지구환경도시건설공학과

연구 2026년 04월 16일 목요일

‘엘니뇨’ 밀리고 ‘남극 진동’ 뜨니 호주 산불 더 극심해졌다 !

호주 남동부 지역의 산불 위험이 매년 극단적으로 널뛰는 예측 불허 국면에 진입했다는 분석 결과가 나왔다. 변동성이 커진 원인으로는 ‘남극환상모드’라는 대기 순환 패턴의 영향력 강화가 지목됐다. 지구환경도시건설공학과 이명인 교수팀은 1981년부터 2022년까지 호주 남동부 지역의 산불 기상 조건을 분석해 이 같은 사실을 밝혀냈다. 이 교수팀의 연구에 따르면, 호주 남동부의 산불 위험이 2000년대 초반을 기점으로 ‘체제 전환(Regime Shift)’이라 부를 만큼 급격하고 불규칙한 변화를 겪고 있다. 이전 시기(1981~2001년)에 비해 최근 20여 년(2002~2022년) 사이 극심한 산불 발생 위험일(Fire Weather Days)은 약 5배나 급증했으며, 해마다 산불의 강도가 널뛰는 ‘변동성’ 또한 2배 이상 확대됐다. 주목할 점은 산불을 일으키는 ‘지휘자’가 바뀌었다는 것이다. 과거에는 적도 태평양 수온이 변하는 ‘엘니뇨-남방진동(ENSO)’이 호주 산불에 큰 영향을 미쳤으나, 최근에는 남극을 감싸고 도는 대기 순환 패턴인 ‘남극환상모드(SAM)’가 산불 변동성을 결정짓는 가장 강력한 원인으로 부상했다. 이러한 주도권의 변화는 땅과 대기가 서로 영향을 주고받는 ‘지면-대기 결합’이 강화되었기 때문이라는 분석이다. 가뭄으로 인해 지면이 바짝 마르면, 지면이 수분을 어느 정도 머금고 있던 상태보다 태양열이 지표면 온도를 더 급격히 높이고, 이는 다시 대기를 건조하게 만들어 산불이 나기 쉬운 ‘복합 극한 기상(고온, 건조, 가뭄)’을 유도하는 악순환이 깊어진 것이다. 기후 변화는 농업 분야에도 직접적인 타격을 주고 있는 것으로 나타났다. 연구팀은 산불 위험의 변동성이 커질수록 이 지역의 주요 작물인 옥수수 수확량 또한 비례해 크게 변동하는 현상을 확인했다. 기후-산불-농업을 통합한 사회·경제적 재난 관리의 중요성을 보여주는 대목이다. 제1저자인 김기욱 연구원은 “과거에는 산불 예측 시 엘니뇨 현상을 주로 참고했다면, 이제는 남극 지역의 대기 흐름(SAM)과 지면의 건조 상태를 더욱 면밀히 관찰해야 한다”며 “이번 연구는 호주뿐 아니라 기후 변화로 인해 산불이 대형화·일상화되고 있는 전 세계 여러 지역의 산불 예측 성능을 높이는 데 기여할 것”이라고 설명했다. 이명인 교수는 “단순한 기온 상승을 넘어 기상 요인들의 복합적인 상호작용으로 인해 산불의 예측 불가능성이 커지고 있다”며 “강화된 복합 극한 기상 재난의 신호를 기후 모델에 정교하게 반영한다면 미래 기후 재난에 대비한 영향 예보 시스템을 한 단계 고도화할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 이번 연구는 UNIST 이명인 교수팀의 주도로 하와이대학교(University of Hawaii), POSTECH 등 국제 공동 연구팀이 참여했으며, 연구 결과는 산림 및 농업 연구 관련 최상위 국제 학술지 ‘농림기상학(Agricultural and Forest Meteorology)’에 4월 11일자로 게재됐다. 연구 수행은 환경부의 ‘신기후체제 대응 환경기술개발’ 사업의 지원을 받아 이뤄졌다.

연구 2026년 04월 13일 월요일

“한국인, 연간 보름은 대기오염 ‘4중고’에 시달린다”

