New global map shows populations are growing faster in flood-prone areas

새로운 홍수 지도가 밝혀낸 홍수 취약 지역의 급격한 인구 증가

위성 사진을 통해 홍수가 어떤 식으로 변하고 있는지, 누가 홍수 위험에 가장 크게 노출되어 있는지 파악할 수 있다.

기후 변화와 도시화의 영향으로 홍수 발생이 잦아지고 홍수 피해도 심각해지고 있는 지금, 홍수 위험 지역의 인구 비율이 다른 지역보다 높은 것으로 나타났다.

8월 4일에 과학 저널 네이처(Nature)지에 게재된 새로운 연구에서 연구자들은 2000년부터 2018년 사이에 발생하여 최소 2억 5,500만 명에서 최대 2억 9,000만 명에 이르는 인구에 피해를 입힌 홍수 900여 건의 위성 사진을 분석했다.

연구에 따르면, 지난 2000년에서 2015년까지 전 세계 인구 증가율은 18.6%였으나 같은 시기에 홍수 피해를 입은 지역의 인구 증가율은 이를 훨씬 뛰어넘은 34.1%에 달했다. 이는 15년 동안 해당 지역에서 5,800만~8,600만 명 더 많은 인구가 홍수에 노출됐다는 의미이다.

이번 연구의 주 저자이자 홍수 지도를 제작하는 스타트업 ‘클라우드 투 스트리트(Cloud to Street)’의 공동 설립자인 베스 텔먼(Beth Tellman)은 “홍수 발생이 증가한 것은 그다지 놀라운 일이 아니다. 내가 놀랐던 부분은 사람들이 과거에 홍수가 발생했던 지역으로 이주하고 있었다는 사실이다”라고 말한다.

연구진은 홍수와 관련한 언론 보도를 기록해 놓은 다트머스 홍수 관측소(Dartmouth Flood Observatory) 데이터베이스에 저장된 3천여 건의 홍수 사례를 검토했다. 그 가운데 지역 정보가 포함된 홍수 사례의 경우 모디스(MODIS)로 촬영한 위성 사진을 찾아서 분석했다. 모디스는 미 항공우주국(NASA)의 위성 두 개에 탑재된 관측 센서로, 2000년부터 매일 지구 사진을 촬영하고 있다.

연구진은 알고리즘을 사용하여 사진에서 물로 덮인 픽셀과 덮이지 않은 픽셀을 분류하는 방식으로 홍수가 발생했던 지역의 지도를 제작했다. 그러고 나서 홍수 지도에 인구 데이터를 추가하여 시간 경과에 따른 홍수 발생 지역의 인구 변화 추이를 살펴보았다.

그 결과, 지난 20년 동안 저소득 및 중위소득 국가의 홍수 취약 지역에서 급격한 인구 상승이 있었던 것으로 드러났고, 그중에서 가장 높은 인구 증가율을 보인 곳은 사하라 이남 아프리카 지역과 남아시아 지역이었다.

텔먼은 이러한 인구 이동의 부분적인 원인으로 사회경제적 요인을 든다. 사회 취약 계층은 다른 대안이 없기 때문에 땅값이 비교적 저렴하고 남는 땅이 많은 홍수 위험 지역에 정착할 가능성이 크다는 것이다.

연구진은 위성 사진을 이용하여 기존의 홍수 분석 모델보다 정확하게 홍수 피해 규모를 보여줄 수 있었다. 기존의 모델은 강 주변이나 해안 지대에서 발생한 홍수 같은 일부 홍수 유형을 포착할 수 있었다. 그러나 댐 붕괴나 만조와 겹쳐 발생하는 폭풍 해일 등 예측할 수 없는 상황이나 심각한 폭우로 인해 발생한 홍수에 대해서는 위성 사진으로 만든 지도가 기존 모델보다 홍수 상황을 더 명확하게 보여준다.

위성 사진으로 제작한 지도가 2008년 미얀마를 강타한 사이클론 나르기스(Nargis)로 발생한 홍수를 보여주고 있다.

이번 연구에서 지도로 제작된 913건의 홍수는 매년 전 세계에 발생하는 수만 건의 홍수에 비하면 일부에 불과하다. 텔먼은 이에 대해 “빙산의 일각일 뿐”이라고 말한다.

