제 제 제 2 2 2 부 국내외 기상기술 동향 부 국내외 기상기술 동향 부 국내외 기상기술 동향
제 1 장 기상관측기술
1.3 기상레이더관측
기상청은 1969년 서울 관악산에 최초로 기상레이더를 설치한 이래 총 12개의 레 이더 관측망을 운영하고 있다. 현재 운영중인 레이더는 S-밴드가 8개, C-band가 3 개, X-band 연구용 레이더가 1개로, C-밴드 레이더는 점차 S-band로 교체할 예정 이다. 2009년 5월 새롭게 도입된 연구용 레이더는 최신 기술이 적용된 X-band 이 중편파 레이더로서, 민감도가 향상되어 청천에코를 감지할 수 있고 약한 에코에서도 도플러 관측이 가능하다. 기상청은 이를 이용하여 대기수상체분류에 관한 연구와 정 량적 강수량 추정에 관한 연구, 입자 직경분포에 관한 연구 등 이중편파 변수를 활용 한 다양한 연구를 수행하고 있으며, 2010년 5월에는 강릉에 S-밴드 레이더를 도입 하여 운영할 예정이다.
2009년 현재 우리나라는 기상청에서 12대, 국토해양부 2대, 공군 9대, 미 공군 2 대, 나로우주센터에서 1대의 레이더를 각각의 목적에 따라 운영하고 있다.
1.4 낙뢰관측
기상청은 1987년에 낙뢰관측시스템(Lightning Location and Protection : LLP) 을 도입하여 낙뢰관측 자료를 생산하고 활용하여 왔으나, 장비의 노후화로 인해 관측 자료의 품질저하 문제가 대두되어 2001년 10월부터 새로운 낙뢰관측시스템(IMProved Accuracy from Combined Technology + Lightning Detection And Ranging)을 도입하여 운영하고 있다. 본 시스템은 본청에 설치되어 있는 분석기 1조와 기상대에 설치되어 있는 낙뢰센서(IMProved Accuracy from Combined Technology : IMPACT) 7대, 구름방전 센서(Lightning Detection And Ranging : LDAR) 17대 로 구성되어 있다. 신 낙뢰관측시스템은 기존의 낙뢰 시스템에서는 관측 할 수 없었 던 구름방전현상의 관측이 가능하고, 낙뢰 위치를 결정 할 때 기존의 방향 탐지방법 보다 개선된 합성방법을 사용하여 낙뢰의 위치 정확도가 향상되었다. 또한 다양한 표 출 기능이 부가되어 관측된 낙뢰의 발생위치, 극성, 강도 등이 실시간으로 제공되고 있으며, 낙뢰의 위치추적도 가능하여 위험지역으로 설정한 지역에 낙뢰가 접근할 경 우 경고하는 기능 등 다양하고 편리한 기능이 부가되어 있어 위험기상 감시에 유용하
게 활용하고 있다. 2010년에는 낙뢰관측에 대한 선진국의 기술조사를 수행하여 향후 첨단 낙뢰관측장비로 교체할 예정이다.
1.5 고층기상관측
상층 수증기량을 실시간 관측하여 집중호우와 같은 위험기상을 조기에 탐지하고자 수직측풍장비 9개소에 대기의 기온과 습도를 연직으로 측정할 수 있는 라디오미터를 추가 도입하여 2009년 9월에 설치를 완료하였다. 또한 한국천문연구원, 국토지리정 보원 등 유관기관에서 운영 중인 GPS 측정망에 기상센서를 부착하여 상층 수증기량 을 계산해 내는 GPS 수증기량산출시스템을 구축하기 위해 한국천문연구원과 2009 년 4월에 협약을 체결하였으며 시스템 구축 사전작업을 추진하고 있다.
고층기상관측망 보완을 위해 민간항공기의 항공기관측 보고 자료를 공유하는 항공 기 기상관측 자료 중계사업(Aircraft Meteorological Data Relay : AMDAR)을 활 용하여, 2007년 6월 10일부터 항공기 기상관측 자료를 GTS망을 통해 전 세계에 방 송하고 있으며 수치예보모델과 항공기 운항정보에도 이용하고 있다. 2009년 14대의 대한항공 항공기 기상관측 자료를 수집하고 있으며 11월에는 아시아나항공과 업무협 약을 체결하여 2010년에는 5대의 항공기 기상관측 자료를 추가로 수집하여 활용할 예정이다.