한국인들은 연간 보름가량 세계보건기구(WHO) 권고 기준을 초과하는 미세먼지와 오존 등 4대 대기오염 물질에 동시 노출되는 것으로 나타났다. UNIST 지구환경도시건설공학과 임정호 교수팀은 주요 대기오염 물질 6종의 지표면 농도를 시간단위로 추정해 오염지도를 그리는 인공지능모델인 딥맵을 개발하고, 이 같은 분석 결과를 얻었다고 30일 밝혔다. 연구팀이 이 모델로 2021년부터 2023년까지 동아시아 전역의 대기질을 분석한 결과, 여러 오염물질이 동시에 세계보건기구(WHO) 단기 권고 기준을 초과하는 '공노출' 현상이 광범위하게 발생하고 있었다. 특히 호흡기와 심혈관계 질환을 악화시키는 미세먼지(PM10), 초미세먼지(PM2.5), 이산화질소(NO2), 오존(O3) 등 4개 물질이 한꺼번에 기준치를 초과하는 날이 한국에서만 연간 15일에 달했다. 이러한 대기오염 4중고는 중국 화북평원(24일)과 동부 지역(19일)에서도 두드러졌으며, 주로 겨울철 난방 여파와 봄철 황사, 가을철 고기압 영향으로 오존 생성이 활발한 3월, 4월, 10월에 집중적으로 발생했다. 최근 연구에 따르면, 이러한 복합 노출은 단일 오염물질 노출보다 건강에 더 치명적인 영향을 미칠 수 있어 정밀한 모니터링이 필요하다. 하지만 기존 관측 방식에는 한계가 있었다. 지상 관측소는 산발적으로 흩어져 있어 공간적 공백이 생기고, 위성 관측은 구름에 가려지면 데이터를 얻지 못한다. 대기화학수송모델 역시 해상도가 낮아 지역별 세밀한 변동성을 짚어내기 어려웠으며, 무엇보다 기존 연구 대다수가 오염물질 농도를 하나씩 따로 산출해 실제 복합 오염 상황을 제대로 반영하지 못했다. 반면 분석에 사용된 딥맵은 정지궤도 환경위성(GEMS) 데이터, 대기화학수송모델, 수치모델의 기상자료, 지상관측 자료 등을 통합해 일산화탄소(CO), 이산화황(SO2)을 포함하는 총 6종 대기오염물질의 농도를 시간 단위로 동시에 산출할 수 있다. 공간해상도도 10km로 촘촘해 지역별 오염 분포를 제대로 파악할 수 있으며, 시간 단위 예측으로 오염물질 변화 흐름까지 추적할 수 있다. 제1저자인 강은진 연구원은 “서로 영향을 주고받는 오염물질 간 관계를 함께 학습하는 멀티태스킹 구조를 적용해 기존 단일 오염물질 농도 추정 모델보다 성능이 향상됐다”고 설명했다. 임정호 교수는 “기존에는 대기오염을 개별 물질 중심으로 분석해 실제 환경에서 여러 오염물질이 동시에 작용하는 상황을 충분히 반영하지 못했다”며 “이번 모델은 이러한 한계를 넘어 복합 대기오염을 보다 현실적으로 평가할 수 있게 한 것으로, 향후 대기질 예보와 환경 정책 수립, 공중보건 연구 등 다양한 분야에 활용될 수 있다”고 강조했다. 이번 연구 결과는 환경 분야 저명 학술지인 환경과학과 기술(Environmental Science & Technology)에 3월 20일자로 게재됐다. 연구 수행은 환경부 국립환경과학원, 과학기술정보통신부 한국연구재단의 지원을 받아 이뤄졌다. (끝).

연구 2026년 04월 10일 금요일

“적도 태평양 수온 뒤바뀌면 이듬해 겨울 추위 예측 더 정확해진다”

적도 태평양의 해수 온도가 크게 바뀌는 해에는 이듬해 겨울 추위 예측이 더 정확해질 수 있다는 연구 결과가 나왔다. UNIST 지구환경도시건설공학과 이명인 교수팀은 영국 기상청 해들리센터와의 공동 연구를 통해 엘니뇨와 라니냐가 서로 전환되는 시기에 겨울 날씨를 좌우하는 북대서양진동(NAO)의 예측 정확도가 크게 높아지는 현상을 규명했다고 26일 밝혔다. 북대서양진동은 북극의 찬 공기를 가두는 제트기류의 강도를 좌우하는 대기 순환 패턴이다. 북반구 한파와 폭설에 큰 영향을 미치지만 해마다 변동 폭이 커 한 달 뒤 상황조차 예측하기 어렵다. 연구에 따르면, 엘니뇨에서 라니냐로, 또는 라니냐에서 엘니뇨로 바뀌는 해에는 다음 해 겨울 기후 모델의 북대서양진동 예측 성능을 나타내는 상관계수가 0.60까지 높아지는 것으로 나타났다. 반면 엘니뇨나 라니냐 상태가 계속 유지되는 해에는 상관계수가 0.03 수준에 머물렀다. 엘니뇨는 적도 태평양의 해수면 온도가 평년보다 높아지는 현상이고, 라니냐는 반대로 해수면 온도가 낮아지는 현상이다. 연구진은 해수 온도 변화로 시작된 강한 대기 변화가 북쪽으로 서서히 전달되면서 북대서양진동에 영향을 주기 때문에 모델의 예측 정확도가 높아지는 것으로 분석했다. 해수 온도 변화로 유발된 대기 각운동량이 약 1년 뒤 북반구 대기 순환에 영향을 주는 ‘지연 효과’와, 로스비 파동을 통해 대기 신호가 바로 전달되는 ‘동시 효과’가 겹치면서 북대서양진동 패턴이 강화되는 것이다. 로스비 파동은 지구 자전의 영향으로 대기 흐름이 물결처럼 굽이치며 이동하는 현상이다. 제1저자인 김기욱 연구원은 “평소 겨울 대기는 여러 자연 변동이 뒤섞여 있어 신호보다 잡음이 더 큰 상황이지만, 엘니뇨와 라니냐가 서로 뒤바뀌는 시기에는 열대에서 시작된 변화가 신호를 구조적으로 강화하기 때문에 역학적 시그널이 강해져 1년 후 예측 성능을 증가시키는 원리”라고 설명했다. 연구팀이 제시한 이론은 최근 북반구 겨울 기후 사례와도 잘 맞아떨어진다. 재작년 겨울(2024년~2025년)은 직전 해 엘니뇨에서 라니냐로 전환된 시기로, 기후예측 모델들이 북대서양진동(북극진동)을 비교적 정확하게 예측한 사례로 꼽힌다. 반면 지난겨울(2025년~2026년)은 라니냐 상태가 계속 유지되면서 이러한 전환 신호가 나타나지 않았고, 북극 상공 성층권 온난화 등 다른 요인이 작용하면서 한파 예측이 쉽지 않았던 것으로 풀이된다. 이명인 교수는 “적도 태평양에서는 해마다 해수 온도와 대기 순환이 함께 바뀌는 엘니뇨 남방진동(ENSO) 현상이 나타나는데, 이러한 변화가 1년 뒤 북반구 대기 순환으로 이어지는 과정을 역학적으로 규명한 것”이라고 설명했다. 이 교수는 이어 “겨울 기후 변동성을 고려한 장기적 농업 생산이나 에너지 수요 관리 대응 전략과 향후 개발될 한국형 기후예측모델의 정확도를 높이는 데 기여할 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구 결과는 세계적 권위지 네이처(Nature)의 자매지인 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 3월 25일(런던 현지 시각) 공개됐다. 연구 수행은 기상청과 국립기상과학원의 ‘기후예측 현업시스템 운영 및 개발’과 ‘기후위기 대응 국가기후예측시스템 개발’ 사업의 지원을 받아 이뤄졌다.

