위성 관측에 따르면 2014년부터 2022년까지 전 세계 야간 조명은 매년 약 2%씩 증가했습니다. 지구의 밤이 점점 밝아지고 있지만, 이러한 추세는 지역에 따라 매우 불균등하게 나타나고 있습니다. 관련 연구는 4월 8일 학술지 *네이처*에 발표되었습니다.
[이미지 설명: 밤에 촬영된 이 지구 사진은 인간의 야간 활동 변화를 보여줍니다. 이미지 제공: NASA 지구 관측소]
"전 세계 조명량이 16% 증가했지만, 모든 지역에서 조명량이 증가한 것은 아닙니다."라고 논문의 저자 중 한 명인 독일 루르 대학교 보훔의 크리스토퍼 키바 교수는 설명합니다. "우리는 조명이 증가한 지역에서 전 세계 광량이 34% 증가했지만, 다른 지역에서는 광량이 18% 감소하여 이를 부분적으로 상쇄했다는 것을 발견했습니다."
이러한 연구 결과는 야간 조명 변화가 기존에 생각했던 것보다 훨씬 역동적이고 지역적이라는 것을 보여줍니다. 급속한 도시화로 인해 인도와 같은 국가에서는 밤이 더 밝아졌습니다. 반면, 일부 선진국에서는 LED 조명 보급 확대와 빛 공해 감소 정책 덕분에 빛 노출량이 감소하는 현상이 나타났습니다.
모든 변화가 점진적인 것은 아닙니다. 러시아-우크라이나 분쟁 발발 이후 우크라이나의 야간 조명은 크게 감소했습니다. 프랑스에서도 야간 밝기가 33%나 줄어들었는데, 이는 많은 도시들이 에너지 절약과 빛 공해 감소를 위해 자정 이후 가로등을 껐기 때문입니다.
"지역별 차이에도 불구하고 독일 전체의 광량은 거의 변화가 없었다"고 키바는 밝혔다. "조명이 증가한 지역에서는 광량이 8.9% 증가했고, 감소한 지역에서는 9.2% 감소했다."
위성 관측 데이터에 따르면 유럽 전역의 야간 총 광량이 4% 감소했습니다. 그러나 위성은 인간의 눈과 빛을 감지하는 방식이 다르기 때문에 이러한 감소가 인간의 주관적인 인식을 반영하지 않을 수 있습니다.
이번 연구의 주요 성과는 고해상도 실시간 야간 데이터를 사용했다는 점입니다. 이전 분석들은 월평균 또는 연평균 데이터에 의존했기 때문에 미묘한 단기적 변화나 지역적 변화를 포착하기 어려웠습니다. 키바는 "지금까지 고해상도 야간 데이터를 사용한 전 지구적 분석은 없었다"고 강조했습니다.
연구팀은 위성이 지구를 관측하는 각도를 보정하기 위해 새로운 알고리즘을 사용했습니다. 예를 들어, 주거 지역은 특정 각도에서 볼 때 더 밝게 나타나는 경향이 있고, 인구 밀도가 높은 도심 지역은 바로 위에서 볼 때 더 밝게 나타나는 경향이 있습니다. 이러한 요소를 고려함으로써 빛 복사량 변화를 더욱 정확하게 모니터링할 수 있습니다.
본 연구에서는 미국 해양대기청(NOAA)과 NASA의 수오미 NPP, NOAA-20, NOAA-21 위성에 탑재된 가시광선-적외선 영상복사계(VIRM)의 주야간 데이터를 활용했습니다. 이 위성들은 일반적으로 현지 시간으로 오전 1시에서 4시 사이에 영상을 촬영하며, 매일 밤 북위 70도에서 남위 60도 사이의 거의 모든 지역을 관측합니다. 이미지의 각 픽셀은 약 0.5제곱킬로미터를 나타냅니다.
정확성을 확보하기 위해 연구진은 인공 광원만 집계했으며, 위성이 감지한 산불이나 오로라와 같은 자연 현상은 제외했습니다.
야간 조명 변화를 이해하는 것은 실질적인 의미가 있습니다. 키바는 "조명은 야간 전력 소비의 주요 원인이며, 빛 공해는 생태계를 파괴합니다."라고 말했습니다. "따라서 이 두 가지 추세를 이해하는 것이 매우 중요합니다."
유럽우주국(ESA)의 지구 탐사선 13호 임무의 일환으로, 키바(Kyba)는 야간 조명 관측에 특화된 새로운 위성 개발을 주도하고 있습니다. 이 위성은 더욱 희미한 광원을 감지하고 더 높은 해상도를 제공하여 전 세계 조명 변화 추이 분석의 불확실성을 줄여줍니다.
