기상청 가뭄정보 서비스
1. 들어가며
작년과 올해 중부지방을 중심으로 강수량 부족 이 반복적으로 발생하고 있다. 2015년의 전국 연 평 균 누적강수량은 평년대비 62%이었고, 행정구역 별로 서울·경기, 강원 및 충청은 1973년 이후 역대 최저 강수량으로 평년 대비 50% 내외 수준에 그쳤 다. 2016년에 들어와서도 한 해의 강수가 집중되는 7~9월 누적 강수량을 살펴보면 서울·경기가 평년 대비 50%이하였다. 이처럼 우리나라는 지역에 따른 강수량 부족으로 국지적 가뭄에 상시 노출되어 있는 상태이다. 최근 들어서는 기후변화로 인해 한반도의 가뭄 발생 빈도가 증가하고 있는 추세여서 국가적
차원의 가뭄 대응을 위한 서비스 제공이 절실하다.
우리나라는 가뭄정보의 생산 및 관리를 위하여 협 업체계 안에 기관별로 해당 분야의 가뭄을 담당하고 있다. 기상청은 가장 기본이 되는 강수량 등의 기상 가뭄정보를 생산·분석·지원하고, 국토교통부는 생 활 및 공업용수, 농림축산식품부는 농업용수에 대한 가뭄정보를 생산·분석하는 역할을 한다. 국민안전 처는 가뭄 관계부처의 정보를 취합하고 사회·경제 적인 가뭄피해 저감을 위해 노력하고 있다.
기상청 가뭄 서비스의 기본 목표는 우리나라 실정 에 부합하는 지역별 가뭄발생 분포, 가뭄 지속기간 및 심도 등에 대한 신뢰도 있는 정보를 제공하여 피 해 최소화를 위한 가뭄 대책 마련을 지원하는 것이 다. 기상청은 1970년에 산업기상과의 수문기상 조 사 업무로 시작하여 2015년에 기상가뭄 업무를 전 담하는 방재기상팀을 신설하였고 현재 기상가뭄에 관한 정책의 수립과 시행, 감시·예측·분석 등을 수 행하고 있다. 2008년에는 기상청 홈페이지를 통해 가뭄지수 서비스를 개시하였고 2015년에는 종합가 뭄정보시스템을 구축하여 유관기관을 대상으로 가 뭄현황 및 전망 정보 등의 다양한 서비스를 제공하 고 있다.
2. 기상청 가뭄정보 서비스
기상청 가뭄정보 서비스는 가뭄 관련 유관기관 및 대국민을 대상으로 기상 가뭄정보를 제공함으로서 가뭄을 선제 대응하고 대책 마련을 지원하는 것에 목표가 있다. 기상청은 크게 기상청 홈페이지와 종 강 노 을
기상청 방재기상팀 연구원 [email protected]
강 혜 영
기상청 방재기상팀 주무관 [email protected]
신 도 식 기상청 예보국 국장 [email protected]
합가뭄정보시스템, 기상 가뭄정보지를 통하여 가뭄 현황 및 전망 정보를 생산하여 제공하고 있다.
(1) 기상청 홈페이지
기상청에서는 국민들이 가뭄 현황을 쉽게 파 악 할 수 있도록 기상청 홈페이지(http://www.
kma.go.kr)의 ‘날씨>생활과 산업’ 메뉴에서 ‘가뭄 정보’를 제공하고 있다. 가뭄정보는 크게 강수현
황과 가뭄지수로 구성되어 공간분포도 형태로 표 출되고 있으며, 강수현황은 1년 누적강수량과 1년 누적강수량의 평년비, 가뭄지수는 표준강수지수 (Standardized Precipitation Index, SPI)와 파 머가뭄지수(Palmer Drought Severity Index, PDSI)가 제공된다. 오른쪽 상단에는 도움말이 위치 해 각 가뭄지수와 단계별 상태를 제시하여 사용자 의 활용을 지원하고 있다.
(2) 종합가뭄정보시스템
종합가뭄정보시스템(http://drought.kma.
go.kr)은 가뭄 재해 대응 및 물관리 유관기관의 업 무를 지원하기 위해 공식적으로 2015년 10월부터 가뭄 현황 및 전망정보를 제공하고 있다. 가뭄 현황 은 가뭄 감시를 위한 메뉴로 표준강수지수(1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 12, 18, 24개월)와 파머가뭄지수, 강수 평년비(1개월)를 행정구역도와 공간분포도 형태로 제공하며 지수 종류별로 각 지점의 값을 사용자가 웹에서 직접 비교하거나 다운로드하여 자료를 분석 할 수 있는 기능을 탑재하고 있다. 또한, 다각적인 관점의 가뭄 분석을 지원하기 위해 물 관련 협력기 관(K-water, 한국농어촌공사 등)의 토양수분량, 증 발산량, 댐 저수위 등의 자료를 수집하여 사용자의 편의를 지원하고 있다. 뿐만 아니라 가뭄 자체의 특
성상 지속기간별로 분석이 상이 할 수 있기에 기상 가뭄의 주 입력 자료인 강수량을 1주, 1·3·6개월, 1 년 등 다양한 기간에 대해 누적 강수량 분포도 및 누 적 강수량 평년비 분포도, 강수 일수 등의 검색 기능 을 제공하여 사용자 고유의 분석을 확대할 수 있도 록 하고 있다.