커뮤니티 2026년 03월 02일 월요일

“AI로 원전·교량 이상 징후 포착” 이승준 박사, 교육부장관 표창

AI와 데이터를 활용해 원전, 교량 등 국가 핵심 인프라의 안전 시스템을 혁신해온 이승준 박사가 지난달 25일, ‘4단계 BK21 사업’ 우수 참여 인력으로 선정돼 교육부장관 표창을 수상했다. 이번 표창은 사고 발생 후 원인을 규명하던 기존의 수동적 대응에서 탈피해, AI로 이상 징후를 선제적으로 감지하고 재난을 예방하는 ‘인프라 안전 지능화’를 선도한 공로를 인정받은 결과다. 지구환경도시건설공학과 신명수 교수 연구실의 이 박사는 2020년부터 BK21 ‘인공지능 중심 건설공학 인재양성팀’의 일원으로 사회기반시설 안전성 평가 연구에 매진해 왔다. 그의 연구는 산업 현장이 직면한 고난도 과제 해결에 초점을 맞췄다. 주행 차량의 하중 특성을 고려한 교량 안전성 평가 모델 개발부터 플랜트 시설 지진 피해 예측, 디지털 트윈 및 비전 AI 기반의 교량 재난 대응 기술 등이 대표적 성과로 꼽힌다. 학술적 역량은 괄목할 만한 수치로 증명됐다. 이 박사는 SCI(E)급 국제 저명 학술지에 총 7편(주저자 6편)의 논문을 게재했으며, 현재 3편의 논문이 추가 심사 단계를 밟고 있다. 국내외 학술대회 발표 실적 또한 29건에 달해 학계의 주목을 받았다. 기술의 실무 적용성도 확보했다. 지진 취약 정보 제공 장치 관련 특허 1건과 소프트웨어 2건을 등록하며 현장 도입 발판을 마련했다. 그는 앞서 2020년 국제 구조건전성 모니터링 대회(IPC-SHM) 3위 입상과 벤틀리 시스템즈(Bentley Systems) 주관 ‘인프라 어워드’ 특별상을 휩쓸며 국제적 경쟁력을 입증했다. 글로벌 협력을 통한 외연 확장도 돋보인다. 일본 교토대와 영국 글래스고대 등 세계 유수 대학과의 교류를 통해 구조 신뢰성 및 재난 위험 평가 분야 선진 기술을 체득했다. 지난 2월 UNIST에서 박사학위를 취득한 그는 현재 한국표준과학연구원(KRISS) 비파괴측정그룹에서 박사후연구원으로 재직하며 연구의 깊이를 더하고 있다. 이승준 박사는 “BK21 사업의 전폭적인 지원 덕분에 연구에만 전념할 수 있었다”며 “기후 위기 시대에 탄소 배출 저감과 인프라 안전이라는 두 마리 토끼를 잡는 연구자로 거듭나겠다”고 포부를 밝혔다. 지도교수인 신명수 학과장은 “검증 절차가 까다로운 원전과 교량 분야에서 AI를 결합한 고난도 연구를 끈기 있게 수행한 결실”이라며 “UNIST의 인프라 안전 기술을 세계 최고 수준으로 고도화하는 데 기여하겠다”고 강조했다.

