[미국] USGS, 산불발생 중 강우가 수질에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌습니다

2022년 맥키니 산불 중 강력한 힘으로 인한 폐기적·재가 수생태계에 어떻게 영향을 미치는지 밝혀졌습니다.

불 덩어리로 인해 산불이 발생해 퇴적물·재작용 효과가 발생합니다

 

미국 정부는 산불 중 거대한 힘이 수질에 영향을 미치도록 연구 결과를 표시했습니다. 사진은 2022년 맥키니 산불 이후 클라마스 강 전시입니다. [사진촬영 = 제니퍼 커티스(Jennifer Curtis) 캘리포니아 물과학센터 관리자 / 사진출처 = 관계자조사국(USGS)]

 

미국 시민 조사국(USGS)은 산불 발생 중 강우(Rain-on-wildfire)가 하천의 수질·생태계에 영향을 미치는 연구 결과를 표시했습니다. 카루크 불가능, 유록불허, 두 개 대학과 공동으로 진행된 이 연구는 산불 발생 중 강우가 하천의 수질 확대와 직접적으로 관련 참가자를 대상으로 한 연구입니다.

2022년 버클리에서 제외 맥키니 산불은 여의도 분량의 80배가 클라마스 국유림 243km²를 불태워졌습니다. 산불 발생 중 구역으로 인해 퇴적물이 포함된 빗물이 클라마스 강으로 대기열에, 용존산소를 고갈시킨다는 것을 약 96㎞ 처리에서 물고기가 폐사시켰다. 고빈도 수질 센서는 하류 296㎞까지 접근할 수 있는 것으로 추정된다.

목적지에서 하류 방향으로 71㎞ 후에 모니터링 작업에서 수질을 가지고 산만한 결과, 용존 존재는 5.25시간 동안 0ppm으로, 탁도는 1천 FNU를 초과했습니다.

이번 연구는 산불 발생에 있어 수질 모니터링이 반응을 감지하는 데 어떻게 중요하다는 점을 강조한다. 

전문가들은 고빈도 모니터링 데이터를 움직이는 폭우 초기 빗물이 빠르게 하류로 이동하는 것을 발견합니다. 불덩이 중 입구로 로그파(Flood Wave)가 발생했고, 때문에 빗물은 빨리 하류 범람간 산 반면, 경산면에 남아진 재, 숯, 퇴적물 등 화재 물질이 나중에는 짜증나게 됐습니다.

제니퍼 커티스(Jennifer Curtis) USGS 연구 지질학자 겸 이번 연구 주저자는 “이번 연구는 자원 관리자와 재난 대응 담당자들에게 산불 이후의 지형이 이전에는 제대로 이해하지 못했던 방식으로 수질에 영향을 미치는지를  보여주는 중요한 정보를 제공한다”면서 “이러한 산소 고갈 현상을 이해함으로써 관리자들은 서부 지역에서 산불 발생 빈도와 강도가 증가함에 따라 유사한 영향을 더 잘 예측하고 잠재적으로 완화할 수 있다”고 말했다.

이번 연구는 USGS와 부족 파트너들이 공동으로 운영하는 모니터링 스테이션에서 수집한 고빈도 유량 및 수질 데이터를 활용했다. 센서는 산불 발생 전, 발생 중, 발생 후의 탁도, 용존 산소, pH, 전도도, 수온을 측정해 산불, 강우, 어류 폐사 사이의 연관성을 파악하는 데 필요한 데이터를 제공했다.

토즈 소토(Toz Soto) 카룩 부족 천연자원부 어업 프로그램 관리자는 “산불 발생 빈도, 규모, 강도가 증가함에 따라 토착 어류 개체군과 수질에 미치는 위험을 이해하는 것이 더욱 중요해지고 있다”면서 “카룩 부족은 대형 산불과 홍수에 대한 지속적인 학습을 위해 장기적인 수질 모니터링에 전념하고 있다”고 말했다.

산불로 인한 하천의 용존산소 부족 현상을 기록한 연구의 수가 제한적인 이유는 이러한 현상이 드물어서가 아니라 모니터링이 부족하기 때문일 수 있다. 산소가 빠르게 고갈되어 수중 생물에게 치명적일 수 있기 때문에, 지속적인 센서만이 이러한 상황을 실시간으로 포착할 수 있는 유일한 방법이다. 이번 연구는 산불 발생 중 강우가 많은 양의 퇴적물, 숯, 잔해를 운반하는 독특한 유형의 유출 사건임을 보여준다. 산불 발생 중 강우는 일반적인 폭우보다 하류에 극심한 영향을 미칠 가능성이 높다.

미 서부 지역에서 산불의 심각성이 증가하고 늦여름 더 강력한 몬순 폭풍(Monsoon Storm) 빈번하게 발생함에 따라 산불 발생 중 강우는 더욱 흔해질 수 있다. 클라마스 강 유역은 캘리포니아에서 가장 습한 지역임에도 불구하고 이미 화재 규모, 심각도, 빈도가 크게 증가하고 있다. 반면, 규모가 작고 강도가 낮은 산불은 하류 수질에 심각한 영향을 미치지 않으면서 불에 탈 수 있는 물질들을 태워 대형 산불을 예방하는 데 도움이 될 수 있다.