가뭄전망 정보의 경우 1개월 및 3개월 전망을 제 공하고 있으며, 1개월의 경우 주 1회(매주 일요일), 3개월의 경우 월 1회(매월 1일) 자료를 생산하고 있 다. 기본적으로 기상청에서 장기예보 현업으로 사용 하고 있는 수치모델의 전망값을 이용하여 표준강수 지수(3·6개월)와 파머가뭄지수, 표준강수비(1개월) 를 생산하고 있다. 수치모델 외에도 통계적인 방법 을 적용한 표준강수지수(3·6개월)를 통해 3개월 전 망을 생산하고 있다.
그림 1. 기상청 홈페이지 ‘가뭄 정보’
(a) 1년 누적강수량 (b) 1년 누적강수량 평년비 (c) 표준강수지수(6개월) (d) 파머가뭄지수
(b) 가뭄현황 행정구역도
(d) 강수량현황 공간분포도
(f) 가뭄 3개월 전망(수치모델)
(c) 관측자료분포도
(e) 강수량 통계분석
(g) 가뭄 3개월 전망(통계모델) (a) 종합가뭄시스템 메인
그림 2. 종합가뭄정보시스템 (2017년 개선 예정)
(3) 기상 가뭄정보지
기상청은 2008~2009년 태백 가뭄 발생 이후 2011년부터 가뭄을 대비·대응하기 위해 ‘강수현 황 및 기상전망’을 작성하여 정부부처 및 지자체를 대상으로 정보를 주 1회 이메일로 제공였다. 이후 2013년부터 현재는 업무 효율성 및 정보의 활용도 를 향상시키기 위해 기존의 연중에서 강수가 적은 3~5월로 제공기간을 조정하여 운영하고 있다. 정보 지 내용은 전국 강수량 현황 및 가뭄지수 현황, 중기
강수전망 등으로 구성되어 있다. 2015년에는 충청 지방을 중심으로 가뭄이 극심했기에 제공기간을 탄 력적으로 조정하여 5월 이후에도 정보지를 주 1회 생산하여 연말까지 제공하였다. 2017년에는 ‘강수현 황 및 기상전망’에서 ‘주간 기상 가뭄정보’로 정보지 를 개편할 예정이며 새롭게 정비될 가뭄정보지는 기 존의 큰 틀을 유지하되 수신자의 강수량 분석과 활 용범위를 확장하기 위해 1·2·3·6·12개월의 다양한 기간의 강수량 등 가뭄 관련 정보를 추가 제공할 계 획이다.
그림 3. 주간 기상 가뭄정보 예시 (2017년 개편 예정)
3. 가뭄 예경보
가뭄 예경보는 기관별(국민안전처·농림식품축산 부·국토교통부·기상청) 목적과 업무특성에 따라 별 도 생산 및 제공하고 있는 기존의 가뭄 관련 정보를 통합하여 단일의 가뭄 예경보 시스템을 구축하고 각 가뭄위기 수준별 행동 메뉴얼을 제공하는 체계이다.
가뭄예경보는 2016년 3월부터 시행하여 현재 시범 운영중이며 2017년 1월 이후부터는 공식적인 대국 민서비스로 개시할 예정이다. 국민안전처는 세 개의 관계부처를 총괄하여 가뭄 예경보를 시행하고, 국토
교통부는 생활 및 공업용수, 농식축산식품부는 농업 용수 부문에 대한 예경보 기준을 정립하고 가뭄지도 를 작성하는 역할을 수행한다. 기상청은 가장 기본 이 되는 강수량 등의 기상가뭄정보를 생산·분석하 고, 가뭄지도를 작성하며 기상가뭄의 예경보 기준을 정립한다. 기상가뭄은 타 부처의 가뭄(생활 및 공업 용수 가뭄, 농업용수 가뭄)과 동일한 3단계(주의, 심 함, 매우심함)로 분류하고 있다. 기상청은 월 1회 가 뭄 현황과 1~3개월 전망 자료를 분석·제공하고 기 상가뭄 3단계로 시군 지역을 분류하여 예경보를 발 표한다.
그림 4. 가뭄 예경보 (예시) 기상 가뭄지도
현 재
생활 및 공업용수 가뭄지도
1개월 전망
농업용수 가뭄지도
3개월 전망 예경보 가뭄 현황
예경보 기상 가뭄지도
4. 가뭄정보 생산 과정
종합가뭄정보시스템은 크게 가뭄현황과 가뭄전망 으로 구성되어 있으며 기상자료를 이용한 각각의 과 정을 통해 표준강수지수와 파머가뭄지수 등의 가뭄 정보로 가공되어 표출된다. 가뭄현황 및 전망의 정 보 생산체계는 다음과 같다.