연구 2026년 01월 22일 목요일

‘100년도 더 가는 난분해성 유해물질’ 과불화화합물 처리 기술 개발

한 번 환경에 유출되면 수백 년간 자연 분해되지 않는 탓에 ‘영구 화학물질’로 불리는 과불화화합물을 처리하는 새로운 기술이 개발됐다. UNIST 지구환경도시건설공학과 김귀용 교수와 반도체소재·부품대학원 김병조 교수팀은 전도성 고분자를 이용해 물속에 저농도로 퍼져 있는 과불화화합물을 흡착 시켜 농축한 뒤 이를 전기 분해하는 기술을 개발했다고 15일 밝혔다. 과불화화합물은 프라이팬 코팅, 방수 의류 제조, 반도체 공정 등에 쓰는 물질로, 자연에서는 거의 분해되지 않는다. 최근 과불화화합물이 극미량만 들어있어도 건강에 영향을 줄 수 있다는 연구가 잇따르면서, 우리나라, 미국 등에서는 음용수에 포함된 과불화화합물의 함량 기준을 리터당 나노그램 수준 이하로까지 강화하고 있는 추세다. 저농도 과불화화합물 폐수까지도 효율적으로 처리할 수 있는 기술 필요성이 대두되는 이유다. 연구팀은 전도성 고분자를 이용해 저농도 폐수에서 과불화화합물을 농축하고 이를 다시 분리해 전기 분해할 수 있는 기술을 개발했다. 전도성 고분자의 성질이 고분자에 걸리는 전압 방향 등에 따라 바뀌는 점에 착안한 기술이다. 이 전도성 고분자가 코팅된 전극을 폐수에 넣고 전압을 가하면, 고분자가 마치 자석이 철가루를 끌어모으듯 과불화화합물을 표면에 모을 수 있다. 전압 방향을 바꾸면 전극에 붙어 있던 과불화화합물이 다시 떨어져 나온다. 이 원리를 이용해 물속에 희석되어 떠다니던 과불화화합물만 선택적으로 골라내어, 고농도로 모은 뒤 따로 처리하면 저농도 상태보다 훨씬 적은 전기에너지로 처리할 수 있게 된다. [연구그림] 전도성 고분자의 전기적 상태 변화에 따른 과불화화합물 흡착 및 탈착 매커니즘 연구팀은 이 방식을 적용해 기존의 전기화학 분해 방식보다 20배 이상 낮은 전기에너지로 과불화화합물을 분해했으며, 하수 처리수, 수돗물과 같은 복잡한 수질 조건에서도 적용될 수 있음을 확인했다. 또 분해조 하나에 과불화화합물을 모으는 흡착 전극과 이를 분해하는 전극이 함께 들어간 정화 시스템까지 만들었다. 분리와 분해가 연속적으로 이뤄질 수 있는 방식이라 과불화화합물 처리 공정을 보다 단순화할 수 있다. 현재 저농도 과불화화합물 폐수는 활성탄 등을 이용해 과불화화합물을 흡착시킨 뒤 이를 고온에서 소각하거나 매립하는, 즉 ‘분리’와 ‘처리’ 단계가 구분된 방식을 통해 주로 처리된다. 특히 매립 처리의 경우, 과불화화합물이 자연계에서 분해되는 것이 아닌 ‘격리’ 수준에 그친다는 문제가 있다. 김귀용 교수는 “전도성 고분자는 일반적인 과불화화합물 흡착제와 달리 탈착 및 재생을 위한 화학약품 처리 등이 필요 없고, 흡착된 과불화화합물을 다시 쉽게 분리해 낼 수 있는 만큼 저농도 과불화화합물 폐수 처리에 경제적인 대안이 될 수 있는 것”이라고 말했다. 또한 “기존 기술들과 달리 분리와 처리 단계를 일원화하고 폐수에서 분리된 과불화화합물을 매립이나 소각하는 것이 아닌 분해까지 할 수 있다는 점도 차별점”이라고 덧붙였다. 연구팀은 분자동역학 시뮬레이션을 통해 전도성 고분자의 과불화화합물 흡착과 탈착 원리도 규명했다. 시뮬레이션 연구를 주도한 김병조 교수는 “이번 계산·시뮬레이션 결과는 향후 오염물 선택성과 가역성을 동시에 갖는 새로운 흡착제를 설계하는 데에도 중요한 기준을 제시할 수 있다”고 설명했다. 이번 연구 성과는 환경·에너지 분야의 권위 있는 국제학술지 환경과학기술(Environmental Science & Technology)에 1월 13일 출판됐다. 연구 수행은 과학기술정보통신부 한국연구재단, 산업통상부 한국산업기술진흥원의 지원을 받아 이뤄졌다.

커뮤니티 2026년 01월 12일 월요일

UNIST 교수 4명, 한국공학한림원 2026년 신입회원 선정

UNIST 교수 4명이 국내 공학기술 분야 최고 권위를 지닌 한국공학한림원 2026년도 신입 일반회원에 이름을 올렸다. UNIST는 이번 선정으로 건설환경공학, 화학생물공학, 기술경영정책, 컴퓨팅 등 공학 전반에서 연구 경쟁력을 다시 한번 입증했다. 한국공학한림원은 기업·대학·연구기관에서 연구 성과와 기술개발을 통해 국가 발전에 기여한 공학기술 전문가를 대상으로 회원을 선발한다. 후보 추천 이후 약 10개월에 걸친 다단계 심사를 통해 연구 성과와 기술의 학문적·산업적 파급력을 종합적으로 평가한다. 이번에 신입 일반회원으로 선정된 UNIST 교수는 △건설환경공학분과 신명수 교수(지구환경도시건설공학과) △화학생물공학분과 김진영 교수(에너지화학공학과) △기술경영정책분과 김영춘 교수(기술경영전문대학원) △컴퓨팅분과 심재영 교수(인공지능대학원) 등 4명이다. 이번 성과의 배경에는 연구자 개인의 우수성에 더해, 연구기획팀이 기관차원에서 신입회원 자격요건을 충족한 전임교원 200여 명을 대상으로 제도 취지와 절차를 안내하며 적극적인 독려도 한몫했다. 신명수 교수는 지속가능 건설기술과 내진공학 분야 연구자로, 인공지능(AI) 기반 내진 설계와 성능평가 기술을 발전시켜 왔다. 저탄소 고성능 건설재료 개발을 이끌었으며, 최근에는 3D 프린팅을 활용한 스마트건설 분야로 연구를 확장해 도시 기반시설의 지속가능성과 복원력 향상에 기여하고 있다. 김진영 교수는 차세대 태양전지와 광전자소자 분야 전문가다. 페로브스카이트 태양전지의 효율과 안정성을 동시에 높이는 연구를 통해 상용화 가능성을 끌어올렸다는 평가를 받는다. 국제 공동연구를 통해 재생에너지 확산과 탄소중립 실현에도 성과를 쌓아왔다. 김영춘 교수는 조직이론과 기술혁신전략 분야에서 기성기업과 신생기업의 혁신 전략, 조직학습과 기업 혁신 성과 관계를 실증적으로 분석해 왔다. 연구 결과는 조직과학(Organization Science), 연구정책(Research Policy) 등 국제 학술지에 게재됐다. 심재영 교수는 시각지능(컴퓨터비전) 분야 연구자이자 UNIST 인공지능대학원장이다. 영상과 대규모 3D 데이터 복원 기술을 개발해 자율주행차·로봇·드론·디지털트윈 관련 산업 분야 연구를 수행해 왔으며, 인공지능 기반 산업 현장 문제 해결 역량을 갖춘 인재 양성에도 힘을 쏟고 있다. 박종래 총장은 “UNIST에서 세계 수준의 연구 성과가 지속적으로 나올 수 있도록 지원을 강화하겠다”며 “우수한 연구 성과가 국내외 주요 학술·전문 기구에서 정당하게 평가받을 수 있도록 뒷받침하겠다”고 말했다.