산불 발생 취약 지역에서 지속적이고 높은 빈도로 모니터링하는 것이 단기적이지만 결과적인 수질 오염을 포착하고 생태계 복원력을 구축하려는 노력에 대한 통찰력을 제공하는 데 중요하다는 점을 강조한다.

[원문보기]

As Wildfires Burn, Rainfall Can Strip Oxygen From Rivers, Killing Fish

USGS study highlights how storm-driven sediment and ash from the 2022 McKinney Fire caused lethal water-quality conditions for resident fish and juvenile salmon

Runoff from a high-intensity storm during the 2022 McKinney Fire depleted oxygen in the Klamath River to levels lethal to fish, killing aquatic life along nearly 60 miles of one of California's most culturally significant waterways, according to a U.S. Geological Survey study.

The study, conducted in cooperation with the Karuk Tribe, the Yurok Tribe and two universities, is the first published documentation of a rain-on-wildfire event directly linked to lethal water-quality conditions in a large river.

The research highlights how continuous water-quality monitoring, uncommon in fire-prone areas, is critical for detecting sudden changes. Using high-frequency monitoring data, scientists revealed how the initial flood wave of stormwater moved quickly downstream while a concentrated pulse of fire-scar material, including ash, charcoal, and sediment left behind by burned hillslopes, arrived later. This caused dissolved oxygen in the water to drop to zero for more than five hours, creating a condition called anoxia, a total loss of oxygen that can quickly kill fish.

“This research provides resource managers and emergency responders with critical information about how post-fire landscapes can affect water quality in ways we haven't fully understood before,” said Jennifer Curtis, USGS research geologist and lead author of the study. “Understanding these oxygen depletion events helps managers better anticipate and potentially mitigate similar impacts as wildfires become more frequent and intense across the West.”

본 연구는 미국 지질조사국(USGS)과 원주민 파트너들이 공동으로 운영하는 모니터링 스테이션에서 수집한 고빈도 유량 및 수질 데이터를 활용했습니다. 센서는 화재 발생 전, 발생 중, 발생 후 탁도, 용존 산소, pH, 전도도 및 온도를 측정하여 화재, 강우 및 어류 폐사 간의 연관성을 파악하는 데 필요한 데이터를 제공했습니다.

카룩 부족 천연자원부 어업 프로그램 관리자인 토즈 소토는 “화재 발생 빈도, 규모, 강도가 증가함에 따라 토종 어류 개체군과 수질에 미치는 위험을 이해하는 것이 더욱 중요해졌습니다.”라고 말했습니다. “카룩 부족은 대형 화재와 홍수에 대한 지속적인 학습을 위해 장기적인 수질 모니터링에 전념하고 있습니다.” 

산불 발생 후 산소 부족 현상을 기록한 연구가 제한적인 것은 이러한 현상이 드물기 때문이라기보다는 모니터링이 불충분하기 때문일 수 있습니다. 산소는 빠르게 고갈되어 수생 생물에게 치명적일 수 있으므로, 이러한 상황을 실시간으로 파악하는 유일한 방법은 지속적인 센서를 사용하는 것입니다. 본 연구는 산불 발생 후 내리는 비가 특수한 유형의 유출 현상임을 보여줍니다. 이러한 현상에서는 빗물이 다량의 토사, 재, 잔해물을 운반하는데, 이는 새로 불탄 지역에서 처음으로 유출되는 물질입니다. 산불 발생 후 내리는 비는 일반적인 폭풍우보다 하류 지역에 극심한 영향을 미칠 가능성이 더 높습니다.

미국 서부 지역에서 산불이 더욱 심각해지고 늦여름에 강도 높은 몬순 폭풍이 빈번하게 발생함에 따라, 산불에 비가 내리는 현상이 더 자주 발생할 수 있습니다. 캘리포니아에서 가장 습한 지역인 클라마스 강 유역은 이미 산불의 규모, 강도, 빈도가 크게 증가하고 있습니다. 이와 대조적으로, 규모가 작고 강도가 낮은 산불은 하류 수질에 심각한 영향을 미치지 않으면서 연료량을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

유록 부족 환경부 수자원 프로그램 관리자인 조쉬 케이힐은 “이 중요한 연구 프로젝트에 참여하게 되어 자랑스럽습니다.”라고 말했습니다. “미국 지질조사국(USGS), 유록 부족, 그리고 카루크 부족 간의 특별한 협력을 통해 우리는 클라마스 강의 끊임없이 변화하는 환경을 실시간으로 추적할 수 있습니다.”

본 연구는 산불 발생 위험 지역에서 지속적이고 빈번한 모니터링이 중요하다는 점을 강조합니다. 이는 단기간에 그치지만 심각한 수질 악화를 포착하고 생태계 복원력 구축 노력에 필요한 정보를 제공하기 위함입니다.

[출처 = 인도조사국(USGS) ( https://www.usgs.gov/news/state-news-release/wildfires-burn-rainfall-can-strip-oxygen-rivers-killing-fish ) / 2026년 5월 19일]