. 울산 공단 중심으로는 들어가지 못했지만 공단지역을 외각에서 촬영한 사진도 함께 보내왔다. 한가지 흠이라면 모기와의 전쟁을 치르느라 가이드 도중 망원경 삼각대를 건드려 별상이 조금 흐려진 것. 특히 이 팀에서는 새로운 양식의 관측기록지를 제안하기도 했다.

부산 도심을 맡은 수산대팀은 촬영지(부산 충무국민학교)의 동서남북 방향의 광공해 상황을 세밀하게 적어보내는 성의를 보였으며 "8월7일은 평소 부산날씨로는 보기 드문 좋은 날씨이고 8일은 평소의 부산 날씨이기 때문에 8일 데이터를 사용하라"며 세심한데까지 신경을 썼다.

이번 행사의 실무간사인 김지현 최현석군 등이 직접 촬영에 나선 지리산팀은 "무거운 장비를 지고 성삼재까지 오르느라 애를 먹었다"고 반복해서 강조했다. 광주팀은 열약한 장비 때문에 고생한 팀. 전남대 지구과학교육과와 성암교육원에서 스카이그래프를 구하려 했으나 모두 담당자가 해외출장 중이라 당황했다고. 여러명이 정신없이 뛰어 다니다가 결국에는 두개나 구하는 해프닝이 있었다고 알려왔다.

가장 애가 탔던 팀은 서울지역 촬영을 맡은 이화여대 폴라리스팀. "첫날은 비까지 내려 밤 10시쯤 철수했더니 밤 1시가 넘어서면서 날씨가 맑아져 혈압이 왕창 올라 잠 한숨을 못 잤고, 다음날은 목에 쥐까지 나면서 세팅을 했더니 날씨가 흐려져 술만 먹다가 잠을 못잤다"고 기록을 남겼다. 재촬영 때는 본부팀까지 합세해 무사히 촬영을 마쳤다.

"학교 경비 아저씨들이 도와준다고 흉기(랜턴)를 휘두르고 다가오는 통에 몇번씩 재촬영하는 홍역을 치렀다"는 것은 여러 지역에서 공통으로 나온 이야기.

서울·진천 일반인 공개 행사 개최
- 별관측 통해 환경오염 심각성 깨달아

쌍안경을 통해 우리 지방에서는 별이 몇개 보이나를 측정하는 일반인 공개행사가 올해 처음으로 개최됐다.

올해부터는 '당신에게 잃어버린 별을 찾아드립니다'는 전국별자리관측회의 본래 취지에 따라 8월6일 저녁 일반인 공개행사를 가졌다. 공개행사가 열린 곳은 서울 서강대와 충북 진천 아마추어천문대. 수많은 사람들이 몰려들어 북적대는 별잔치보다는 소규모의 사람들이 참석해 별에 대한 '참사랑'을 깨닫는다는 것을 원칙 아래 치러진 이번 공개행사에는 서울에서 50여명, 진천서 30여명이 참석했다. 특히 이날은 날씨가 보기 드물게 좋아 스타파티를 치르기에는 아주 적격이었다. 참석자들은 슬라이드를 통한 태양계 행성, 은하 성운 성단 등에 대한 개략적인 설명을 듣고난 뒤 실제 관측에 들어갔다.

서울에서는 전국대학생아마추어천문연합회 회원 20여명이 대형망원경(10인치 8인치반사, 4인치굴절 등) 10여대를 동원해 참석자들의 관측을 도왔다. 슈메이커-레비혜성이 충돌해 시커먼 흔적을 남긴 목성이 10인치 반사망원경에 잡히자 참석자들은 사진으로만 보았던 충돌현장의 목격에 감격하기도 했다. 데네브 견우 직녀로 이루어진 여름철 대삼각형과 북두칠성에서 아크투루스 스피카를 이어주는 봄철의 대곡선 등을 맨눈으로 관측한 다음, 백조자리의 머리별 알비레오(이중성)와 안드로메다은하를 비롯해 여름철 성운 성단 등을 망원경으로 자세히 관측했다.

10시부터는 행사의 메인이벤트 쌍안경관측에 들어갔다. 주최측에서 마련한 7×50쌍안경으로 거문고자리 삼각형안을 관측해 보이는 별의 위치를 표시하는 것. 쌍안경을 비롯 상품이 푸짐하게 걸려 있기 때문에 참석자들이 성의를 다해 관측에 임했다. 친구들 3명과 함께 공개행사에 참석한 지형훈씨(인하대 전자재료공학과 3년)는 광공해의 원리에 대해 자세히 물으면서 "전국별자리관측회행사는 공해적 측면보다는 광해의 측면이 강한 것 같다"는 의견을 제시하기도.

심사 결과 1등상을 받은 김경미양(영등포여고 2년)은 상품으로 쌍안경을 받으면서 "평소 천문에 관한 관심이 많았는데, 실습을 통해 기초지식을 배우고 관측도구까지 받았으니 앞으로 꼭 아마추어전문가가 되겠다"고 결심을 밝혔다.

이외에도 인천에서 온 안경화씨 등 10여명이 정확한 관측결과를 내놓아 푸짐한 상품을 받았다. 특히 서울 공개행사에는 국민학생 자녀를 데리고 참석한 가족들이 많았는데 이들은 별관측을 통해 환경오염의 실태를 느낄 수 있다는 것에 신기해 했다.

충북 진천에서 개최된 공개행사에는 교통이 불편함에도 30여명이 참석, 알찬 행사가 치러졌다. 진천아마추어천문대원 10여명이 참석자들의 관측을 도왔다. 진천은 무공해지역이라 서울과는 비교할 수 없을 정도의 별을 맨눈으로 관측했다. 참석자 가운데 서울에서 온 김동영군(한양공고 1학년)은 "서울에서 나고 자란 나에게 이런 장관은 처음"이라며 감탄사를 연발하면서 "이같은 행사가 앞으로도 자주 열렸으면 좋겠다"고 말했다.

일본은 매년 1년에 두번씩 전국 도처에서 환경처 주도로 이와같은 행사를 치르는데 한번 행사에 참여하는 인원은 대략 30-40명이라고 한다.
한편 우편으로 접수한 일반인 관측보고서는 14개가 접수됐다. 이중에서 관측조건(시간 장비 장소)을 비교적 충실히 기록한 전북 고창의 진성호씨와 삼각형 안에서 9개의 별까지 관측한(관측장소 청원군 가덕면 상아리) 충북과학고등학교 정희수씨를 우수작으로 선정했다. 두사람에게는 상품으로 '우리별자리'(이태형 저)를 우송했다.