「해양기상 서비스 선진화 및 재난관리 역량향상 방안 연구」최종보고서

국립해양조사원은 조석, 조류, 기본적인 해양기상 정보 제공 외에, 조석예보, 바다갈라짐 지수, 해수유동 정보 등 해양과 관련된 다양한 정보를 포함하는 해양수산부 내 전체 해양수산정보 메타데이터를 구축하여 제공하는 해양정보 통합 플랫폼, MSP, 해양수산, 정책지원, 방재활동 지원을 위한 공유해 서비스, 해양레저스포츠, 여행 등 대국민을 위한 해양레저정보를 제공하는 개방해, 해양공간정보의 정확한 표출을 위한 해양중심의 새로운 베이스 어플리케이션인 해아름 등 다양한 서비스를 제공하고 있다. 해양수산부 및 산하기관에서 생산한 해양정보를 통합하여 새로운 지식정보자원을 생산하고, 국가정책을 지원할 뿐만 아니라, 민간의 새로운 서비스 제품, 비지니스 개발을 지원하기 위해 국가해양정보 활용센터를 운용하고 있다. 국립해양조사원에서는 항계안전 해양정보 제공시스템(www.khoa.go.kr/pois)을 통해 인천항, 대산항, 여수광양항, 부산신항, 부산항, 울산항, 평택당진항, 군산항, 포항항, 목포항을 대상으로 시정, 풍향/풍속, 기온, 기압, 습도, 수온 관측 자료를 제공하고 있다. 시정은 2 종의 시정계(관측 범위: 20 ～ 3,000m, 20 ～ 20,000m)를 이용하여 1시간 간격으로 관측하고 실시간 CCTV를 설치하여 10분 간격으로 전면 해상 상황을 모니터링 하고 있다. 또한, 하위서비스인 해무정보서비스를 통해 한반도 천리안 위성영상, 일본 Himawari 위성 자료와 천리안 GOCI 자료를 이용한 한반도 해무탐지영역 및 인천항과 해운대에서 인공신경망 기반의 해무예측정보를 1시간 간격으로 산출하여 3, 6, 12시간 후 해당 지점의 해무 예측 정보를 비해무, 보통해무, 짙은해무로 구분하여 시범 제공하고 있다. 해무 예측 정보는 국외의 경우 해상 안전을 위하여 기본적으로 제공되고 있으나 우리나라의 경우 기상청에서 제공되었던 안개 예보는 안개 정보 서비스로 변경되어 중요도가 다소 낮아졌다. 육상은 안개로 인하여 교통이 통제되는 경우는 거의 없으나, 해상에서 안개는 해상 교통과 생업뿐만 아니라 해상 안전사고에 직접적으로 영향을 미치고 이로 인한 사회경제적 피해를 야기한다. 해상 사고는 지속적으로 증가하고 기상 기인 해상 사고 중 해무로 인한 사고 비율이 현저히 높게 나타나고 있는 상황이다. 해상 사고 예방과 사회경제적 피해를 방지를 위하여 해상에서 안개 정보는 지속적으로 요구되어져 왔으며 정확한 해상 안개 상황 및 예측 정보의 수요는 앞으로 더욱 증가할 것으로 예상되어 해무 예측 정보의 산출 체계 구축은 시급한 사안으로 판단된다. 해무 예측 기술은 통계적인 방법과 역학기반 수치 예측 모델이 서로 상호 보완하는 방법을 통해서 지속적으로 발전되어 왔다. 우리나라에서도 수치 모델을 이용한 안개 예측과 대기 예측 결과에 기반한 다양한 예측 가이던스가 개발되어 왔으며, 최근에는 기계학습 및 인공지능 기법을 적용한 예측 기술이 시도되고 있다. 안개는 증발과정, 냉각과정 등 복잡한 원인과 다양한 기작에 의해 발생하는데 반하여 지점의 시정을 관측하는 시정계는 관측 분해능에 한계가 있고, 대기의 수적을 탐지하는 레이더는 지표 부근에서 형성되는 안개를 실시간 파악하는데 한계가 있으며, 가시영상을 사용하는 위성관측은 야간의 안개 발생과 낮은 층운형 구름을 구분하기 어려운 것이 현실이다. 또한, 안개는 시간과 공간적으로 매우 다양한 변화 특성을 나타내고 있어 종관규모에서 미시규모까지 매우 정확한 예측을 필요로 하므로 지역, 시간 및 강도를 수치적으로 예측하는데 어려움이 있다. 