커뮤니티 2026년 01월 06일 화요일

조재원 교수, 30년 우정 故 김경웅 GIST 교수와 나눈 ‘마지막 환경 담론집’ 출간

환경을 평생 학문으로 삼아온 두 환경공학자의 대화가 한 권의 책으로 나왔다. 조재원 UNIST 지구환경도시건설공학과 교수와 지난해 여름 별세한 故 김경웅 GIST 교수가 함께 쓴 《환경, 그리고 가능성의 미래: 어느 환경공학자의 마지막 담론》이다. 30년 넘게 환경을 고민해 온 두 학자의 사유를 담았다. 책은 기후·에너지 위기, 인구 감소, 인공지능 윤리, 양자 컴퓨터 시대 가치 등 동시대 쟁점을 다룬다. 특히, 모든 문제를 환경 관점 하나로 묶는다. 환경을 보호 대상이나 정책 수단으로 보지 않고, 기술과 사회, 윤리를 가르는 기준으로 놓는다. 이런 문제의식은 두 저자 삶에서 나왔다. 두 교수는 30여 년간 환경 연구와 교육 현장을 함께했다. 시대 변화 앞에서 환경이 늘 중요하다고 말해졌지만, 중심에 서지 못했다는 공통 인식도 나눴다. 책은 그 이유를 묻고 답한다. 주변에 있었기에 오히려 모든 문제를 잇는 원리라고 강조한다. 출간 과정은 쉽지 않았다. 공동 저자인 김경웅 교수가 집필 도중 갑작스럽게 세상을 떠났다. 책은 미완 위기에 놓였다. 그러나 고인이 28년간 몸담았던 GIST 대학 출판부 ‘GIST Press’와 동료 교수들의 뜻이 모였다. 프로젝트는 이어졌고, 책은 세상에 나왔다. 김 교수는 토양·지하수 오염 정화 분야 세계적 연구자였다. 국제학술지 편집위원을 지냈고, 여러 학술상을 받았다. 연구를 현장으로 옮기는 데도 힘썼다. 전기 없이 물을 정화하는 ‘옹달샘 프로젝트’를 조재원 교수와 같이 이끌었다. 무동력 멤브레인 수처리 장치 ‘GIST 희망정수기’를 개발해 20여 개국에 보급했다. 캄보디아 왕립프놈펜대학교 환경공학과 학위과정 개설도 주도했다. 이런 실천은 조재원 교수의 시선과 맞닿았다. 조 교수는 환경공학을 기술 영역에 가두지 않았다. 사회가 무엇을 선택해야 하는지 묻는 사고의 틀로 다뤄왔다. 해결책 나열보다 조건과 책임을 먼저 살폈다. 두 저자 대화는 환경을 다시 시대 중심에 올려놓는다. 책은 기술 시대를 바라보는 태도에 변화를 꾀한다. 인공지능과 양자 컴퓨터로 상징되는 미래 앞에서 낙관과 거부를 나누지 않는다. 기술이 놓인 조건을 묻고, 그 책임을 누가 질 것인지 질문한다. 환경이라는 관점 없이는 미래를 이해할 수 없다고 말한다. 생각이 달라 바로 그 다름의 틈이 있었기에 서로 이해할 수 있었던 두 공저자의 친구 사이가 “틈과 사이의 환경 철학”으로 고스란히 책에 담겨 있다. 미완의 대화는 그들을 거쳐간 제자들의 몫이라고 저자는 끝으로 말한다. 조재원 교수는 “친구가 떠난 빈 공간이 위기를 맞은 세상을 채울 가능성으로 느껴진다”며 “옆자리는 비었지만, 동료가 남긴 시간성은 영원할 것”이라고 애도를 표했다.

