미국의 기상관측기술 현황

IR2, WV, VIS 등 4개 채널자료를 수신하도록 하는 수신패키지 개조를 기상청 자체 기술로 성공하였다.

분석 자료도 초기에는 단순히 적외선/가시광선 구름영상에 국한되었으나 점차 수증 기 영상, 안개 및 하층운 분석, 해수면온도자료, 운정온도 자료, 수증기 자료, 황사분 석, 태풍분석 등과 같이 매우 다양하게 생산되어 대기상태 분석과 기상예보에 큰 도 움이 되었다.

외국 기상위성자료의 수신·분석에 한정되던 기상청의 위성관측업무는 2003년부터 시작된 통신해양기상위성 개발 사업을 기점으로 한 단계 도약을 이루어, 2010년 최 초의 독자기상위성 운영시대를 맞이하게 된다. 2005년부터 일본의 MTSAT-1R자료 를 30분 간격으로 수신하여 활용하던 수준에서 한 단계 발전하여, 2010년 통신해양 기상위성이 정상 운영되면 평상시 15분 간격의 아시아지역관측이 가능하고, 위험기 상 시에는 8분 간격까지 한반도지역 관측이 가능하여 위험기상 대응능력이 한층 강 화될 것으로 기대된다.

통신해양기상위성은 2009년 12월 국내에서의 모든 조립과 시험을 완료하였고, 프 랑스에서의 최종점검 이후 2010년 봄 프랑스령 기아나의 쿠루 우주기지에서 발사될 예정이다.

기상청은 통신해양기상위성의 원활한 운영을 위하여 2008년 7월, 충청북도 진천에 국가기상위성센터를 설립하고 기존의 모든 외국기상위성업무 수신시설을 통합하여 운 영하기 시작하였으며, 2009년 4월에는 정식 소속기관으로 발족하였다. 2009년 말 현재 통신해양기상위성 자료의 처리와 국내외 사용자 서비스를 위해 국가기상위성센 터에 기상위성자료 수신과 분석, 분배 등의 업무를 수행하기 위한 모든 준비가 마무 리 된 상황이다.

상관측망을 갖고 있으며, 이 중에서 841개소가 미국기상청 지원에 의해 운영되고 있 다. 또한 국가협력프로그램으로 약 12,000개소의 협동기상관측소를 운영하고 있으며, 여기서는 기후, 수문, 농업 등을 위하여 강수량, 최고기온, 최저기온 등의 관측 자료 를 제공하고 있다. 그리고 약 1,200척의 기상자원선박으로부터의 기상관측 자료가 미국기상청의 기상관서로 수집되고 있다.

미국 해양대기청의 해양기상관측은 관측선, 부이, 등표(C-MAN), ARGO(Array for Real-time Geostrophic Oceanography)플로트 등으로 이루어지고 있다. 해양 대기청 산하의 국가자료부이센터(National Data Bouy Center ：NDBC)에서 해양기 상뿐 아니라 기후변화 감시를 목적으로 미국 연안을 포함하여 태평양과 대서양에 다 양한 관측 장비를 설치하여 운영하고 있다. 현재 국가자료부이센터는 미국 주변해역 에 약 100대의 해양기상관측부이, 적도 태평양에 55대의 기후변화 감시용 TAO (Tropical Atmosphere Ocean array) 부이, 태평양과 대서양에 지진해양 감시용 DART(Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunami) 부이 19대, 카리브 해와 대서양에 허리케인 감시용 부이 15대, 연안해역 감시용 C-MAN(Coastal - Marine Automated Network) 관측소 56개소를 운영 중이다.

해양기상현상이 해양과 대기의 밀접한 상호작용에 의하여 발생하므로 미국의 국가 자료부이센터에서는 기존의 해양기상관측부이에 수온과 해류 등을 관측하는 장비를 추가로 설치하고 있으며, 향후 지속적으로 확대하여 해양기상관측부이를 종합적으로 활용할 계획이다.

미국은 상무부(DOC), 국방부(DOD), 교통부(DOT)의 3개 기관이 공동 협력하여 레이더 운영센터(ROC)를 설립, 기상레이더의 국가 네트워크를 형성하고 있다. 무엇 보다 레이더는 기상예보와 특보를 발표하는데 있어 중요한 요소로 작용하고, 이러한 국가적 네트워크 형성은 효율적인 항공기 운행과 국가경제 증진에도 그 목적이 있다 고 할 수 있다. 차세대레이더(Next generation Radar : NEXRAD)는 대부분 1990~1996년에 설치된 WSR-88D (Weather Surveillance Radar 88 Doppler)로 레이더 운영센터의 목표는 토네이도 경보, 위험기상 경보, 홍수 경보 능력과 항공 교 통 안전을 개선하고, 군사 자산과 인적 자원의 보호, 수자원 관리, 농업·산림·제설 관리 등을 개선하고자 하는 것이다.