최근 국내에서 기상청, 국립해양조사원 등 관련 기관 및 학계에서 해무 관측 및 예측을 위한 다양한 시도가 이루어지고 있으나 수요자의 기대에 미치지 못하고 있다. 본 연구에서는 국내외 해무 예측 정보 서비스 현황과 관련 기술을 조사하여 우리나라 기상청의 해무 예측 정보 서비스 구축을 위한 관측망 구축 및 예측 기술 확보 방안을 검토하였다. 국내외 해무(연안 시정) 관련 예측 및 관측 서비스 현황을 수집하여 분석한 결과를 아래에 정리하였다. 우리나라 기상청은 2018년 4월 현재 안개 특보를 상세 안개정보로 개정하여, 지속적으로 안개 예보를 위한 예측 모델을 개발하고 유무인 관측 장비를 이용하여 내륙/연안에서 상대적으로 촘촘한 시정 관측망을 운용하고 있다. 국립해양조사원은 최근 11개 항만에서 시정 및 해양기상관측망을 구축하고 선박 통항량이 많은 항만 구역을 위주로 해무 관측을 수행하고 관측 자료 기반의 해무 예측 정보를 시험 생산하여 제공하고 있다. 국외에서는 내륙, 연안 및 해상에서 해무(시정) 관측망을 구축하여 실시간 시정 정보를 제공하고 선박의 안전 항해와 국민의 해상 여가 활동을 위하여 연안, 근해 및 외해역을 대상으로 해무(시정) 예보/예측 정보를 제공하고 있는 것으로 조사되었다. 국외 사례와 비교하면 국내 해무(시정) 관측 및 예보/예측 정보 서비스는 ①육상에서 떨어진 연근해를 대상으로 하는 해상 시정 현황 및 예측/예보 정보가 전무하고 ②위성을 이용한 해무 탐지 정보가 보다 명확하게 제공되어야 할 필요성이 있으며 ③사용자가 관측 자료 제공 서비스에 접근하여 관련 자료를 취득하기 위하여 여러 단계를 거쳐야 하는 등 자료 이용의 편의성이 미흡한 것으로 판단된다. 국립해양조사원(2017)은 해무로 인한 선박사고의 현황 파악을 위해 중앙해양안전심판원에서 공개하는 재결서를 수집하여 분석한 바 있다. 각 사고 사례는 재결서에서 최초 사고 원인으로 해무와의 관련성 정도를 판단하여 분류한 결과, 2007 ～ 2016년 재결서의 전체 해양사고(1,540건) 중 해무에 의한 사고 횟수는 131건으로 8.5%의 비율을 기록하였다. 해역별 해무에 의한 사고 횟수는 황해 404건 중 38건으로 7.0%, 서남해역 521건 중 53건으로 10.2%, 남동해역은 457건 중 32건으로 7.0%, 동해는 158건 중 8건으로 5.1%로 나타났다. 전체사고 중 해무에 의한 사고비율의 월별 비교 결과 황해의 경우 2월부터 사고가 자주 발생하여 5 ～ 7월에 자주 발생하는 것으로 나타났으며 서남해역은 주로 6, 7월, 남동해역의 경우 5 ～ 8월, 동해의 경우 7, 8월에 사고 비율이 높은 것으로 나타나 황해에서 동해로 갈수록 해무에 의한 사고 발생 시기가 늦어지는 경향을 보였다. 현재 기상청에서는 지역 안개가이던스, 지역특화 안개가이던스, 구름물리기반 안개가이던스 및 연무가이던스를 산출하여 안개 정보 서비스를 통해 제공하고 있으나, 정보에 대한 접근성과 텍스트 위주의 정보 전달로 사용자 측면에서 다소 불편한 면이 있다. 기상청 안개 정보 중 해상을 대상으로 하는 정보는 연안 안개 정보가 유일하며 연근해 및 외해 해무 예측 정보는 제공하고 있지 않다. 해무 예측 정보 산출 측면에서 정확한 해무 예측을 위해서는 대기의 미세물리 과정, 해양-대기 경계층에서 난류 모의, 해무 산출 알고리즘, 해양-대기 접합모델 개발, 관측자료를 이용한 수치모델의 자료동화 등 방대한 분야에 대한 이해와 이를 통한 모델 개발이 바람직하다. 현재 구름 및 안개의 생성 기작을 포함한 대기 예측 연구는 학계, 연구기관 및 정부부처를 중심으로 국가적인 과제로 진행되고 있다.