모디스는 대략 축구장 두 개 길이에 해당하는 250m 해상도의 사진을 촬영한다. 따라서 연구진은 대부분의 도시에서 발생하는 작은 규모의 홍수를 지도로 제작할 수 없었다. 구름 또한 이미지 처리 알고리즘에 방해가 된다. 게다가 모디스를 탑재한 위성들은 지구상 특정 지역을 하루에 한 번에서 두 번만 지나가기 때문에 단기간에 발생한 홍수는 포착할 수 없었다.

클라우드 투 스트리트의 공동 설립자이자 CEO인 베시 슈워츠(Bessie Schwarz)는 새로 나온 장비들은 해상도가 더 높으며 구름도 투과할 수 있다고 말한다. 이러한 장비와 인공 지능(AI)을 이용하면 홍수 지도의 정확도를 지금보다 더 높일 수 있을 것이다. 그러나 이번 연구의 연구진은 시간 경과에 따른 체계적인 홍수 지도를 제작하기 위해서 이전부터 오랫동안 사용해온 모디스로 촬영한 위성 사진만을 사용해야 했다.

이러한 연구진의 노력 덕분에 과학자들은 최근에 발생한 홍수의 규모와 인명 피해를 다른 어떤 자료보다 분명하게 파악할 수 있게 되었다. 또한 본 연구에는 참여하지 않았으나 홍수 위험 평가를 연구하는 암스테르담 자유대학교(Vrije Universiteit Amsterdam)의 필립 워드(Philip Ward)는 이번 연구 결과가 홍수 위험을 예측하는 연구자들에게 특히 유용할 것이라고 말한다.

연구자들은 홍수 위험을 예측하는 모델을 만들 때 일반적으로 과거의 홍수 지도를 이용하여 테스트를 진행한다. 그러나 대체로 각 지역의 연구자나 지역 정부가 제작하는 그러한 홍수 지도는 지역마다 다른 방식으로 제작되는 경우가 많으며, 일부 데이터는 공개되어 있지 않아서 이용이 불가능하기도 하다. 홍수 지도 제작에 같은 방식을 사용하는 방대한 데이터 세트(data set)를 보유하게 되면 연구자들은 더 정확한 홍수 모델을 개발할 수 있을 것이다. 워드는 “이제 드디어 같은 방식으로 제작된 홍수 지도를 비교할 수 있게 됐다. 이는 매우 가치 있는 일이다”라고 말한다.

미래의 홍수 발생에 대비하기

텔먼은 전 세계 홍수 위험을 보여주는 더 정확한 지도를 얻게 되면, 지원이 가장 필요한 지역을 위한 기후 변화 적응 기금 마련에 도움이 될 수 있다고 말한다. 그러면서 이번 연구에서 홍수 노출이 증가한 주요 국가에 포함되었으나 외국 정부나 국제 기구로부터 기후 변화 적응 기금을 충분히 받지 못하고 있는 중앙아프리카 공화국을 사례로 든다.

세계은행(World Bank)의 재난 위험 관리 전문가이자 이번 연구에 리뷰어로 참여한 브렌던 용만(Brenden Jongman)은 홍수 위험에 영향을 주는 요인에 위험(hazard), 노출(exposure), 취약성(vulnerability)이 있다고 말한다. 일부 홍수는 필연적으로 발생하지만, 각국 정부가 일부 위험 요인을 해결하면 홍수 피해를 줄일 수 있다.

위험 요인 중 ‘노출’을 줄일 수 있는 조치에는 토지이용규제법을 수정하거나 새로운 정착지를 찾는 식으로 홍수 취약 지역에 거주하는 사람들을 다른 지역으로 이주시키는 방법이 있다. ‘취약성’을 줄이는 방법에는 홍수를 견딜 수 있는 건물을 더 짓거나 조기 경보 시스템을 시행하는 조치 등이 포함된다.

홍수 취약 지역에 사는 사람이 늘어나고 있으나 용만은 사람들이 홍수에 적응하고 회복 탄력성이 더 강한 시스템을 개발하면서 실제 홍수 취약성이 줄어들고 있음을 시사하는 연구도 있다고 말한다.

슈워츠는 “홍수에 대응하는 최고의 방법은 실제로 홍수보다 몇 주, 몇 달, 심지어 몇 년 먼저 시행해야 할 수도 있다”라고 말하며, 따라서 “우리는 홍수를 대비하는 데 투자해야 한다”고 강조한다.

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