카이로의 미세먼지, 사막 도시의 공기 질을 위성으로 보다

NASA 위성 데이터를 통해 카이로의 미세먼지, 황사, 스모그 등 복합 대기오염 현상을 분석합니다. MODIS와 TROPOMI 영상으로 본 사막 도시의 대기 질과 계절별 변화 흐름을 소개합니다.

 

 

 

나일강의 도시, 그러나 뿌연 하늘: 카이로의 대기 문제

이집트의 수도 카이로는 아프리카와 중동을 대표하는 대도시 중 하나입니다. 인구 2,000만 명 이상이 거주하며, 경제·문화·정치의 중심지 역할을 하고 있지만 그 화려한 이미지 이면에는 만성적인 대기오염 문제가 자리하고 있습니다. 카이로는 고속도로를 따라 고밀도 주거지가 이어지고, 노후 차량 비율이 매우 높으며, 지역 주민들의 생활 쓰레기 소각, 벽돌 공장과 시멘트 공장에서의 분진 발생 등 복합적인 원인으로 인해 미세먼지(PM10, PM2.5) 농도가 매우 높은 도시입니다. 세계은행(WB)과 WHO의 보고서에 따르면 카이로는 연평균 PM10 농도가 WHO 기준의 5배 이상을 초과하는 날이 매우 많고, 2022년에는 PM2.5 기준으로 전 세계 도시 중 최하위권에 포함되기도 했습니다. 그런데 이러한 상황은 이제 단지 지상 관측소의 수치로만 확인되는 것이 아니라, NASA 위성 영상에서도 명확하게 드러나고 있습니다.

 

 

NASA 위성이 보여주는 카이로 상공의 공기 질

 

NASA는 MODIS, TROPOMI, OMI 등 다양한 위성 센서를 통해 전 세계의 대기 상태를 지속적으로 관측하고 있습니다.
이 중 MODIS는 에어로졸 광학두께(AOD)를 측정해 공기 중 미세 입자들의 양과 분포를 시각화하며, TROPOMI는 이산화질소(NO₂), 오존(O₃), 포름알데히드(HCHO), 미세먼지 추정값 등을 도시 단위로 정밀하게 제공해 줍니다. 카이로는 연중 대부분의 시기에서 AOD 수치가 0.4~0.7 사이에 위치하며, 황사나 시로코(Shirocco) 바람이 부는 시기에는 AOD가 1.0 이상으로 치솟기도 합니다. 위성 이미지에서 카이로 도심은 진한 주황색 또는 붉은 계열로 나타나며, 도시 외곽의 공업지대와 도로 밀집 지역과 연결되면서
대기오염 밀집 지대가 하나의 띠처럼 이어집니다. 또한 카이로의 대기오염은 하루 중 시간대별로도 큰 차이를 보입니다. 아침·저녁 통근 시간대에는 도심부의 NO₂ 농도가 급상승하며, 오후 3시~5시 사이에는 태양광에 의한 광화학 반응으로 오존 농도가 상대적으로 높아집니다.

 

 

사막성 기후와 스모그가 만드는 이중 오염 구조

 

카이로는 사막성 기후에 속하며, 기후 자체가 대기 질에 큰 영향을 줍니다. 사막에서 발생하는 자연적인 미세먼지(PM10)는 인간 활동과 별개로 항상 존재하며, 이 위에 자동차 배출가스, 쓰레기 연소, 산업 분진 등이 겹치면서 이중 오염 구조가 형성됩니다.

봄철에는 리비아 지역에서 불어오는 시로코 바람이 뜨겁고 건조한 먼지를 도심 상공에 퍼뜨리며, 이때 AOD와 PM10 수치가 동시에 폭등합니다. 위성 영상에서는 이 시기 카이로 주변이 누런 먼지 띠로 둘러싸이며, 동시에 도시 중심부의 NO₂ 밀집도도 함께 상승합니다. 겨울철에는 바람이 잔잔해지며 대기 정체 현상이 강해져 도심에 스모그가 갇히게 되고, 위성 영상에서는 오염 덩어리가
나일강을 따라 길게 형성되는 패턴이 반복됩니다. 이처럼 자연적 오염 + 인위적 오염의 결합 구조는 카이로 대기질의 고질적 문제를 설명해 주는 주요 요인입니다.

 

 

위성 데이터로 본 계절별 대기 변화 패턴

 

NASA의 Worldview 및 Earthdata 플랫폼을 이용하면 카이로의 대기 질 변화를 계절별로 시계열로 확인할 수 있습니다. 아래는 MODIS AOD와 TROPOMI NO₂ 데이터를 조합해 분석한 계절별 특징입니다.

 

계절	주요 특징	위성에서 관측되는 경향
겨울	대기 정체, 연료 사용 증가	도시 내 붉은 띠 고정 출현
봄	황사, 시로코 바람 유입	광범위한 누런 먼지 띠 확산
여름	대기 확산 원활, 광화학 오존 상승	오존 계열 색상 농도 증가
가을	쓰레기 소각 집중	도심부 NO₂·PM 농도 동시 상승

 

이러한 패턴은 일시적 기상 현상이 아니라 매년 반복되는 구조적 흐름으로, 지상 관측소 데이터보다 더 넓은 지역과 장기 데이터를 보여줍니다. 예를 들어, 2018~2023년 사이의 MODIS 누적 영상만 봐도 봄과 겨울철 대기 혼탁도가 점점 더 뚜렷해지고 있는 흐름을 확인할 수 있습니다.

 

 

다른 도시와의 비교: 서울, 델리, LA보다 나쁜 이유는?

 

카이로는 대기오염 수준에서 서울, 델리, 로스앤젤레스보다도 더 심각한 도시입니다. NASA TROPOMI 기준으로 연평균 NO₂ 농도는 약 60~75 µmol/m² 수준이며, 동일한 해의 서울은 28, 델리는 65, LA는 38 수준입니다. 특히 AOD 수치에서는 단연 세계 최상위권으로, 사막 먼지와 오염원이 중첩되는 특수 구조 때문입니다. 또한 카이로는 위성 영상에서도 도시 주변의 식생량이 매우 적고, 초록색 레이어가 거의 없으며, 반사율이 높은 콘크리트·모래 지형이 태양 복사를 증가시켜 광화학 오존 반응을 가속화시키는 조건을 제공합니다. 이는 도시 생태 구조가 오염 확산을 가속화하고 있다는 점에서 다른 도시와의 차별화된 분석 포인트가 됩니다. NASA 위성 데이터는 이런 분석을 누구나 접근 가능한 형태로 제공하며, 지역 정책 결정자뿐만 아니라 시민들도 환경 문제를 인식하고
실천할 수 있도록 돕는 도구로 활용될 수 있습니다.