대학소식 2025년 05월 19일 월요일

UNIST, 오사카 엑스포서 ‘미래 도시 설계’ 제시

UNIST 연구진이 13일, ‘2025 오사카 엑스포’에서 지방소멸 대응을 위한 미래 도시 설계 방안을 제시했다. 이승호 디자인학과 교수와 조기혁, 김정섭 지구환경도시건설공학과 교수는 유럽연합 초청을 받아 ‘도시의 미래를 그리다: 디자인, 기술, 그리고 민주주의’를 주제로 한 패널 토론을 이끌었다. 이 토론은 지역소멸과 인구 감소 문제를 해결하기 위한 새로운 정책을 논의하는 자리였다. 국제 토론이 이뤄진 오사카 엑스포 행사장 전경(유럽연합파빌리온) 토론은 EU 집행위원회 디지털 정책 수석부위원장(전 핀란드 교육부장관) 헨나 비르꾸넨 의원 기조연설로 시작됐다. 그는 "디지털 전환은 기술이 아닌, 사람과 공동체를 위한 것"이라며 "디자인, 기술, 시민 참여가 조화로운 도시는 더 포용적이고 회복력 있는 사회를 만든다"고 했다. 연구책임자 조기혁 교수는 밀양과 안동에서 진행 중인 시민 참여와 기술을 결합한 미래 도시 설계 프로젝트를 소개했다. 그는 "디지털 기술은 인구가 감소하는 쇠퇴도시에서 시민 중심 정책을 만드는 데 중요한 수단"이라며 "미래 도시는 지속적인 정책 실험장이 되어야 한다"고 강조했다. 이승호 교수가 포럼 좌장을 맡아 토론을 이끌고, 마크 보덴 박사(오른쪽)이 참여하고 있다. 좌장을 맡은 이승호 교수는 "모든 도시는 현재도 변화하고 있다"며 "디자인과 기술 그리고 시민 참여와 기술 융합을 통해 도시 변화를 지속적으로 이뤄가야 한다"고 전했다. 엑스포 현장에서 이 프로젝트를 선보인 김정섭 교수는 "UNIST 연구가 지방소멸 문제 해결에 주목받았다"고 평가하며, "앞으로도 지역 시민과 함께 도시 미래를 설계하는 연구를 확장해 나갈 것"이라고 밝혔다. 토론에 참여한 패널들이 기념사진을 촬영하고 있다. (왼쪽부터 이승호 교수, 마크 보덴 박사, 헤멜레이넨 박사, 조기혁 교수, 야부타니 교수) UNIST 교수진과 함께 EU 공동연구센터 마크 보덴 박사, 핀란드 에스포시(市) 메르비 헤멜레이넨 박사, 일본 도야마시 유슈케 야부타니 교수도 이번 토론에 의견을 더했다. 마크 보덴 박사는 "유럽은 각기 다른 역사와 문화를 지닌 만큼, 동일한 문제라도 도시별 맞춤형 정책이 필요하다"며 "데이터 기반 정책 입안과 시민 참여 중심의 도시 설계가 핵심"이라고 말했다. 메르비 헤멜레이넨 박사는 "기술은 더 나은 도시를 만들기 위한 수단이어야 한다"며 핀란드에서 AI와 VR을 활용한 외국인 거주자와 장애인을 위한 도시 설계 사례를 공유했다. 유스케 야부타니 교수는 "도시 네트워크는 행정이 아닌, 지역 주민 참여로 설계돼야 한다"고 주장하며, 인구 감소와 고령화 문제 해결 방안을 논의했다. 기초연구실지원사업 프로젝트 참여자들이 미래시민워크숍을 진행하고 있다. 한편, UNIST 연구진은 한국연구재단 ‘지방소멸 대응을 위한 라이트사이징 기술 기초연구실’ 지원을 받아 밀양과 안동에서 시민 참여형 도시 설계 프로젝트를 진행 중이다. 연구진은 두 도시를 매주 방문해 시민이 동참하도록 유도하고, 미래 도시를 상상하는 과제를 수행하고 있다.

연구 2025년 04월 03일 목요일

“어디서 왔는지 알아낸다”... 대기 중 수은 오염원 평가법 개발

대기 중 수은의 출처를 정확하게 알아낼 수 있는 기술이 개발됐다. UNIST 지구환경도시건설공학과 최성득 교수팀은 대기 중 수은 출처와 공간적·계절적 분포를 정확하게 알아낼 수 있는 평가기술을 개발했다. 고해상도 대기모니터링과 수은 동위원소 분석을 기반으로 하는 기술이다. 수은은 다양한 동위원소가 존재하는데, 이 동위원소의 비율을 분석해 수은의 출처를 알아낼 수 있다. 수은의 출처를 3가지로 나눠 분석하는 기법을 통해 정확도를 높였다. [연구그림] 삼원 혼합 모델을 통한 대기중 수은 오염원 평가법. 연구팀은 이 평가법으로 울산 지역 대기에 대한 분석을 진행했다. 30개 지점의 대기를 1년간 채취해 분석한 결과, 울산 지역 수은 농도는 계절과 지역에 따라 큰 차이를 보였다. 평균 농도는 여름철이 9.3 ng/m³로 가장 높았으며, 가을철에 가장 낮은 4.4 ng/m³를 기록했다. 비철금속 산업단지에서는 최고 농도인 21.9 ng/m³를 보였는데, 이는 비철금속산업이 수은의 주요 배출원인임을 시사한다. 계절풍이 수은 확산에 중요한 영향을 미치는 것으로 분석됐다. 여름과 봄철에는 남동풍이 우세하여 해안가 산단에서 배출된 수은이 울산 내륙으로 확산됐고, 가을과 겨울철에는 북서풍이 대기 중 수은을 동해상으로 이동시켜 수은 농도가 낮아졌다. 특히, 여름철에는 수은 농도의 73%가 비철금속 산업과 같은 인위적 배출로부터 기인한 것으로 나타났다. 연구팀은 산업단지가 있는 타지역에 대한 장기 분석을 진행 중이며, 이 분석법은 인접국에서 넘어오는 수은의 기여도를 정확하게 파악하는 데도 도움이 될 것이라고 설명했다. 수은은 과량 노출되면 뇌와 신장 손상, 폐 질환, 소화기 이상, 혈압 상승, 피부발진 등을 유발하며, 장기적으로 수은 중독이나 미나마타병을 초래할 수 있는 중금속이다. 끓는점과 증기압이 낮아 기체 상태로 대기 중에 존재할 수 있다. 최성득 교수는 “검출된 수은 농도가 미국환경보호청 권고 기준(300 ng/m³)을 초과하지 않지만, 수은은 잔류성이 큰 물질이므로 산업단지에 대한 지속적인 모니터링과 관리가 필요하다”고 말했다. 이번 연구는 UNIST 조인규 연구원이 제1저자로, POSTECH 권세윤 교수와 국립수산과학원 임재현 박사, 황동운 박사가 공동 연구자로 참여했다. 연구 수행은 울산녹색환경지원센터, 해양수산과학기술진흥원, 한국연구재단의 지원으로 이뤄졌으며, 연구 결과는 환경 분야 최상위 학술지인 유해물질저널(Journal of Hazardous Materials) 4월호에 출판됐다.