1.6 해양기상관측
해양기상관측은 대기와 해양 간의 상호작용에 대한 관측, 해수면 아래에서의 현상 관측, 해수면 위의 기상관측 및 이와 관련된 환경관측을 말한다(WMO, 1996). 세계 각 연안국들은 육상예보와 해상예보, 기상, 기후, 해양 연구 등을 위해 해양기상관측 선, 해양기상관측 부이(고정식, 표류식), 해양기상관측 등표(미국의 경우 C-MAN), 선박 관측 등으로 해양기상관측망을 구성하여 운영하고 있다. 해상풍, 해수면 수온관 측을 위해 위성관측을 이용하고 있으며 해수면 상태(파랑) 관측에 연구를 집중하고 있다.
우리나라의 해양기상관측은 1996년도부터 해양기상관측 부이를 도입하기 시작하여 2009년 현재 해양기상관측 부이 8개소, 해양기상관측 등표 9개소, 레이더식 파랑계
(파랑관측소) 6개소, 서해종합기상관측기지 1개소, 해양기상관측선 1척(150톤)을 운 영하고 있다.
우리나라는 3면이 바다로 둘러싸여 있기 때문에 육상 날씨를 정확히 예측하기 위 해서는 서해, 동해, 남해에서 접근하여 오는 대기를 조기에 관측하는 것이 중요하다.
특히, 우리나라는 남북으로 해안선이 길고 서·남해의 해안지형이 복잡하여 조밀한 관측망의 구성이 요구된다. 또한 수치예보모델의 예측성능 향상을 위해서는 해양에서 의 부족한 고층기상관측 자료 생산이 중요하다. 2010년 498톤 신규 해양기상관측선 이 건조되면 해양에서 고층기상관측 자료의 생산이 가능해진다. 최근 발생 빈도가 높 아지는 연안지역의 이상파랑 등에 대응하기 위해서는 조밀한 연안방재관측망 구성도 필요하다. 선진국에서는 해일파랑계, 기상 조위계 등으로 연안방재관측망을 구성하여 장주기파의 감시와 예측을 위해 노력하고 있으나 현대 과학기술 수준으로 감시와 예 측에 한계가 있는 것으로 알려져 있다.
1.7 기상위성관측
1966년 2월, 미국이 최초의 기상관측위성 ESSA-1호를 발사하였다. 같은 해 12 월에는 역시 미국이 세계 최초의 정지 기상위성 ATS-1을, 1977년 7월 일본이 GMS-1호를, 같은 해 11월에는 유럽기상위성기구(European Organization for the Exploitation of Meteorological Satellites : EUMETSAT)가 Meteosat-1호를 발 사하였다.
기상청은 1970년 12월 기상위성수신기(APT)를 설치하여 ESSA-8과 NOAA-1 의 위성영상을 수신하기 시작하였다. 일본 NEC사로부터 도입한 기상위성 수신 장비 MSDRS를 이용하여 1980년 12월 GMS-1(일본 정지궤도 기상위성)과 NOAA위성 의 자료를 수신하였다. 또한 1980년 1월부터는 일부 위성영상을 지방에 있는 기상관 서에 전송하기 시작하였고, 1985년 8월부터는 위성영상을 수신과 동시에 지방관서로 실시간으로 전송하기 시작하였다.
1988년 6월 캐나다 MDA사로 기상위성수신분석시스템(MESDAS ：MEteorological Satellite Date Analysis System)을 도입하여 GMS-3과 NOAA-10, NOAA-11 호의 실시간 전송자료를 수신·분석하기 시작하였다.
1989년 7월에는 GMS 『구름영상 분석과 이용』책자를 발간하여 배포하였고, 1995년 6월에는 GMS-4호의 IR1, VIS의 2개 채널자료로부터 GMS-5호의 IR1,
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.