기상청의 레이더, 낙뢰, 위성, 대기오염 등 다양한 기상 관측 시스템 구축 및 운영 현황 doc_id CNTS-00118872131_4

한편, 각 관측소별로 분산 운영되고 있는 레이더시스템을 통합 관리하고자 2009년에 기상레이더 관측망에 대한 통합운영절차를 마련하였고, 2010년 4월에 기상레이더센터(WRC, Weather Radar Center)를 개설한 후 2012년부터 전국에 기상레이더 시스템을 원격으로 제어하는 통합운영체제를 구축하였다. 또한, 레이더 관측 사각지대 해소, 기상과 홍수 예보 정확도 향상 및 국가 예산절감 등 국가 레이더 자원의 효율적인 활용을 위해 기상청, 국토교통부, 국방부 등 3개 부처는 2010년 6월 범정부적 기상-강우레이더 공동 활용 업무협약을 체결하였다. 이 협약을 근거로 2012년에 공동 활용 시스템을 구축하여 국가 레이더자료를 공유하고 있으며, 이를 영상으로 처리하여 홈페이지와 모바일 앱을 통해 국민에게 제공하고 있다. 아울러 주한 미공군을 비롯하여 2018년 6월 현재 일본, 중국, 대만, 러시아, 홍콩 등 우리나라 주변국가와 레이더 자료를 교환하여 동아시아 기상현상의 감시와 예측에도 활용하고 있다. 그리고 기상청은 2013년 10월 경기도 용인에 기상레이더의 신기술을 시험하고 자료의 신뢰성 검증 및 장비전문인력을 양성하기 위한 레이더 테스트베드를 구축하였다. 이 테스트베드에서는 실시간 지상강수량계 자료와 레이더 관측자료를 비교 분석하여 우리나라의 기후와 지형에 맞는 Z-R 관계식을 개발하고 있으며, 지상강수량(AWS) 대비 레이더로 추정한 강수량의 정확도를 2020년까지 선진국 수준인 84%까지 높여 나갈 계획이다. 또한, 2014년 3월 충북 진천에 설치 된 레이더비교 관측소에 2차원 영상우적계, 광학우적계, 우량계 등 지상관측장비를 설치하여 테스트베드 레이더와 현업용 레이더의 성능을 비교 검증해 가면서 레이더자료의 품질관리기술과 이중편파레이더 강수량 추정식(R(Z, ZDR, KDP)) 등 활용기술 개발을 지원하고 있다. 기상청은 1987년에 LLP(Lightning Location and Protection) 시스템을 도입하여 한반도에서 발생하는 낙뢰현상을 관측, 예보업무에 활용하여 왔으나, 장비 노후화 등의 문제로 2001년 10월 IMPACT·LDAR II(Improved Accuracy from Combined Technology. Lightning Detection And Ranging II)시스템을 도입하였고, 현재는 2014년에 독일의 Nowcast사로부터 도입한 LINET(LIghtning NETwork) 낙뢰관측시스템을 운영하고 있다. LINET시스템은 하나의 센서로 대지방전과 구름방전을 모두 관측할 수 있으며, 이를 통해 얻어지는 낙뢰의 발생시각, 위치, 강도, 극성 등의 낙뢰관측자료는 시각화되어 홈페이지와 모바일 웹 서비스를 통하여 국민에게 제공되고 있다. 낙뢰(落雷)기상관측이란 ‘대기 중에서 일어나는 낙뢰의 발생시각, 위치, 극성, 강도 등을 탐지하는 관측을 말한다’라고 관측업무규정에서 정의하고 있다. 낙뢰는 갑작스런 전기적 방전현상으로 주로 뇌우가 있을 때 발생하는데, 방전현상은 구름과 지면사이의 대지방전, 구름과 구름 사이의 운간방전, 구름 속에서 발생하는 구름방전으로 구분되며, 이 중에 구름과 지면사이에서 발생하는 대지방전 즉 구름 하단의 음전하와 지면으로 유도된 양전하 사이에 발생하는 방전을 ‘낙뢰’라고 한다. 