커뮤니티 2025년 01월 22일 수요일

김효은 학부생, 무안 참사 속 자원봉사 "이웃 아픔 어루만진 겨울방학"

“이웃들이 참사에 희생되신 것을 알고 가만히 있을 수 없었습니다.” 전남 무안 제주항공 여객기 참사 현장에서 자원봉사 활동을 한 김효은 학생은 봉사에 나서게 된 계기를 21일 이렇게 밝혔다. UNIST 지구환경도시건설공학과 4학년인 김효은 학생은 방학을 맞아 광주 광산구 집에 왔다가 뉴스로 참사 소식을 접했다. 시간이 흘러 부모님의 지인, 친구의 친구 등 소중한 이웃 3명이 참사에 희생됐다는 것을 알게 됐다. 이웃들의 안타까운 소식에 가만히 있을 수가 없었다. 유가족들을 돕고 싶었다. 자원봉사 활동 경험은 많지만 재난 현장 자원봉사는 어떻게 신청해야 하는지 몰랐다. 연말과 새해 연휴가 끼어 있어 자원봉사 단체도 쉬지 않을까 걱정이 되었다. 고민 끝에 그는 2일 광주시 자원봉사센터에 e메일을 넣었다. 광주시 자원봉사센터에서 곧바로 전화 연락이 왔다. 김효은 학생은 3일부터 6일까지 나흘 동안 전남 무안국제공항 1층의 구호 물품을 접수받고 나눠주는 곳에서 자원봉사에 투입됐다. 그곳에서 구호 물품을 나눠주면서 재난 현장의 빛과 그림자를 가까이서 볼 수 있었다. 밤새 수색작업을 하던 소방관과 경찰관들은 오후 9∼10시경 빵, 우유를 먹기 위해 구호물품센터를 찾아왔다. 그들은 껍질을 까먹는 귤도 먹지 못했다. 촌각을 다투는 수색 현장에서 귤껍질을 까는 시간조차 낭비할 수 없었기 때문이다. 소방관과 경찰관들은 간단하게 배를 채울 수 있는 빵, 우유를 요청했다. 유가족들은 슬픔에 차 식사를 제대로 하지 못했다가 밤늦게 라면을 찾기도 했다. 반면 유족이나 수색조가 아닌데 샤워용품 등 구호 물품을 잔뜩 챙겨가는 얌체들도 있었다. 서너 시간에 한 번씩 찾아와 구호물품을 챙겨가거나 쇼핑백에 담아가기도 했다. 김효은 학생은 이번 참사 같은 큰 재난 상황을 보지 못했다. 이런 큰 재난 상황에 유가족들에게 작은 힘이라도 보태고 싶어 자원봉사에 나섰고 그만큼 보람이 컸다. 그는 “소중한 이웃들이 희생된 것을 알고 어떻게든 돕고 싶은 마음뿐이었다”며 “앞으로 대학원에 진학해 학업을 이어갈 계획이지만 이번 일을 계기로 자원봉사 활동을 계속 꾸준히 이어가고 싶다”고 말했다. 이어 "UNIST 학우들도 학업과 함께 주변 이웃을 돌아보는 봉사 활동에 관심을 가졌으면 좋겠다"고 덧붙였다. <본 기사는 2025년 1월 22일 동아일보 “제주항공 참사 나눔 이야기 〈4〉 이웃 아픔 어루만진 겨울방학"라는 제목으로 실린 것입니다.>

연구 2025년 01월 02일 목요일

“1년 앞까지 내다본다”... 북극 해빙 농도 예측 AI모델 개발

최대 1년 뒤의 북극 해빙 변화를 예측할 수 있는 인공지능(AI) 모델이 나왔다. 중장기 예측 정보를 제공할 수 있어 북극 항로 개발, 해양 자원 탐사 등에 도움이 될 전망이다. UNIST(총장 박종래) 지구환경도시건설공학과 임정호 교수팀은 1년 뒤의 북극 해빙 농도를 6% 이내 오차 정확도로 예측할 수 있는 인공지능 모델을 개발했다. 해빙 농도는 단위면적에서 얼음이 덮인 영역의 비율을 말한다. 연구팀은 유넷(UNET)을 활용해 과거 북극 해빙 농도의 변화 패턴과 기온 및 수온, 태양 복사량, 바람 같은 주요 기후 요인 간의 복잡한 관계를 학습시켜 이 같은 AI 모델을 개발했다. UNET은 AI가 위성영상과 같은 이미지 데이터 간의 관계를 학습하는 딥러닝 알고리즘 중 하나다. [연구그림] 딥러닝(UNET)을 이용한 북극 해빙 예측 모델 개발된 모델은 중장기 예보 정확도가 높았다. AI 모델의 예측값과 과거 실제 해빙 농도 값을 비교하는 방식으로 정확도를 평가해 본 결과, 3개월, 6개월, 12개월 예측에서 모두 6% 미만의 평균 예측 오차를 기록했다. 기존 모델은 예측 기간이 길어질수록 평균 예측 오차가 증가했다. 또 이 모델은 이례적으로 해빙이 급격히 감소했던 상황에서도 안정적인 예측 성능을 보였다. 2007년, 2012년 여름과 같이 해빙이 급격히 녹아버린 경우, 기존 모델은 17.35%의 평균 예측 오차를 기록한 반면, 개발된 AI 모델은 7.07%의 평균 예측 오차를 기록해 평균 예측 오차 값이 절반 이하로 줄었다. 연구팀은 해빙 농도 중·장기 예측에서 중요한 역할을 하는 기후 요소들도 밝혀냈다. UNET 모델 예측 결과 간 차이를 분석한 결과, 얼음 두께가 얇은 해빙 가장자리에서는 태양복사열과 바람이 주요 변수로 작용했다. 임정호 교수는 “기존 물리 기반 모델의 한계를 극복하고, 다양한 환경 요인들이 북극 해빙 변화에 미치는 복합적인 영향을 규명한 연구”라며 “북극 항로 개발, 해양 자원 탐사, 기후 변화 대응 정책을 수립하는 데 도움이 될 것”이라고 밝혔다. 이번 연구는 국제학술지인 환경원격탐사(Remote Sensing of Environment)에 12월 11일 자로 온라인 게재됐으며, 극지연구소, 해양수산부의 지원을 받아 이뤄졌다.