(1) 가뭄 현황
기상청은 표준강수지수와 파머가뭄지수를 기상
가뭄지수로 표출하고 있으며, 30년 이상의 자료를 보유한 기상청 산하 59개 ASOS지점의 강수량 및 기온값을 사용한다. 표준강수지수와 파머가뭄지수 는 기본적으로 월강수량을 입력자료로 사용하는 월 단위 지표이나 기상청에서는 실시간 감시를 위해 일 단위 자료를 매일 30일 누적하여 입력자료로 이용 한다. 산정된 가뭄지수는 우리나라의 과거 가뭄 발 생 빈도수를 기반으로 구분된 5단계(습함, 정상, 보 통가뭄, 심한가뭄, 극한가뭄)로 분류되어 공간분포 도와 167개의 시군 행정구역도로 표출된다.
(a) 표준강수지수 3개월
그림 5. 표준강수지수 현황 (예시)
(b) 표준강수지수 6개월
(2) 가뭄전망
가뭄전망정보는 기상청 장기예보모델인 GloSea5 (The Global Seasonal Forecasting Systerm Version 5)를 기반으로 생산하고 있다. GloSea5는 기본적으로 강수량, 기온 등 요소별로 앙상블을 생 산하는데, 전망 가뭄정보를 산출하기 위해서 기상 청 장기예보 현업에서 앙상블 기반으로 최종적으 로 산출하는 강수량의 편차(anomaly)를 사용한다.
GloSea5의 해상도는 약 85㎞×55㎞로 국내에 포함 되는 격자수가 33개 정도로 적은 편이어서 공간적 상세화를 통해 해상도를 약 12.5㎞까지 향상시켰다.
1~3개월 전망 가뭄지수를 계산하기 위해서는 관측 자료와 예보자료의 조합이 필요하다. 예를 들어, 3 개월 지속기간의 표준강수지수의 경우 특정 월에 대 한 1개월 전망의 가뭄지수를 산정하기 위해서는 예 보 시점을 기준으로 과거 2개월은 관측값, 이후 1개 월은 모델에서 산출된 예측값을 사용하여 산정하고,
2개월 전망의 경우 과거 1개월은 관측값, 이후 2개 월은 예측값을 적용하며, 3개월 전망의 경우 3개월 예측값을 활용하여 지수를 산정한다. 이와 같은 방
식으로 산정된 지수는 가뭄 현황과 동일한 5단계로 분류되어 공간분포도로 표출된다.
(a) 수치모델 격자 (b) 가뭄전망을 위한 기후전망정보 활용방법 (c) 1개월 가뭄전망(표준강수지수(3개월))
향후 가뭄전망을 위해서는 미래의 일정기간 동안의 정량적인 강수량 전망이 필수적이라 할 수 있다. 그러 나 현재의 기후예측모델은 정량적인 강수량을 예측할 수 있는 수준이 아니므로 보다 신뢰성 높은 가뭄전망 정보를 생산하기 위한 기술개발이 필요하다.
5. 향후 계획
기상청 가뭄 서비스는 맞춤형 정보 생산을 위한 관측소 확대, 국내 실정에 맞는 가뭄단계 개선, 정보 공개를 통한 활용성 제고 등을 계획하고 있다.
현재 ‘종합가뭄정보시스템’에서는 기상청 산하의 59개 ASOS지점을 이용하여 시군별 가뭄현황을 표 출하고 있지만 국내의 167개 행정구역의 가뭄 상황 을 반영하기에는 관측소의 수가 매우 부족하다. 이 에 2017년에는 10년 이상 자료를 보유한 450개의 AWS지점을 추가한 총 509개 지점을 이용하여 지역 별 가뭄 현황 및 전망정보를 생산 할 계획이다. 관측
소 지점 확대를 통해 국지적으로 빈번하게 발생하는 가뭄을 이전보다 민감하게 감지하고 지역별 특성이 반영된 결과를 도출 할 것으로 기대된다.
국내 국지적인 가뭄이 빈번해짐에 따라 가뭄의 선 제 대응을 위한 정보 세분화와 정확도 개선이 필요 하다. 이를 위해 기상청은 현재의 3단계 가뭄에서 4 단계(약한가뭄, 보통가뭄, 심한가뭄, 극한가뭄)로 개 선할 계획이며, 가뭄전망정보의 신뢰도 향상을 위해 서 기후예측모델과 활용기법에 대한 기술개발을 지 속적으로 추진할 것이다.
향후 기상청은 기존의 가뭄 관련 유관기관으로 국 한하던 종합가뭄시스템을 현 국가 정책에 맞추어 2017년 1월부터 대국민 서비스로 확장하여 운영할 예정이다. 정보를 공개함으로서 이전보다 넓은 층의 사용자가 필요에 따라 종합가뭄정보시스템의 가뭄 현황, 관측자료, 통계분석, 가뭄예경보 등 다양한 자 료를 활용할 수 있을 것이다. 특히, 가뭄예경보는 각 분야의 가뭄을 통합적으로 분석할 수 있는 자료로 지자체의 효율적인 가뭄 업무에 기여할 것이다.
그림 6. 가뭄전망 생산 참고자료