일반적으로 낙뢰는 수백만 볼트에 이르는 전하를 수송하므로 매우 큰 피해를 초래할 수 있고, 낙뢰시에 대류성 강우를 동반하게 되면 집중호우·우박 등의 위험기상 발생으로 많은 인명과 재산 피해가 일어난다. 따라서 기상청은 전국 21개소에 낙뢰관측망을 구축하여 연중으로 낙뢰를 관측하고 있다. 위성(衛星)기상관측이란 ‘기상위성에 의하여 구름상태와 대기의 연직구조에 대하여 행하는 관측’을 말한다(관측업무규정 제3조). 기상위성은 한정된 지역에서 급격히 발달하는 소규모 기상 현상부터 전 지구적으로 나타나는 광범위한 기상현상까지 모두 탐지할 수 있는 첨단 관측장비로서, 크게 정지궤도위성・극궤도위성으로 구분한다. 기상청은 2010년 6월 27일 우리나라 최초의 정지궤도 기상위성인 천리안위성(COMS, Communication, Ocean and Meteorological Satellite)을 발사하여 전 지구를 3시간 간격, 동아시아 지역을 15분 간격, 한반도 주변을 8분 간격으로 집중 관측하고 있다. 천리안위성은 지구적도상공 36,000km 고도, 동경 128.2도에 위치하여 기상관측, 해양관측, 위성통신서비스 임무를 수행하는 복합위성으로서, 이를 위해 충청북도 진천군 광해원면에 국가기상위성센터를 설치하여 운영하고 있다. 그리고 현재 천리안위성 1호기의 뒤를 이을 2호기 위성(GK-2A, Geo-KOMPSAT)을 2012년에 개발 착수하여 2018년 12월 5일 프랑스령 기아나 꾸루 우주센터에서 발사에 성공했으며, 이후 2019년 6월까지 시험운영을 거쳐 하반기부터 정상서비스 할 예정이다. 이번에 발사되는 GK-2A호는 기상과 우주기상을 관측하는 독자 기상관측위성으로서, 저해상도의 5채널 기상센서를 보유한 구세대의 천리안 1호와 달리 고해상도의 16채널의 센서를 탑재한 차세대 위성으로 분류되는데, 이런 위성을 보유한 나라는 현재 일본(2014년 발사)과 미국(2016년 발사)뿐으로 한국은 이번 발사로 3번째 차세대 위성 보유국에 오르게 되며, 유럽은 2021년에 발사 할 예정이다. 이렇듯 GK-2A 차세대 기상위성은 기존 천리안위성(5개 채널)보다 많은 16개 채널을 탑재하여 해상도가 최대 2배 이상 향상되며, 3차원 입체 구름분석도 가능하다. 또한, 한반도 주변은 약 2분 간격으로, 전지구에 대해서는 10분 간격으로 관측이 가능해지면서, 급변하는 위험기상의 조기 관측 및 구름·눈 분석 등 기상현상 탐지능력이 향상된다. 대기오염으로 인한 국민 건강 피해를 최소화하기 위해 환경부와 지방자치단체에서는 대기오염 감시, 분석 및 예․경보를 위한 관측망 368개소를 구축하여 운영하고 있다. 환경기상관측망 현황이고, 환경부에서 운영하고 있는 46개소의 환경기상관측망도이다. 그 밖에 한반도에서의 에어로졸(황사, 미세먼지 등) 발생 및 이동 상황을 실시간 관측하고, 관측자료를 통합 활용하기 위해 우리나라에서 에어로졸 라이다를 운영하고 있는 8개 기관이 2015년 3월 ‘한반도 에어로졸 라이더 관측 네트워크 KALION(Korea Aerosol LIODAR Obserfvation Network)’을 구축하였다. 여기에는 기상청을 비롯하여 총 8개 기관이 참여하여 전국 11개소에 에어로졸 라이다를 설치하였다. 이 중 6개소는 상시 운영하고, 5개소는 이벤트가 있을 때만 한시적으로 운영하고 있다.