기고 2024년 12월 23일 월요일

[최성득 교수 기고]울산 대기질의 역설: 깨끗한 공기에 숨어 있는 유해물질

울산의 대기질은 10년 전과 비교해서 크게 개선되었다. 중구 성안동에 있는 영남권대기환경연구소 자료에 따르면, 초미세먼지(PM2.5) 농도는 2014년 26 μg/m3에서 2023년 14 μg/m3로 46% 감소했다. 대표적인 화석연료 배출 오염물질인 이산화질소(NO2)와 이산화황(SO2) 농도도 동일 기간에 각각 65%와 41% 감소했다. 2023년 울산시 전역의 초미세먼지 농도(18 μg/m3)는 서울(20 μg/m3), 인천(22 μg/m3), 경기(21 μg/m3)보다 낮은 수준이다. 이제 울산에서는 대기질을 걱정할 필요가 없을까. 미세먼지는 단순한 먼지가 아니라, 다양한 화학성분으로 이루어진 복합 오염물질이다. 미세먼지 중량 농도뿐만 아니라, 그 구성 성분에도 주목해야 한다. 휘발성유기화합물을 제외한 주요 발암물질 대부분은 미세먼지 안에 존재한다. 미세먼지 농도가 낮아지면 독성물질 농도도 함께 낮아지는 것이 일반적이지만, 울산에서는 꼭 그렇지 않은 것이 문제다. 특히, 산업단지 주변을 주목해야 한다. 최근 울산광역시 환경보건센터 연구 결과에 따르면, 산단 지역의 질소화 다환방향족탄화수소(PAHs) 농도는 주거지역보다 4배, 할로겐화 PAHs 농도는 3배 이상 높았다. 이 결과는 울산 산단 주변의 미세먼지 농도는 낮더라도, 독성물질 농도는 여전히 높음을 의미한다. 울산의 미세먼지에는 최소 수백 종 이상의 유기물질이 포함되어 있으며, 이 중 상당수가 독성물질일 가능성이 있다. 눈에 보이는 미세먼지는 크게 줄었지만, 독성은 여전히 높을 수 있다. 다양한 물질이 산단에서 직접 배출되고 대기 중에서 새로운 오염물질이 생성되는데, 울산의 미세먼지에 어떤 화학물질이 포함되어 있는지 정확히 알지 못해 실제 독성 또한 파악되지 않고 있다. 따라서 울산시민이 얼마나 다양한 오염물질에 노출되고 있는지 알 길이 없으며, 산업활동 증가로 인해 앞으로 어떤 새로운 물질에 노출될지 가늠하기 어렵다. 환경부가 관리하는 특정대기유해물질은 저농도에서도 장기적인 섭취나 노출에 의하여 사람의 건강이나 동식물의 생육에 직접 또는 간접으로 위해를 끼칠 수 있어 대기 배출에 대한 관리가 필요하다고 인정된 물질로, 현재 35종에 불과하다. 환경부와 지자체가 울산 일부 지역에서 미세먼지에 포함된 중금속과 PAHs 등을 포함한 특정대기유해물질을 정기적으로 측정하고 있지만, 측정하지 않는 물질이 훨씬 많다. 따라서 법적으로 관리되는 물질들이 국내외 환경기준을 충족한다고 해서 대기질이 안전하다고 단정할 수는 없다. 더구나 개별 화학물질의 독성이 낮아도 여러 화학물질이 혼합되면 독성이 증가해 위해도가 높아질 수 있는데, 이와 관련된 울산시 특화 연구는 아직 수행되지 않았다. 이런 현실에서 울산 산단 주변 주민들의 환경성 질환을 명확히 규명하는 것은 매우 도전적인 연구 주제다. 산단 주변에 거주하는 주민들이 다른 지역 주민들에 비해 더 많은 건강 영향을 받는다는 점은 통계적으로 증명되었지만, 어느 공장에서 어떤 화학물질이 얼마나 배출되고 확산되어 인체로 유입된 후 어떤 경로로 질병을 유발했는지 객관적으로 증명하기는 어렵기 때문이다. 그러면 앞으로 어떻게 해야 할까? 우선 측정 대상 물질을 확대하고, 비표적 분석 기술과 인공지능 기술 등을 접목해 유해화학물질 빅데이터를 구축해야 한다. 이 자료와 주민 건강자료 등을 종합적으로 분석해 건강 영향 원인물질을 규명해야 한다. 또한, 울산에 특화된 환경 및 생체 시료은행을 구축해, 새롭게 등장할 신종 유해물질의 과거 노출을 분석할 수 있는 기반을 마련해야 한다. 당장 눈에 보이는 성과가 나타나지 않고 시민들이 체감하기 어려운 연구라 할지라도, 미래 세대를 위해 반드시 필요한 연구다. <본 칼럼은 2024년 12월 23일 경상일보 “[기고]울산 대기질의 역설: 깨끗한 공기에 숨어 있는 유해물질"라는 제목으로 실린 것입니다.>