미국 레이더운영센터는 1980년대 중반에 설립 계획이 수립되었으며, 1988년 첫 번째 레이더가 설치되기 이전에 세 개의 부처(DOD, DOT, DOC)가 각각 직원과 재 정을 함께 지원하여 각 분야의 전문가들로 조직을 구성하였다. 레이더운영센터는 국

가재해폭풍연구소(NSSL)가 위치한 오클라호마의 Norman에 위치하게 되었으며, 정 부 최초의 차세대레이더가 설치되었다.

레이더운영센터에서 운영하고 있는 레이더는 167개로 WSR-88D가 미국전역에 설치되어 있고, 특정 해외 지점에도 설치되어 있다. 한국에도 미 공군에서 운영하고 있는 WSR-88D 2대가 설치되어 있다. 미국 기상청은 167개의 레이더 중 1 21 개를 운영하고 있고, 그 중 9개는 이중 채널로 형성되어 있으며, 그 밖에 6개의 지원 레이 더를 운영하고 있다. 미 공군에서는 레이더 26개와 지원 레이더 2개를 운영하고 있 으며, 미연방 항공청은 12개를 운영하고 있고 모두 이중 채널로 이루어져 있다. 특 히, 레이더운영센터에서 운영하는 지원 레이더는 유지보수 기술자들을 직접 교육하는 데 활용하기도 하고, 소프트웨어나 하드웨어 등을 현업 운영에 영향을 주지 않으면서 테스트 할 수 있다는 점에서 중요한 역할을 담당하고 있다.

레이더운영센터는 응용 부서(Applications Branch), 엔지니어 부서(Engineering Branch), 운영 부서(Operations Branch), 프로그램 부서(Program Branch)의 4개 부서로 구성되어 있다. 정원이 132명이며, 기본적으로 부서의 장은 각 부서의 구성원 을 뽑을 수 있는 권한이 있다.

응용부서는 미국 기상청 소속 6명, 미 공군 소속 2명, 부서장을 포함하여 총 9명으 로 구성되어 있으며, 대학이나 정부 산하연구소와 긴밀한 협력체계를 유지한다. 알고 리즘은 주로 국가재해폭풍연구소(National Severe Storms Laboratory : NSSL), 국립대기 연구소(National Center for Atmospheric Research : NCAR) 등에서 개 발하고, 응용 부서는 개발된 레이더 알고리즘의 성능 검증과 지역·계절에 따른 운영 알고리즘의 최적화를 수행한다. 엔지니어 부서는 미국 기상청 소속 24명, 미연방 항 공청 소속 6명, 미 공군 3명, 계약직 17명으로 부서장을 포함하여 총 51명으로 구성 되어 있으며 크게 하드웨어 팀, 소프트웨어 팀, 그리고 시스템 팀으로 나누어진다. 하 드웨어 팀은 장비 하드웨어의 결함을 수리하고 하드웨어가 노후화되지 않도록 계획을 수립하고 실행한다. 소프트웨어 팀은 소프트웨어를 관리하고 버그를 수정하는 등 성 능을 유지하는 역할을 하고, 시스템 팀은 하드웨어와 소프트웨어를 통합하는 기능을 한다. 운영 부서는 365일 24시간 전문적인 help-desk를 운영하며, 핫라인은 전화지 원 서비스로 기상학자와 기술자로 구성되어 있다. 운영 부서는 또한 세 개 부처의 레 이더에 대해 레이돔 점검과 수리, 타워 수리 등 현장방문 창급(depot-level) 정비를 제공하고 모든 레이더에 대해 테스트 계획을 수립하고 수행하며, 외부 표출 시스템을 변경하거나 조정하는 등 운영과 관련한 테스트도 진행한다. 프로그램 부서는 레이더

하드웨어와 소프트웨어의 설정을 관리하고, 레이더 운영과 레이더 관리 기술 매뉴얼 을 개발하고 관리하며, 이를 발행하거나 배포하는 역할을 담당한다.

미국은 레이더 데이터 품질을 체계적으로 관리하기 위해 레이더운영센터와 오클라 호마 대학, 그리고 국가재해폭풍연구소에서 다양한 분야의 전문가 그룹을 2004년부 터 발족하여 운영하고 있다. 이 그룹은 레이더 엔지니어, 기상학 전문가, 연구자, 경 보결정훈련지부(Warning Decision Training Branch : WDTB)의 강사, 핫라인 전 문가로 구성되어 있으며 거의 매주 미팅을 한다. 이들은 팀 테스트를 실시하거나 평 가를 하고, 새로운 기술을 추천하기도 한다. 또한 품질관리 문제에 대해 검사하고 테 스트를 거친 자료를 다시 재검토 한다.

레이더운영센터는 레이더 기술을 개발하고 좀 더 향상시키기 위한 노력을 끊임없이 하고 있다. 지금 추진 중인 사업 중 가장 중요한 것이 이중편파(Dual Polarization) 레 이더 설치이다. 이중편파 레이더는 강수량 추정을 좀 더 정확하게 할 수 있고, 데이 터 품질을 크게 향상 시킬 수 있을 것으로 기대되며, 비나 눈, 우박 등의 강수현상을 구분해 낼 수 있다. 2009년 가을에 이중편파레이더 시스템 테스트를 완료하였고, 2010~2012년 모든 차세대레이더에 이중편파를 설치할 계획이다.